专利名称：一种1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的制备方法。
背景技术：
1,3- 二油酸-2-棕榈酸甘油三酯(OPO)是2008年卫生部新增加的一种新资源食 品，它是类似于母乳脂肪的一种甘油三酯。母乳脂肪中约70%的棕榈酸连结在甘油三酯的 sn-2位上，而sn-1，3位主要是不饱和脂肪酸。棕榈酸是人体重要的产能脂肪酸，它在甘油 三酯上的位置对其消化和吸收有很大的影响，sn-2位上的棕榈酸能以sn-2位单甘脂的形 式被吸收，而sn-1，3位上的棕榈酸则易与矿物质(钙、镁等)形成不溶性的盐流失掉，同时 也造成矿物质和能量的流失。因此，1,3- 二油酸-2-棕榈酸甘油三酯作为一种新型的食品 添加剂，具有促进机体对能量吸收，促进钙、镁等骨骼矿物质吸收，缓解婴幼儿便秘等功能。 目前，1，3_ 二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的研究在国外已逐步从实验室阶段转向工业化生产 和应用，它主要应用于婴幼儿配方食品中。目前婴幼儿食品中添加的类母乳脂肪主要是通过几种植物油脂的混合得到脂肪 酸组成与母乳脂肪相接近的产品，但是由于后者具有特殊的脂肪结构(棕榈酸主要存在于 Sn-2位上)，以棕榈油为棕榈酸为主要来源的混合植物油只能达到脂肪酸组成与母乳脂肪 接近，但不能达到与母乳脂肪相接近的水平。所以寻求一种新的制造类母乳脂肪的方法极 为必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高纯度、高效率的1，3_ 二油酸-2-棕榈酸 甘油三酯的制备方法。为解决上述技术问题，本发明的思路是以棕榈酸和甘油为起始原料，分别经一步 化学催化，两步酶催化，高效制备1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯(0P0)。具体技术方案如下一种1，3- 二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的制备方法，该方法包括如下步骤(1)以强酸性或者强碱性树脂为催化剂，甘油和棕榈酸进行酯化反应制备三棕榈 酸甘油酯(PPP)；(2)以1，3位特异性脂肪酶为催化剂，步骤(1)制得的三棕榈酸甘油酯(PPP)与醇 在有机溶剂中进行醇解反应，制得2-棕榈酸单甘酯；(3)以1，3位特异性脂肪酶为催化剂，步骤( 制得的2-棕榈酸单甘酯与油酸或 者油酸酯在有机溶剂中进行酯化反应，制得1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯(0P0)。步骤(1)中，所述的强酸性树脂为以聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺或聚苯乙烯为惰性 骨架，以磺酸基为功能基团的离子交换树脂。步骤⑴中，所述的强碱性树脂为以聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺或聚苯乙烯为惰性 骨架，以季铵基为功能基团的离子交换树脂。
步骤(1)中，甘油与棕榈酸的摩尔比为1 3 1 5，催化剂用量为10 50g/ L,反应温度65 85°C，搅拌转速200 400转/分钟，反应时间18 M小时。经液相色 谱(检测器为蒸发光散射检测器(HPLC-ELSD))检测，棕榈酸的转化率可以达到85%以上， 利用分子蒸馏可以获得含量在94%以上的三棕榈酸甘油酯(PPP)。步骤⑵和步骤(3)中所述的1，3位特异性脂肪酶为南极假丝酵母脂肪酶、胰脂 肪酶、嗜热丝孢菌脂肪酶、南极洲念珠菌属脂肪酶、黑曲霉菌属(Aspergillus niger)脂肪 酶、少根根霉(Miizopus arrhizus)脂肪酶或米黑根毛霉(lihizomucor miehei)脂肪酶，步 骤( 和步骤(3)中所用的1，3位特异性脂肪酶可以相同或者不同。步骤O)中，所述的醇为甲醇或乙醇，所述的有机溶剂为正己烷。步骤O)中，三棕榈酸甘油酯与醇的摩尔比为1 2 1 5，三棕榈酸甘油酯在 溶剂中的浓度为20 400g/L，催化剂用量为10 50g/L，反应温度为30 55°C，搅拌转速 为150 500转/分钟，反应时间16 M小时。经液相色谱检测，三棕榈酸甘油酯的转化 率可以达到70%以上。采用减压浓缩可获得含量在92%以上的2-棕榈酸单甘酯。步骤(3)中，所述的油酸酯为油酸甲酯、油酸乙酯或油酸丁酯。步骤(3)中，所述的有机溶剂正己烷。步骤(3)中，2-棕榈酸单甘酯与油酸或者油酸酯的摩尔比为1 2 1 6，2_棕 榈酸单甘酯在溶剂中的浓度为20 200g/L，催化剂用量为10 50g/L，反应温度30 550C，搅拌转速200 500转/分钟，反应时间8 12小时。经检测2-棕榈酸单甘酯的转 化率可以达到55%以上。采用溶剂萃取方式，并通过减压蒸馏可制得含量在60%以上的1， 3- 二油酸-2-棕榈酸甘油三酯(OPO)。有益效果本发明的积极进步效果在于1、反应原料简单易得，与目前专利、文献报道的方法相比，直接以棕榈酸和甘油 为原料，避免了从油品中提取原料的步骤，可有效的降低成本，并减少能耗与物耗。2、产物含量较高，可以达到60%以上，与目前的制备方法相比，其纯度得到了大幅 提高，目前市售产品的含量一般在40%左右。
具体实施例方式根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实 施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限 制权利要求书中所详细描述的本发明。以下实施例中使用的棕榈酸、甘油、甲醇、乙醇、油酸、油酸甲酯、油酸乙酯和油酸 丁酯均为工业级市售产品；离子交换树脂也为常规使用产品，可市售获得或请树脂公司加 工制造得到；脂肪酶也是通过市售获得。实施例1将0. 03mol甘油和0. 09mol棕榈酸，置于80°C恒温水浴锅中，加入10g/L(反应体 积按熔融态混合物计)聚丙烯酸酯作为惰性骨架、带磺酸基的离子交换树脂混合，搅拌桨 以300转/分钟的转速进行24h的搅拌。反应后，用蒸发光散射检测器(HPLC-ELSD)检测， 产物中三棕榈酸甘油酯的含量为88%，通过分子蒸馏得到含量为96%的三棕榈酸甘油酯。 将纯化后的三棕榈酸甘油酯与甲醇按摩尔比为1 2混合，正己烷作为溶剂，配制浓度为50g/L(按PPP计)的反应溶液，在溶液中加入20g/L南极假丝酵母脂肪酶(购自西格玛公 司，酶活为80 120unit/mg)，搅拌转速为150转/分钟，40°C的条件下反应20h，得到2-棕 榈酸单甘酯，反应后用蒸发光散射检测器(HPLC-ELSD)检测，产物中2-棕榈酸单甘酯的含 量为84 %，采用减压浓缩，获得含量为94 %的2-棕榈酸单甘酯。最后将得到的2-棕榈酸单 甘酯与油酸按照摩尔比1 2混合，正己烷为溶剂，底物浓度以2-棕榈酸单甘酯计为25g/ L，30g/L南极假丝酵母脂肪酶(购自西格玛公司，酶活为80 120imit/mg)为催化剂，搅拌 转速500转/分，40°C的条件下反应12小时，经蒸发光散射检测器(HPLC-ELSD)检测，产物 中1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的含量为72%。实施例2将0. 04mol甘油和0. 16mol棕榈酸，置于75°C恒温水浴锅中，加入15g/L(反应体 积按熔融态混合物计)聚丙烯酰胺作为惰性骨架、带磺酸基的离子交换树脂混合，搅拌桨 以200转/分钟的转速进行18h的搅拌。反应后，用蒸发光散射检测器(HPLC-ELSD)检测， 产物中三棕榈酸甘油酯的含量为85%，通过分子蒸馏得到纯度为94%的三棕榈酸甘油 酯。将提纯后的三棕榈酸甘油酯与乙醇按摩尔比为1 3混合，正己烷作为溶剂，配制浓度 为60g/L(按PPP计)的反应溶液，在溶液中加入25g/L嗜热丝孢菌脂肪酶(购自西格玛公 司，酶活为60 85unit/mg)，搅拌转速为150转/分钟，45°C的条件下反应20h，得到2-棕 榈酸单甘酯，反应后用蒸发光散射检测器(HPLC-ELSD)检测，产物中2-棕榈酸单甘酯的含 量为83 %，采用减压浓缩，获得含量为92 %的2-棕榈酸单甘酯。最后将得到的2-棕榈酸单 甘酯与油酸按照摩尔比1 3混合，正己烷为溶剂，底物浓度以2-棕榈酸单甘酯计为40g/ L，25g/L嗜热丝孢菌脂肪酶(购自西格玛公司，酶活为60 85imit/mg)为催化剂，搅拌转 速200转/分，50°C的条件下反应12小时，经蒸发光散射检测器(HPLC-ELSD)检测，产物中 1,3- 二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的含量为64%。实施例3将0. 04mol甘油和0. 16mol棕榈酸，置于70°C恒温水浴锅中，加入20g/L (反应体 积按熔融态混合物计)聚苯乙烯作为惰性骨架、带季铵基的离子交换树脂混合，搅拌桨以 250转/分钟的转速进行20h的搅拌。反应后，用蒸发光散射检测器(HPLC-ELSD)检测，产 物中三棕榈酸甘油酯的含量为86%，通过分子蒸馏得到纯度为95%的三棕榈酸甘油酯。将 提纯后的三棕榈酸甘油酯与甲醇按摩尔比为1 4混合，正己烷作为溶剂，配制浓度为80g/ L(按PPP计)的反应溶液，在溶液中加入25g/L嗜热丝孢菌脂肪酶(购自西格玛公司，酶 活为60 85imit/mg)，搅拌转速为200转/分钟，40°C的条件下反应20h，得到2-棕榈酸 单甘酯，反应后用蒸发光散射检测器(HPLC-ELSD)检测，产物中2-棕榈酸单甘酯的含量为 82%，采用减压浓缩，获得含量为93%的2-棕榈酸单甘酯。最后将得到的2-棕榈酸单甘 酯与油酸按照摩尔比1 3混合，正己烷为溶剂，底物浓度以2-棕榈酸单甘酯计为40g/L， 30g/L米黑根毛霉脂肪酶(购自西格玛公司，酶活为60 85imit/mg)为催化剂，搅拌转速 200转/分，50°C的条件下反应8小时，经蒸发光散射检测器(HPLC-ELSD)检测，产物中1， 3- 二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的含量为61 %。实施例4将0. 03mol甘油和0. 15mol棕榈酸，置于65°C恒温水浴锅中，加入25g/L(反应 体积按熔融态混合物计)聚丙烯酸酯作为惰性骨架、带季铵基的离子交换树脂混合，搅拌桨以350转/分钟的转速进行18h的搅拌。反应后，用蒸发光散射检测器(HPLC-ELSD)检 测，产物中三棕榈酸甘油酯的含量为89%，通过分子蒸馏得到纯度为95%的三棕榈酸甘油 酯。将提纯后的三棕榈酸甘油酯与甲醇按摩尔比为1 4混合，正己烷作为溶剂，配制浓度 为100g/L(按PPP计)的反应溶液，在溶液中加入35g/L黑曲霉菌属脂肪酶脂肪酶(购自 西格玛公司，酶活为70 90unit/mg)，搅拌转速为250转/分钟，50°C的条件下反应18h， 得到2-棕榈酸单甘酯，反应后用蒸发光散射检测器(HPLC-ELSD)检测，产物中2-棕榈酸 单甘酯的含量为79%，采用减压浓缩，获得含量为93%的2-棕榈酸单甘酯。最后将得到 的2-棕榈酸单甘酯与油酸甲酯按照摩尔比1 4混合，正己烷为溶剂，底物浓度以2-棕 榈酸单甘酯计为50g/L，35g/L黑曲霉菌属脂肪酶脂肪酶(购自西格玛公司，酶活为70 90unit/mg)为催化剂，搅拌转速400转/分，55°C的条件下反应10小时，经蒸发光散射检测 器(HPLC-ELSD)检测，产物中1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的含量为66%。 实施例5将0. 03mol甘油和0. 09mol棕榈酸，置于80°C恒温水浴锅中，加入40g/L牛胰脂肪 酶(购自西格玛公司，酶活为15 40imit/mg)混合，搅拌桨以400转/分钟的转速进行24h 的搅拌。反应后，用蒸发光散射检测器(HPLC-ELSD)检测，产物中三棕榈酸甘油酯的含量为 88%，通过分子蒸馏得到纯度为96%的三棕榈酸甘油酯。将提纯后的三棕榈酸甘油酯与乙 醇按摩尔比为1 5混合，正己烷作为溶剂，配制浓度为100g/L(按PPP计)的反应溶液， 在溶液中加入35g/L南极洲念珠菌属脂肪酶(购自西格玛公司，酶活为50 80imit/mg)， 搅拌转速为300转/分钟，45°C的条件下反应18h，得到2-棕榈酸单甘酯，反应后用蒸发光 散射检测器(HPLC-ELSD)检测，产物中2-棕榈酸单甘酯的含量为78%，采用减压浓缩，获得 含量为94%的2-棕榈酸单甘酯。最后将得到的2-棕榈酸单甘酯与油酸乙酯按照摩尔比 1 5混合，正己烷为溶剂，底物浓度以2-棕榈酸单甘酯计为60g/L，35g/L南极洲念珠菌属 脂肪酶(购自西格玛公司，酶活为50 80imit/mg)为催化剂，搅拌转速450转/分，45°C 的条件下反应12小时，经蒸发光散射检测器(HPLC-ELSD)检测，产物中1，3_ 二油酸-2-棕 榈酸甘油三酯的含量为67%。
权利要求
1.一种1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤(1)以强酸性或者强碱性树脂为催化剂，甘油和棕榈酸进行酯化反应制备三棕榈酸甘 油酯；(2)以1，3位特异性脂肪酶为催化剂，步骤(1)制得的三棕榈酸甘油酯与醇在有机溶剂 中进行醇解反应，制得2-棕榈酸单甘酯；(3)以1，3位特异性脂肪酶为催化剂，步骤( 制得的2-棕榈酸单甘酯与油酸或者油 酸酯在有机溶剂中进行酯化反应，制得1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯。
2.根据权利要求1所述的1，3_二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的制备方法，其特征在于步 骤(1)中，所述的强酸性树脂为以聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺或聚苯乙烯为惰性骨架，以磺 酸基为功能基团的离子交换树脂。
3.根据权利要求1所述的1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的制备方法，其特征在于步 骤(1)中，所述的强碱性树脂为以聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺或聚苯乙烯为惰性骨架，以季 铵基为功能基团的离子交换树脂。
4.根据权利要求1 3中任意一项所述的1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的制备方 法，其特征在于步骤(1)中，甘油与棕榈酸的摩尔比为1 3 1 5，催化剂用量为10 50g/L，反应温度65 85°C，搅拌转速200 400转/分钟，反应时间为18 M小时。
5.根据权利要求1所述的1，3_二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的制备方法，其特征在于步 骤(2)和步骤C3)中所述的1，3位特异性脂肪酶为南极假丝酵母脂肪酶、根霉脂肪酶、毛霉 脂肪酶、胰脂肪酶、嗜热丝孢菌脂肪酶、南极洲念珠菌属脂肪酶、黑曲霉菌属脂肪酶、少根根 霉脂肪酶或米黑根毛霉脂肪酶，步骤⑵和步骤⑶中所用的1，3位特异性脂肪酶可以相 同或者不同。
6.根据权利要求1所述的1，3_二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的制备方法，其特征在于步 骤O)中，所述的醇为甲醇或乙醇，所述的有机溶剂为正己烷。
7.根据权利要求1、5或6所述的1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的制备方法，其特 征在于步骤O)中，三棕榈酸甘油酯与醇的摩尔比为1 2 1 5，三棕榈酸甘油酯在溶 剂中的浓度为20 400g/L，催化剂用量为10 50g/L，反应温度为30 55°C，搅拌转速为 150 500转/分钟，反应时间16 M小时。
8.根据权利要求1所述的1，3_二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的制备方法，其特征在于步 骤(3)中，所述的油酸酯为油酸甲酯、油酸乙酯或油酸丁酯。
9.根据权利要求1所述的1，3_二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的制备方法，其特征在于步 骤(3)中，所述的有机溶剂正己烷。
10.根据权利要求1或9所述的1，3_二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的制备方法，其特征 在于步骤(3)中，2-棕榈酸单甘酯与油酸或者油酸酯的摩尔比为1 2 1 6，2_棕榈酸 单甘酯在溶剂中的浓度为20 200g/L，催化剂用量为10 50g/L，反应温度30 55°C，搅 拌转速200 500转/分钟，反应时间8 12小时。
全文摘要
本发明中公开了一种1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的制备方法，包括如下步骤(1)以强酸性或者强碱性树脂为催化剂，甘油和棕榈酸进行酯化反应制备三棕榈酸甘油酯；(2)以1，3位特异性脂肪酶为催化剂，步骤(1)制得的三棕榈酸甘油酯与醇在有机溶剂中进行醇解反应，制得2-棕榈酸单甘酯；(3)以1，3位特异性脂肪酶为催化剂，步骤(2)制得的2-棕榈酸单甘酯与油酸或者油酸酯在有机溶剂中进行酯化反应，制得1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯。本发明方法具有产品纯度高、效率高、低能耗的特点，易于工业化应用。
文档编号C07C69/58GK102126950SQ20111002267
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月20日 优先权日2011年1月20日
发明者吴菁岚, 应汉杰, 柏建新, 沈劼, 熊健, 程利花, 谢婧婧, 陈勇, 陈晓春 申请人:南京工业大学