一种超临界CO2条件下结构脂质的酶合成方法及其应用

本发明涉及一种超临界co2条件下结构脂质的酶合成方法及其应用，涉及a61k，具体涉及医用的配置品领域。

背景技术：

1、不同油脂中的甘油三酯和脂肪酸的组成是有差异的，长期食用单一油脂不能满足人体对于脂肪酸的平衡需求，为了研发一种具有天然油脂理化性能，同时热量又低的结构脂质，开发了本技术的技术方案。结构脂质不是各种甘油三酯的简单物理混合，而是经过改性的油脂，如在甘油三酯原骨架上插入脂肪酸，形成新型的油脂。现有的合成结构脂质的方法有化学法和生物酶法，化学法包括酸催化酯化法，碱催化酯化法和酰氯醇解法，需要强酸强碱的反应环境，反应条件不温和，并且转化效率低，副产物多。生物酶法中受到体系介质的影响，有机溶剂容易带来环境污染，微乳和反胶束体系组成较复杂不易控制，离子液体反应条件要求高，因此需要开发一种绿色环保，简单易控的合成方案，促进结构脂质的合成效率。

2、中国发明专利cn202211535954.3公开了一种结构脂质及其制备方法、结构脂肪乳以及结构脂肪乳制剂，将6碳～24碳中长链脂肪酸结构脂质和18碳～22碳多不饱和脂肪酸结构脂质混合，加入脂肪酶，进行酯交换反应，消除了结构脂质中隐形安全指标聚酯。但是反应组成复杂不易控制。中国发明专利cn201510236152.6公开了一种超临界co2状态下酯交换法制备低能sls型结构脂质的方法，采用脂肪酶rmim催化乙酸乙酯与一级大豆油进行酯交换反应制备低能sls型结构脂质，实现乙酸乙酯转化率的提高。但是乙酸乙酯的转化率仍然不高仅36.1％，生产效率低。

技术实现思路

1、为了提高脂肪酸在甘油三酯中的插入率，促进油脂高效率合成，本发明的第一个方面提供了一种超临界co2条件下结构脂质的酶合成方法，包括以下步骤：

2、s1将油脂，脂肪酸，催化剂加入到超临界co2反应装置中；

3、s2充入co2，再排出，重复2-3次，排出空气；

4、s3设定温度，打开磁力搅拌装置和进气阀，通过co2高压泵打入co2至实验设定压力，保持设定压力和温度反应一段时间后关闭装置；

5、s4缓慢排出气体，恢复常压后冷却，进行后处理。

6、作为一种优选的实施方式，所述后处理为对产物进行纯化，所述纯化包括以下步骤：

7、m1对产物进行过滤；

8、m2滤下物以酚酞为指示剂，滴加碱性溶液，溶液变微红，且不褪色，溶液呈弱碱性；

9、m3快速水洗至无色中性，ph试纸测试为中性，采用萃取剂萃取；

10、m4取上层液，蒸发去除萃取剂，即得。

11、作为一种优选的实施方式，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液，溶剂为乙醇水溶液。所述氢氧化钠溶液的浓度为0.3-0.8mol/l。进一步优选，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.5mol/l。

12、作为一种优选的实施方式，所述乙醇水溶液中乙醇与水的体积比为(5-10)：(1-5)。

13、作为一种优选的实施方式，所述乙醇水溶液中乙醇与水的体积比为(6-8)：(2-4)。优选的，所述乙醇水溶液中乙醇与水的体积比为7：3。

14、作为一种优选的实施方式，所述萃取采取的萃取剂为正己烷。

15、作为一种优选的实施方式，所述油脂与脂肪酸的摩尔比为1：(2-4)。

16、作为一种优选的实施方式，所述油脂与脂肪酸的摩尔比为1：(2.5-3.5)。优选的，所述油脂与脂肪酸的摩尔比为1：3。

17、作为一种优选的实施方式，所述油脂为山茶籽油。

18、申请人在实验过程中发现，反应过程为油脂酸解首先生成甘二酯，少量的甘二酯进一步反应生成甘一酯，甘二酯和甘一酯再与脂肪酸反应形成甘三酯，油脂与脂肪酸的摩尔比为1：3时，癸酸，辛酸的插入率最高，超出优选的摩尔比，对癸酸，辛酸的插入率影响不大，但是会增加后处理的成本。

19、作为一种优选的实施方式，所述脂肪酸选自c8-10中碳链脂肪酸、c6-24中长链脂肪酸、c14-24长链脂肪酸中的一种或几种的组合。

20、作为一种优选的实施方式，所述c8-10中碳链脂肪酸选自辛酸、癸酸、壬酸中的一种或几种的组合。

21、作为一种优选的实施方式，所述c8-10中碳链脂肪酸为辛酸和癸酸的组合。

22、作为一种优选的实施方式，所述s3的反应温度为35-60℃，反应压力为15-45mpa。

23、作为一种优选的实施方式，所述s3的反应温度为40-50℃，反应压力为20-40mpa。

24、作为一种优选的实施方式，所述s3的反应温度为40℃，反应压力为30mpa。

25、申请人在实验过程中发现采用35-60℃的反应时间，体系压力为15-45mpa时以超临界二氧化碳为溶剂合成结构脂质，合成的结构脂质中插入的辛酸、葵酸的脂肪酸(mcfa)插入率高，并且以生物酶为催化剂，合成结构脂质反应效率高，条件温和，专一性强。猜测可能的原因是，甘油三脂的空间位阻较大，采用超临界二氧化碳作为溶剂，密度与植物油脂，癸酸，辛酸接近，辛酸与癸酸在超临界二氧化碳中扩散速度快，因此辛酸和癸酸在超临界二氧化碳中插入的难度下降，降低了在甘油三脂分子链中的插入空间位阻，更容易发生反应，反应速率提升，插入率提高。申请人进一步发现，采用35-60℃的反应时间和15-45mpa的体系压力时，采用的生物酶催化剂催化活力最高，超出优选的条件范围，生物酶的蛋白结构发生变性，反应活性下降。

26、作为一种优选的实施方式，所述催化剂为脂肪酶类催化剂，所述催化剂的加入质量为整体体系的5-15％。

27、作为一种优选的实施方式，所述催化剂为sn-1,3位置特异性脂肪酶。优选的，所述催化剂为lipozyme tl im。

28、作为一种优选的实施方式，所述催化剂的加入质量为整体体系的8-13％。优选的，所述催化剂的加入质量为整体体系的11％。

29、作为一种优选的实施方式，所述s3的反应时间为3-8h。

30、作为一种优选的实施方式，所述s3的反应时间为4-7h。

31、作为一种优选的实施方式，所述s3的反应时间为6h。

32、作为一种优选的实施方式，所述辛酸在结构脂质中的插入率为30-40％，所述癸酸在结构脂质中的插入率为70-80％。

33、本发明的第二个方面提供了一种超临界co2条件下结构脂质的酶合成方法的应用，应用于结构脂质的合成中。

34、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

35、(1)本发明所述超临界co2条件下结构脂质的酶合成方法，采用35-60℃的反应温度，15-45mpa的反应压力，合成的结构脂质中插入的辛酸、葵酸的脂肪酸(mcfa)插入率高，并且以生物酶为催化剂，合成结构脂质反应效率高，条件温和，专一性强。

36、(2)本发明所述超临界co2条件下结构脂质的酶合成方法，油脂与脂肪酸采用1：(2-4)的摩尔比，癸酸，辛酸的插入率最高，并且后处理成本相对较低。

37、(3)本发明所述超临界co2条件下结构脂质的酶合成方法，以超临界co2作溶剂，以生物酶做催化剂，反应条件温和，反应压力和温度控制容易且精度高，无毒无害以及所得产品无任何溶剂残留。