酶催化制取结构脂质的研究——菜籽油的改性

• 作 者: 万银松
• 机 构: 石河子大学
• 出 处: 石河子大学
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 菜籽油 脂肪酶 酶催化 脂肪酸 结构脂质 酸解反应

油脂是供能最高的一类营养物质，菜籽油在我国来源广泛，本文即以菜籽油为原料，在保持原料部分必需脂肪酸的条件下，制备供能较低的结构脂质。本文以菜籽油与辛酸为底物，以Sigma公司的1,3-定向脂肪酶-Lipozyme RM IM作为催化剂，通过酶促酸解制取结构脂质，对影响菜籽油和辛酸酸解反应的各种影响因素进行了研究，考察了反应温度、反应时间、加酶量、底物比、有机溶剂等因素对酸解反应的影响。本研究通过选取四因素、五水平采用二次回归正交旋转组合方法来设计试验，通过响应面分析找到了制备结构脂质的最佳条件，四个因素的范围分别为：反应温度(Te)，40-80℃；反应时间(Ti)，3-11h；底物比(Sr)，1：1-5：1(脂肪酸/油脂，摩尔比)：加酶量(E1)，4％-12％(以底物的质量计)。结果发现：(1)反应温度对酸解反应有很大影响，在本试验的非溶剂反应体系中，随温度的升高，结合到甘油结构上的辛酸含量增加，但当温度超过70℃时，辛酸含量呈下降趋势，这可能与酶的热失活增加有关。(2)酶量的变化与反应速度直接相关，随着酶量的增加，底物与酶分子接触的机会增加，反应速度加快，酯交换反应程度提高，结合到甘油骨架上的辛酸含量增加，但当酶量上升到一定程度，继续增加时，辛酸含量随酶量的增加变化缓慢，这可能与水解加强有关。(3)反应时间与产品的辛酸插入率呈正相关，随反应时间的增加，反应体系将最终达到动态平衡，正反应和逆反应速度趋于一致。(4)底物比能够影响酯交换反应和酰基位移反应的速率。当底物比例小于2：1时，结合到菜籽油中的辛酸含量随底物中的辛酸比例增加而迅速升高，但当底物比例继续增大时，辛酸含量上升趋于缓慢。通过优化的酶促酸解改性的最佳条件为：反应温度67.0℃；底物比(辛酸：菜籽油)3.2：1(摩尔比)；酶量11.8％(以底物质量计)，反应时间9.0h。在此条件下，产品中的辛酸含量为12.4％以上。制得的改性产品为淡黄色液体，与普通油脂气味相同，并且与原料油脂具有良好的相溶性。产热性能试验表明，改性后的菜籽油产生的热值明显降低。本文采用的脂质改性方法可形成特定的目的产物，副产物少，减少了分离纯化的工作，且反应条件温和，工艺简捷，无需添加有机溶剂。本研究对于进一步开发油脂深加工技术具有重要价值。