[发明专利]一种超临界CO2体系中用脂肪酶膜制备富含中链脂肪酸的玉米油的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及食用油脂加工领域，具体涉及以二氧化碳为流体，在超临界体系中脂肪酶膜催化甘油解反应制备富含中链脂肪酸的玉米油的一种方法。

背景技术：

玉米油又称玉米胚芽油，玉米油含有大量的不饱和脂肪酸，而且组成比较整齐所以油的味道好，清淡爽口，容易消化吸收，加之油中还含有多种维生素和胡萝卜素，还有阻止人体血清中胆固醇沉积的特殊功能，因此玉米油的营养价值较高。大量研究表明，不饱和脂肪酸是人体内不能合成而又必需的脂肪酸，它们具有缓解血液中过量的胆固醇，增强细胞膜透性，阻止心肌组织和动脉硬化等功能。中链脂肪酸指链长为6～12C的饱和脂肪酸，包括己酸、辛酸、癸酸和月桂酸，中链脂肪酸自19世纪50年代就开始应用于人类脂肪吸收不良症和长链脂肪酸氧化障碍的治疗。目前研究表明，中链脂肪酸可以治疗人类肥胖、胰岛素抵抗、心脑血管疾病。中链脂肪酸还有抗微生物、促进维生素吸收和降低炎性细胞因子产生的作用。随着经济的发展以及生活水平的提高，人们的消费观念发生了很大的变化，健康、安全和绿色的产品逐渐成为消费者的首选食品。中链脂肪酸可以调节动物营养代谢、提高食品品质、降低食品微生物污染。

固定化脂肪酶膜克服了脂肪酶是水溶性的，不易回收重复使用，易失活等缺点，而固定化后的酶有利于酶的分散、回收和再利用，减少了残余酶产生的再次污染。以醋酸纤维素/聚丙烯复合膜为载体的高碘酸钠氧化法固定化脂肪酶具有化学稳定性好、机械性能优异等优点，提高了酶在反应体系中的活性和稳定性，从而有利于酶的回收和产品的生产。

超临界CO2状态下的酶促反应，是近年来生物工程新开拓的领域，许多研究表明：超临界CO2具有类似于液体的密度和类似于气体的扩散性和粘度。显示出较大的溶解能力和较高的传递特性，从而大大的降低了酶反应过程的传质阻力提高反应速率。通过简单的改变操作条件或附加其他设备就可达到底物和产物分离的目的，并且不存在溶剂残留的问题。

发明内容：

为了克服目前还没有利用辛酸和玉米油在超临界状态下酶法合成富含辛酸甘油酯玉米油的方法的问题，以便适应现代技术发展，满足市场的需求，我们提出了一种经过改进的生产工艺：

一、复合膜的制备：将5g醋酸纤维素溶于100ml丙酮中，待溶解完全成均一的膜液后，取实验前制备好的聚丙烯膜浸于溶有醋酸纤维素的丙酮溶液中，自然成膜，以去离子水冲洗醋酸纤维素/聚丙烯复合膜数次干燥备用。

二、高碘酸钠氧化法：取一张醋酸纤维素/聚丙烯复合膜悬浮于10ml不同浓度的高碘酸钠溶液中，室温下置于摇床中摇动一定时间，取出立即用去离子水洗至中性，吸干水分，与酶的磷酸盐缓冲溶液于28℃进行交联反应。交联反应后取出，悬浮于10ml 1％氢硼化钠溶液中于4℃反应30min，然后用0.1mol的HAI溶液、2mol的KCl溶液和水分别洗涤三次，取出测定酶活。

三、脂肪酶的固定化：取若干份1cm²的醋酸纤维素/聚丙烯复合膜于三角瓶中，分别加入一定量的脂肪酶酶液和pH 8.0的磷酸氢二钠/磷酸二氢钾缓冲液，在温度4℃下，加入0.24％戊二醛进行交联交联反应186min，反应结束后取出酶膜，用去离子水冲洗，放于干燥处待其风干后测定酶活为0.52U/cm²。

四、在不锈钢高压釜中按3∶1的摩尔比例加入辛酸和玉米油，同时加入一定量的脂肪酶膜，再加入搅拌磁珠；向不锈钢高压釜中H₂置换不锈钢高压釜中的空气；将充入气体的不锈钢高压釜进行试漏；排空不锈钢高压釜中的氢气，同时充入CO₂，其压力为11MPa；将不锈钢高压釜放入一定温度的恒温水浴锅中预热一段时间；将不锈钢高压釜放入恒温水浴锅中，在恒温恒压的条件下开动磁力搅拌器；反应结束后将不锈钢高压釜冷却至室温，放出气体，打开不锈钢高压釜，取出得到的反应产物；将取出的反应产物置于离心机中离心，取出上清液后即得产品。

经气相分析，反应产物的脂肪酸组成中，具有生理活性的中链脂肪酸含量高达35.00％，增强了玉米油的功能特性。本发明采用超临界CO₂状态下酶膜法合成富含辛酸甘油酯的玉米油，可大大降低酶反应过程的传质阻力，提高酶反应速率，最重要的是控制了反式脂肪酸的生成。

本发明的有益点是：

1、高碘酸钠氧化法可以有效的氧化活化复合膜上的羟基氧化成醛基，更好的固定化脂肪酶。