[发明专利]一种脂肪酶促酸解藻油制备母乳脂肪替代品的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物化工技术领域，具体涉及一种脂肪酶催化藻油来源甘油三酯转酯化制备成高营养价值的母乳脂肪替代品的方法。

背景技术

优质的母乳脂肪替代品（Human milk fat substitute,HMFS）功能应当与天然母乳脂肪极其类似。众所周知，婴幼儿肠道是生长发育的营养中转站，其生产发育所需的营养物质消化、吸收都依赖健康的肠道功能。添加HMFS的配方奶粉，脂肪分子结构发生改变，能有效降低发生钙皂的可能，从而软化大便，减少婴幼儿肠道不通畅甚至发生便秘的几率；减少营养成分流失，有效提高婴幼儿对于能量和钙等矿物质的吸收和利用；促进骨骼发育，能有效降低钙皂形成，不影响钙的吸收，使钙在骨骼中充分沉淀，从而更好支持婴幼儿体格和骨骼自然成长。因此，HMFS的化学结构与脂肪酸组成是影响婴幼儿配方奶粉营养功能的重要因素。

目前，人工合成的HMFS的原料主要有以下一种或多种油脂的混合而制备：一是来源于动物中的油脂，如猪油、鱼油和牛乳脂；二是来源于植物，如棕榈油、高油酸葵花籽油、低芥酸菜籽油、大豆油、棕仁油、椰子油、红花油等多种油料。合成方法主要有物理混合法、化学催化和酶法合成。其中，在脂肪酶催化下，混合油脂的酯交换反应、油脂与混合脂肪酸酯交换反应这两种工艺由于其高度的选择性和高效性而被推荐利用。

按上述分类方法，HMFS的制备工艺研究现状如下：（1）专利CN102229866A公开了一种以猪油为原料，经除胆固醇后与油酸在Sn-1,3位专一性脂肪酶作用下制备1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯；（2）专利CN101940241A公开了一种以湄公河三角洲鲶鱼油脂及应用及制备HMFS的方法；（3）专利US5,601,860公开了一种将棕榈油和大豆油调和制备HMFS的方法；（4）专利EP0376628以植物油为原料，用化学催化剂随机酯交换制备；（5）专利CN102776077A、US4876107、US5658768、EP0496456和WO1994/268551公开了以普通植物油（如棕榈油、大豆油等）为原料与脂肪酸酯交换合成HMFS的方法。综上，这些原材料来源往往受到诸多方面的限制，且营养价值也良莠不齐；制备工艺过程繁琐，不饱和脂肪酸易氧化，生产成本高；不同国家、地区、民族、及文化背景等人文因素的影响客观存在。

纯天然来源的藻油深受人们喜爱，富含营养丰富的多不饱和脂肪酸（European Journal of Lipid Science and Technology,2013,115(9):965-976）。其中，裂殖壶藻（Schizochytrium sp.）和双鞭甲藻（Crypthecodinium cohnii）油中含有丰富的二十二碳六烯酸（Docosahexaenoic acid，DHA）、二十二碳五烯酸（Docosapentenoic acid，DPA）等ω-3不饱和脂肪酸，含量高达50%以上。DHA，俗称“脑黄金”，是神经系统细胞生长及维持的基本元素，是大脑和视网膜的重要构成成分。DHA在人体内只能由α-亚麻酸转化而成，或者从食物中直接获得。目前富油微藻可在人工控制条件下大规模发酵培养，分离制备的藻油安全可靠、无污染、营养价值高、无需额外添加DHA等特点，是制备HMFS的理想油脂原料。但是，藻油由于其甘油三酯中脂肪酸组成及分布的自身特点，其sn-1,3位含有一定量的棕榈酸，对婴幼儿的生长发育不利，不能直接用作HFMS，需要构建高效、低耗、省时的制备工艺。截至目前，未见报道将容易获得、食用安全的藻油作为原料酶法酸解定向合成HMFS。

近年来，低温微波技术（Bioresource Technology,2010,101(13):4851-4861）和微流控反应器技术（Nature,2006,442(7101):368-373）由于微波和微反应器对酶活性具有较大的影响，优于传统间歇式反应器对酶的增强效应，在生物催化与生物合成领域的研究与应用日益受到广泛关注。与传统反应器相比，微波场强化和微反应器的高效传热和传质促使酶促反应高效进行，大大提高了目标产物的时空产率，缩短了反应时间（Bioresource Technology,2013,149(0):367-374）。此外，微反应器可以通过增加反应器微管道的数量或者长度，从而实现规模化和连续化的工艺放大。然而，低温微波技术和微反应器技术在酶法催化天然油脂定向改造，制备HMFS方面未有相关报道。因此，本发明在间歇式反应器中酶促藻油制备HMFS的同时，将微波和微反应器技术应用到制备富含DHA的HMFS。