[发明专利]一种水溶性植物甾醇有机二元酸糖酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备植物甾醇衍生物的方法，特别涉及一种水溶性植物甾醇有机二元酸糖酯的制备方法。本产品的应用开发涉及到食品、医药、化工和化妆品等技术领域。

背景技术

植物甾醇是一种存在于植物中的天然活性物质，广泛分布于自然界，在植物油、种子和坚果、谷类以及豆类中含量最为丰富。天然植物甾醇种类繁多，以β-谷甾醇、豆甾醇和菜油甾醇为主，它们都属于4-无甲基甾醇，结构与胆固醇相似，以环戊烷多氢菲为甾核主体骨架，其C-3位连着一个羟基。近年来，对植物甾醇的研究表明，它是一类对人体无毒副作用、具有高生理活性的天然活性物质，被誉为“生命的钥匙”。

植物甾醇具有非常好的降胆固醇作用，主要通过抑制胆固醇在小肠内的吸收，可以有效降低血液总胆固醇及低密度脂蛋白胆固醇含量，而对人体有益的高密度脂蛋白胆固醇含量却没有影响。在动物和人体内已经应用半个多世纪，美国FDA已批准添加植物甾醇或甾烷醇酯的食品可使用“有益健康”的标签，其安全性已毋庸置疑。特别是近年来的研究发现，植物甾醇还有抗癌、抗炎、抗病毒和提高免疫力等作用。

植物甾醇具有水不溶和油溶低等特点，所以植物甾醇一般只添加于高脂肪食品中，限制了植物甾醇在低脂肪食品、减肥食品和饮料中的实际应用。天然的植物甾醇熔点高(130-180℃)，它们很容易在食品体系中的油相中结晶出来，而这种结晶将导致食品体系产生不可接受的质感，严重影响食品品质。由于植物甾醇对人体无毒副作用、具有上述多种重要生理功能和特点，这就要求在不影响植物甾醇的生理功能前提下改变植物甾醇的形式，使其便于在食品加工中应用。

研究发现，酯化型的植物甾醇溶解性得到很大改善，其吸收利用率与游离型相比约提高5倍，其功能作用也更加广泛。植物甾醇酯化制得的植物甾醇酯由于具有比植物甾醇更好的溶解性、分散性和更高的降胆固醇效果，可作为喷雾和口服药物中的吸收载体及营养补充剂，以及皮肤细胞促进剂、抗炎剂、伤口愈合剂和非离子乳化剂。

目前植物甾醇的改性研究和产品开发大多围绕改善植物甾醇的油溶性为目的，主要集中在饱和脂肪酸植物甾醇酯和不饱和脂肪酸植物甾醇酯的研究。而改善植物甾醇水溶性的方法多集中在制造微乳体系或者微胶囊包埋，但这两种方法具有稳定性差、产品货架期短等缺点，在实际应用中受到极大限制。目前植物甾醇在化妆品工业中作为乳化剂受到了越来越多的重视，为提高其乳化性，也需要增加植物甾醇水溶性。而通过对植物甾醇的结构改性以改善其水溶性的研究鲜有报道，因此开发一种新型的水溶性植物甾醇衍生物的制备方法，有助于拓宽其在水溶性食品中的应用，具有重要的意义。

发明内容

本发明提供一种水溶性植物甾醇二元酸糖酯的制备方法。本方法分两步完成，第一步使用4-二甲氨基吡啶(DMAP)催化有机二元酸(或酸酐)与植物甾醇进行酯化反应生成中间产物植物甾醇有机二元酸单酯，第二步使用N，N′-二环己基碳酰亚胺/4-二甲氨基吡啶/对甲基苯磺酸(DCC/DMAP/p-TsOH)复合催化剂催化中间产物与功能性糖的酯化得到目标产物植物甾醇有机二元酸糖酯，两步方法都操作简单、反应时间短且产率高，适合用于食品工业生产。

本发明采用以下技术方案：

使用DMAP在甲苯中催化植物甾醇与有机二元酸(或酸酐)进行酯化，得到中间产物植物甾醇有机二元酸单酯，再用DCC/DMAP/p-TsOH复合催化剂在二甲亚砜中催化中间产物与功能糖进行酯化反应，得到植物甾醇有机二元酸糖酯。两步反应都间隔一定时间取样，并采用薄层层析法(TLC)检测反应进程，硅胶柱层析分离纯化中间产物和目标产物，利用高效液相法(HPLC)测定纯度和产率，红外光谱(FT-IR)和质谱(MS)鉴定结构。

本发明所述的植物甾醇为β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇和菜籽甾醇中一种或几种的任意比例的混合物。

本发明所述的有机二元酸或酸酐为酒石酸、丁二酸、戊二酸、己二酸和其对应酸酐中的一种。

本发明所述的功能性糖为葡萄糖、乳果糖、海藻糖、水苏糖、棉籽糖和纤维二糖。

本发明所述的制备植物甾醇有机二元酸单酯的方法，反应物有机二元酸(酸酐)、植物甾醇与4-二甲氨基吡啶的物质的量之比为1∶1.05∶0.2。

本发明所述的制备植物甾醇有机二元酸单酯的方法，反应温度为110℃，总反应时间为6小时。