[发明专利]通过脂肪酶水解具有高熔点的油的方法

说明书

本发明属于油加工领域，具体地，本发明涉及通过脂肪酶水解具有高熔点的油如氢化蓖麻油(HCO)的方法。在本发明的一个实施方案中，提供了水解具有较高熔点的油以获得水解产物的方法，所述方法包括：将水、有机溶剂和脂肪酶与所述油混合以形成混合物的步骤，以及水解所述混合物中的所述油的步骤，其中所述脂肪酶包括一种或多种衍生自嗜热真菌属(Thermomyces sp.)的脂肪酶，但不包括任何单酰基甘油脂肪酶或任何衍生自根毛霉菌属(Rhizomucor sp.)的脂肪酶，并且所述有机溶剂是选自空间位阻醇、非极性有机溶剂、以及水混溶性有机溶剂与非极性有机溶剂的混合物中的任何一种。

技术领域

本发明属于油加工领域，具体地，本发明涉及通过脂肪酶水解具有高熔点的油、例如氢化蓖麻油(HCO)的方法。

背景技术

12-羟基硬脂酸(12-HSA)是在12位具有羟基基团的18-碳脂肪酸，其分子式为CH₃(CH₂)₅CH(OH)(CH₂)₁₀COOH。其在室温下呈白色至奶油色薄片或针状晶体的形式，熔点为72℃至77℃。由于12-HSA含有羟基基团和羧基基团二者，所以12-HSA具有特定的化学性质，使其成为化学工业的重要原料。还将12-HSA用作塑料生产中的中间产物或化妆品生产的原料。

主要有两种方式来制备12-HSA。一种是在高温和高压下水解蓖麻油，先得到蓖麻油酸，然后将蓖麻油酸氢化成12-HSA。在氢化过程中，蓖麻油酸中的羟基基团和羧基基团可能发生酯化反应，并导致聚合，这降低了12-HSA的产率。另一种方式是首先进行蓖麻油的氢化以得到氢化蓖麻油(HCO)，然后通过强碱水解，接着用强酸酸化以制备12-HSA。虽然该方式可以保护羟基基团免受破坏，但这种方法产生大量废水，从而造成环境污染。

通过HCO酶法水解制备12-HSA的新进展报道如下。

CN104946692A公开了在生物水解酶存在下水解HCO的方法，其中将HCO和去离子水按一定比例混合，进行三次水解以得到12-HSA。每次水解在“HCO:水:水解酶＝100:60～100:0.3～0.5”的质量比下进行。用于水解的温度为80℃至85℃，水解持续120分钟至180分钟。这种方法的反应温度高于80℃。由于大多数脂肪酶在高于50℃的温度下会失去或降低其酶活性，因此该方法排除了大多数脂肪酶，而只有几种通常昂贵的热稳定脂肪酶可适用。

JP61139396也公开了在75℃的温度下制备12-HSA的方法。其利用有机溶剂与水来溶解HCO，并且水解是由衍生自微生物的脂肪酶催化的，所述微生物属于色杆菌属(Chromobacterium)、根霉菌属(Rhizopus)、毛霉菌属(Mucor)或假单胞菌属(Pseudomonas)。该方法具有与在高温下进行的反应相同的缺点。

CN1473199A也报道了用于制备12-HSA的方法：主要是首先在15℃至50℃下通过一种或多种脂肪酶将蓖麻油转化为蓖麻油酸，然后将水解产物转化为12-HSA。尽管该方法在酶水解过程中具有低操作温度，但该方法导致羟基基团的损失和最终产物酸值的降低。

CN108239663A公开了在第一有机溶剂、第二有机溶剂和水的存在下在低温酶法水解HCO的方法。水解在35℃至55℃、优选在45℃至50℃进行。将来自嗜热真菌属(Thermomyces sp.)的脂肪酶、来自根毛霉菌属(Rhizomucor sp.)的脂肪酶与单酰基甘油脂肪酶的任意两种组合使用以实现86.21％的最大水解率。该方法大量使用脂肪酶组合，导致了该方法的高成本，并且最终水解率仍然小于90％。

上述现有技术示出了通过多种方法制备12-HSA，其具有多种缺点，如羟基基团的损失、水解温度高、适用的脂肪酶的选择有限、需要使用多种脂肪酶或成本高等。

因此，需要以廉价且高效的方式来制备12-HSA，如通过使用常用的脂肪酶在低温下酶法水解HCO，并实现高水解率。