[发明专利]一种天然风味脂肪酸酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于食品风味化学和生物技术领域，具体涉及一种天然风味脂肪酸酯的制备方法。在装有固定化脂肪酶的反应柱子中通过连续式反应生产天然风味脂肪酸酯的方法，并利用分子蒸馏技术从反应混合物中提纯该风味物质。

背景技术

食用香精香料是食品添加剂中数量最多、在食品中使用面最广的一类添加剂，是食品添加剂的重要组成部分。目前世界上食用香精、香料的生产主要是人工合成和从天然动植物中提取。随着人民生活水平的提高，以及回归自然意识的增强，人们对天然的香料的需求日益增加。天然提取的香料物质，由于受原料来源的限制，已无法满足人们的需要。

生物技术产香是采用微生物工程、酶工程、细胞工程、基因改造工程等生物途径模拟天然动植物代谢过程，生产出香料化合物，而且这些化合物已被欧洲和美国等许多国家食品法规界定为“天然的”。因此，运用生物技术生产香料化合物或香精基料，已成为国内外学者研究的热点。

短链脂肪酸酯是一类十分重要芳香化合物，呈天然水果香味，可广泛应用于食品、医药等工业的加香。目前食品香精香料领域中使用的脂肪酸酯类多为合成香料，酶法产生芳香酯不仅被认为是优质的天然产品，且酶催化反应具有高效、专一、反应条件温和、能耗低、污染小、操作简单易控等优点，因而有着不可比拟的优越性。

法国的Langrand 等报道用13个不同来源的商用脂肪酶催化一些芳香酯的合成，其中来自于毛霉、黑曲霉、假丝酵母、根霉的微生物脂肪酶最适合在有机溶剂中催化合成短链芳香酯。台湾的C. J . Shich 等研究了用来自假丝酵母的脂肪酶催化丁酸香叶醇酯的优化条件。韩国的D. Y. Kwon 等报道了在有机溶剂中用20种脂肪酶催化外消旋甲基丁酸合成苹果芳香物2 -甲基丁酸甲酯对映体。结果表明：固定化脂肪酶IM20、脂肪酶AP和脂肪酶FAP -15对( S) 2 -甲基丁酸甲酯的合成显示出较高的酶活性和对映选择活性。意大利的R. Gandolfi 等报道了用Rhizopus oryzae 干菌丝体在有机相中有选择地催化不同芳香酯的合成。英国的C. H. Lee 等报道了来自于Burkholderia cepacia , Rhizozopus miehi , Candida antarctica 和Candida rugosa 脂肪酶催化酯化反应中水分活度和脂肪酸选择性固定的影响。刘光烨等报道了烟色红曲霉胞外脂酶催化己酸乙酯的合成。中科院微生物研究所张军用14种不同来源的脂肪酶催化油酸油醇酯的合成，其中以假丝酵母1619脂肪酶催化能力最强。徐岩报道了微生物脂肪酶在正庚烷中合成短链芳香酯的研究。高修功等报道了假单孢菌脂肪酶非水相催化丁酸与丁醇酯化反应的性质。结果表明：有机相中酶的催化作用需要一定的水分，最适水含量因溶剂的不同而有所差异；有机溶剂中酶的热稳定性较水溶液中明显提高；最适作用pH 值与水溶液中相近。

国内外的研究结果表明：用不同来源的微生物脂肪酶可以催化合成多种芳香酯，并且在有机相中微生物脂肪酶的催化活性和热稳定性较水溶液中有明显提高。采用脂肪酶直接酶化作用工业生产芳香酯是一种很好选择，可避免化学合成时潜在污染和危害。

发明内容

本发明旨在提供一种天然风味脂肪酸酯的连续制备方法。固定化脂肪酶作为生物催化剂，以富含中低碳链脂肪酸甘油酯的椰子油、天然奶油、巴西棕榈油、棕榈仁油为酶作用底物，将以甘三酯形式存在的脂肪转化为脂肪酸乙酯、脂肪酸丁酯、脂肪酸异丁酯或脂肪酸异戊酯。得到的产物除含有这些脂肪酸酯外，还含有作为中间转化产物的甘油单脂肪酸酯及二酯酰甘油酯，以及残留的小分子醇和脂肪酸甘油三酸酯。然后通过分子蒸馏得到纯度较高的风味脂肪酸酯即混合中低碳链脂肪酸酯。

本发明目的通过以下技术方案来实现：

一种天然风味脂肪酸酯的制备方法，包括以下步骤：

①固定化酶反应柱的填充：反应器主体是一圆柱形不锈钢柱，反应器套层连接循环水浴，使柱内维持在所需的反应温度，将固定化酶置于柱内，反应柱的底部及顶部均垫少量玻璃纤维以防止酶流失。

②风味脂肪酸酯的连续制备：先将底物油预热至相应的反应温度，加入小分子醇，机械搅拌混合，同时用恒流泵以一定流速将其输入反应器底部入口，调整流速，使保留时间（反应物在填充柱中平均滞留时间）为10min，开始酯化反应。