[发明专利]一种用超临界CO2为溶解剂生物酶法催化合成植物甾醇酯的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种用超临界CO₂为溶解剂生物酶法催化合成植物甾醇酯的方法。

背景技术：

甾醇是甾族化合物其中的一类，主要包括β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇、菜籽甾醇等。植物油脂中的甾醇绝大多数是β-谷甾醇。作为一种天然的有机化合物，植物甾醇主要由植物油脂加工副产物提纯而成。近年来经研究表明，植物甾醇是一类具有生理活性的物质，广泛地运用于医药、食品、化妆品等行业，动物生长剂、植物生长激素以及化工、纺织等各个领域。

人体本身并不能合成植物甾醇，必须从外界摄取。植物油、谷类、水果和蔬菜等中含有丰富的植物甾醇(植物油中植物甾醇的含量为200～900mg/100g油脂)。由于食用油是人们日常生活中必不可少的食品，所以，补充植物甾醇的最佳方法就是食用植物甾醇含量较高的植物油及其制品。大量的动物实验和人体临床试验的数据有力地证明，植物甾醇可以有效地降低血液中的胆固醇含量，从而降低心脑血管疾病的产生，是一种行之有效的保健食品。国际营养学会推荐的未来十大功能性营养成分中就包括植物甾醇。

虽然植物甾醇具有降低血清胆甾醇水平的功效，但游离植物甾醇在水和油脂中的低溶解性限制了它在食品中的实际作用。植物甾醇酯在植物油脂中的含量非常少，但是植物甾醇酯有更优的脂亲和性和更佳的降胆固醇效果。这不仅方便甾醇在含脂食品中的传递，生物利用率高，溶解度好，还可以改善产品的外观及口感，因此备受青睐。临床试验表明，成人每天只要摄入1.3g以上植物甾醇酯即可达到降低胆固醇的目的。

超临界状态下植物甾醇和脂肪酶的溶解度显著增加。反应过程中，Novozym435脂肪酶更易作用于甘三酯的sn-3位，酶解其上的脂肪酸。一方面，酶解下来的脂肪酸的羧基与植物甾醇的c-3位羟基反应生成脂肪酸甾醇酯；另一方面，植物甾醇与甘二酯sn-3位反应生成甘二酯甾醇酯。Novozym 435脂肪酶专一地作用于酶解下来的游离脂肪酸和甘二酯，有效地减少副反应的放生，使酯化率相对常规方法提高5％以上。

发明内容：

本发明为了解决现有常规合成方法中反应时间长，合成温度高，以及酯交换过程中的有机溶剂残留问题，从而提出了一种用超临界CO₂为溶解剂，生物酶法酯交换合成植物甾醇酯的方法。

本发明的步骤如下：

步骤一：反应前的处理：在不锈钢高压釜中加入22.5～29.5g植物油脂样品，7.5～0.5g植物甾醇，同时加入0.3g Novozym 435脂肪酶作为催化剂，再加入搅拌磁珠；

步骤二：试漏：向不锈钢高压釜中注入CO₂气体，进行试漏；

步骤三：置换气体：用CO₂置换不锈钢高压釜中的空气3～5次，其压力小于4.5MPa；

步骤四：充CO₂：向不锈钢高压釜中充入CO₂气体，压力为6～10MPa，使其在反应温度下处于超临界状态；

步骤五：加热：采用加热器对不锈钢高压釜进行加热，加热温度升至到55～95℃；

步骤六：进行反应：在恒温恒压的条件下开动磁力搅拌，搅拌转速为600转/分，反应时间为0.5～4h；

步骤七：反应结束：反应结束后使不锈钢高压釜冷却至室温，放出气体，打开不锈钢高压釜，取出得到反应产物，经离心分离后得到产品。

本发明中的溶解剂是超临界CO₂流体，一种流体当处在高于其临界点的温度和压力下，被称之为超临界流体，它既具有与气体相似的密度、粘度、扩散系数等物性，又兼有与液体相近的特性，是处于气态和液态之间的中间状态的物质。超临界CO₂流体作为溶解剂，其具有临界密度大，临界温度低，临界压力低，无毒无害，来源广泛，价格低廉等特点。在整个酯交换过程中没有有害溶剂加入，从而避免了有害溶剂残留的问题。

具体实施方式：

具体实施方式一：本实施方式的步骤如下：

步骤一：反应前的处理：在不锈钢高压釜中加入22.5～29.5g植物油脂样品，7.5～0.5g植物甾醇，同时加入0.3g Novozym 435脂肪酶作为催化剂，再加入搅拌磁珠；

步骤二：试漏：向不锈钢高压釜中注入CO₂气体，进行试漏；

步骤三：置换气体：用CO₂置换不锈钢高压釜中的空气3～5次，其压力小于4.5MPa；