[发明专利]一种酶催化制备胆固醇棕榈酸酯的方法

说明书

技术领域

本发明属胆固醇棕榈酸酯的制备领域，特别是涉及一种酶促催化合成胆固醇棕榈酸酯的方法，属于生物催化技术领域。

 

背景技术

胆固醇棕榈酸酯(CAS：601-34-3，Cholesteryl Palmitate)，是一种非离子型乳化剂，具有乳化和分散能力，广泛应用于医药、食品、化妆品行业。由甾醇与脂肪酸通过酯化反应制得的植物甾醇酯，可大大增加甾醇的脂溶性，能比较方便地添加到油脂或含油脂食品中，是一种新型的功能性食品基料。近年来，西方国家通过在人造奶油、黄油、蛋黄酱等高脂食品中添加一定量的甾醇酯，开发了一系列功能保健食品，被广泛用于人群冠心病的预防，并且可防治前列腺疾病，具抗癌、抗炎和抗病毒活性，还可以作为皮肤细胞促进剂、伤口愈合剂。除此之外，美国、日本、法国等大的化妆品公司将甾醇棕榈酸酯及甾醇长链脂肪酸酯等作为高档化妆品添加剂使用，如美白、保湿、洗发护发等。我国对植物甾醇酯的合成制备、功能活性和应用开发研究才开始起步，甾醇棕榈酸酯产品的合成工艺研究文献报道很少。

目前胆固醇棕榈酸酯的主要合成方法是，在化学化工领域，通常需要在高温、高压及强酸、碱条件下进行，副反应多，生产成本高，且棕榈酸碳链较长，反应难度较大。同时酯化过程面临着两个问题：(1)矿物酸对反应器的严重腐蚀；(2)产物与催化剂的分离困难和对环境的污染。为了克服以上缺点，人们尝试研究了醋化反应不同种类的催化剂，例如离子交换树脂、沸石、固体超强酸、杂多酸、等，遗憾的是，这些催化系统由于较低的转化率、较高的反应温度，或者是催化剂的分离困难和较高的成本等原因仍未达到满意的效果。脂肪酶是重要的工业酶制剂，可以催化解脂、酯交换、酯合成等反应，广泛应用于油脂加工、食品、医药、日化等工业。脂肪酶催化胆固醇和棕榈酸酯化合成胆固醇棕榈酸酯，具有反应条件温和、产品易收集纯化、底物转化率高等优点。

本发明主要是通过具有生物活性的脂肪酶催化胆固醇和棕榈酸合成，提高目标产品的转化率，从而达到降低成本提高产品在市场的竞争力，同时也将在低污染绿色环保方面体现其竞争优势。

 

发明内容

本发明的目的是提供有机相体系酶促催化合成胆固醇棕榈酸酯的方法，本发明的合成方法提高酯化反应的选择性及转化率，胆固醇棕榈酸酯的产率达80%以上，且反应条件温和，该方法反应条件安全、温和，纯化容易，步骤少，便于工业化生产。反应方程式：

本发明的技术方案：一种酶催化制备胆固醇棕榈酸酯的方法，按照下述步骤进行：

（1）以环已烷为反应介质，用脂肪酶催化胆固醇和棕榈酸进行酶促反应，合成胆固醇棕榈酸酯；其中所述酶促反应的条件为底物棕榈酸为50~500g/L，棕榈酸与胆固醇的摩尔比为1:1.2~2，棕榈酸与脂肪酶的质量比为100:3~100:8，酶促反应温度为20~60℃，反应时间12~48小时；

（2）酶促反应结束后，过滤回收脂肪酶，反应液经过柱层析分离纯化，洗脱液为正己烷：乙醚：醋酸=89:10:1，得到胆固醇棕榈酸酯纯品，纯度达90%以上。

本发明具有反应条件温和，反应选择性好，反应产物单一，转化率高，产品安全、后续纯化处理简单容易等诸多优点。因此，本发明为生物法制备胆固醇棕榈酸酯提供新的途径。

附图说明

其中图1 胆固醇棕榈酸酯HPLC图，图2 胆固醇棕榈酸酯的质谱图，图3胆固醇棕榈酸酯的红外图谱。

具体实施方式

本发明所述的脂肪酶是Lipozyme RMIM（来源于Rhizomucor miehei)，购自诺维信公司。下面以具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

本发明采用HPLC分析测定反应中产物胆固醇棕榈酸酯的含量，色谱条件为OD-H手性柱，柱温30℃，流动相为V(正已烷):V(异丙醇)=90:10，流速为1mL/min。检测器为蒸发光散射检测器（ELSD）。

实施例1

胆固醇棕榈酸酯的合成：在50mL具塞磨口锥形瓶中，分别加入3g棕榈酸、20mL 环已烷和3.8g 胆固醇，脂肪酶0.09g，置于30℃恒温摇床，120rpm，反应结果通过薄层色谱TLC跟踪检测和取样HPLC分析。反应24小时后，产率达78%。过滤除去脂肪酶， 40-50℃减压蒸馏除去环已烷，得到D-泛醇16醚棕榈酸单酯粗品。