[发明专利]一种使用微通道反应器制备磷脂酰丝氨酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物化工技术领域，具体涉及一种在微通道反应器中制备磷脂酰丝氨酸的方法。

背景技术

磷脂(Phospholipid)是含磷酸根的类脂化合物，结构是磷酰二甘油脂肪酸酯。磷脂按其分子结构不同，可分为甘油醇磷脂和神经醇磷脂两大类。主要包括磷脂酰丝氨酸(Phosphatidylserine，PS)、磷脂酰胆碱(卵磷脂，Phosphatidylcholine，PC)、磷脂酰乙醇胺(脑磷脂，Phosphatidylethanolamine，PE)、磷脂酰肌醇(Phosphatidylinositol，PI)和磷脂酸(Phosphatidic acid，PA)。

磷脂酰丝氨酸是一类普遍存在的磷脂，通常位于细胞膜的内层，与一系列的膜功能有关。作为许多酶的辅助因子，磷脂酰丝氨酸与细胞活性和细胞间联系关系密切。磷脂酰丝氨酸还表现出许多与神经内分泌反应有关的活性，包括乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素的释放。在人体的多种磷脂中，磷脂酰丝氨酸含量极少但功能独特，可影响脑内化学讯息的传递，并帮助脑细胞储存和读取资料。随年龄增长，磷脂酰丝氨酸和其它重要的脑内化学物质会减少，从而导致记忆力、认知力等减弱。磷脂酰丝氨酸能增加脑突刺数目、脑细胞膜的流动性及促进脑细胞葡萄糖代谢，因而使脑细胞更活跃，如今已被越来越多地应用于医药及保健领域。

现有技术中，有关磷脂酰丝氨酸的制备方法有多种，其中以提取法和酶转化法为主。提取法是从动物磷脂中提取磷脂酰丝氨酸，主要以动物的大脑为原料。专利CN1583766A就是以动物脑为原料提取磷脂酰丝氨酸。但由于疯牛病等原因，其产品安全性遭到怀疑，现已被淘汰。近年来酶催化技术被广泛应用于磷脂酰丝氨酸的制备中，例如专利CN101230365A，就是用大豆卵磷脂为原料酶法制备磷脂酰丝氨酸。CN101818179A是以两步酶法从普通的大豆卵磷脂合成含多不饱和双键脂肪酰基的磷脂酰丝氨酸。专利CN100402656C是以提取自鱼肝中的磷脂为原料，专利CN101157946A以提取自鱿鱼中的磷脂为原料，采用磷脂酶D酶法催化鱼肝中的磷脂酰胆碱或鱿鱼中的磷脂酰胆碱与丝氨酸反应制备富含多不饱和双键脂肪酰基的磷脂酰丝氨酸。

但是，目前酶催化制备磷脂酰丝氨酸技术都面临着产品纯度不高的问题，主要原因是目前酶催化反应都是采用传统的釜式反应器，由于界面反应的特性，受制于釜式反应器传热传质较慢、反应物不易与酶充分接触而致使催化反应不彻底，以及产物磷脂酰丝氨酸达到一定浓度后易被磷脂酶D水解生成磷脂酸等副产物，因而导致了最终产品中磷脂酰丝氨酸的含量不高，底物残留量高且含有较高量的磷脂酸等副产物。因此，如何有效增加反应体系的传质效果，提高催化反应的效率，加快反应进程，从而缩短反应时间，降低磷脂酸水解副产物的生成，一直是酶催化制备磷脂酰丝氨酸技术需要解决的关键难题。

微通道反应器是一种连续流动的管道式反应器，其中该管道内径尺寸一般控制在10-1000微米之间，是一种把化学或者酶催化反应控制在微小反应空间的装置。微通道反应器具有的结构决定了在其中通过的微观流体可以大大缩短质量传递的时间和距离，同时增大比表面积，可以实现物料的快速混合，从而大大提高传质效率。微通道反应器狭窄的微通道同时也增加了温度传递梯度，增大的比表面积大大提高反应器的传热能力，与传统换热器相比至少大一个数量级，因而大大提高传热效率。微通道反应器的独特结构和高效的传质传热效率，使得对反应工艺的精确控制成为可能。相对于传统的釜式反应器间隙反应工艺，微通道反应器可以精确调整反应工艺条件，例如对反应温度的精确控制，对反应时间的精确控制以及物料混合比例的精确控制，可以大大提高反应效率，降低副产物的产生，缩短反应时间。由于微通道反应器的优点，通过结合不同辅助功能模块能满足灵活多样的化学工艺或者酶催化工艺要求，尤其适用于强放热反应，反应物或者产物不稳定的反应，对反应配比要求很严格的快速反应等常规釜式反应器不适用的特殊反应。