[发明专利]修饰植物油的酯交换方法

说明书

本发明是关于用酯交换方法对植物油进行修饰，其目的是提供经改良的，以食用为目的的油脂。

植物油主要成份是甘油三酸酯，此外也包括少量游离脂肪酸、单甘酯、二甘酯及不皂化成份如固醇等。食用植物油的物理性质特别是熔融特性是非常重要的，该性质与植物油甘油三酸酯分子中脂肪酸的组成与分布密切相关。天然植物油甘油三酸酯分子中，含有碳数范围很宽、饱和度不同的脂肪酸，致使各种植物油的熔融特性各不相同。这可概括为不饱和度较高的脂肪酸和碳链较短的脂肪酸构成的甘油三酸酯，其熔点较低;反之，熔点较高。

从营养角度考虑、希望食用植物油甘油三酸酯中含有较多的不饱和脂肪酸特别是亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等人体必需脂肪酸，现代医学研究表明，它们对动脉硬化等心血管疾病有防治作用。而食品工业所需的一些油脂，特别是制造巧克力所需的油脂，对其熔融特性有特殊要求，这需甘油三酸酯分子中含有一定比例及一定链长范围的饱和脂肪酸。

制造巧克力最理想的油脂是天然可可脂，因为它有宝贵的熔融特性：它能在人的体温范围迅速熔化，由硬固体变为流动性佳的流体，因此在口腔中不仅能迅速熔化并能迅速离开舌头，给人以舒适 的口感。然而天然可可脂仅产于热带、产量少、价格昂贵。以广泛栽培的、价廉的植物油为原料，制取可可脂的替代物-代可可脂的研究已持续了许多年。迄今已报导的方法有：

（一）通过加氢，增加脂肪酸的饱和度以提高植物油的熔点。加氢需在金属催化剂存在下于高温下进行，其缺点是能耗高、催化剂不易分离、必然伴随反式酸的生成而增加了产品的复杂性。

（二）通过碱金属催化酯交换，改变原料植物油的脂肪酸组成，其缺点在于这种酯交换是随机的，无专一性可言。这种以碱金属为基础的催化剂，对甘油三酸酯分子中所有位置和所有脂肪酸都发生作用，得到组成和物性不固定的产品。

（三）采用专一性脂肪酶催化酯交换对植物油甘油三酸酯进行专一性地修饰。如1，3-专一性脂肪酶主要对甘油三酸酯的1-位和3-位发生作用。还有一类是脂肪酸专一性酶，它只对9-位具有双键的脂肪酸如油酸、亚油酸发生作用，而与这些酸在甘油三酸酯分子中的位置无关。迄今，找到的专一性脂肪酶来源有限。在U.S.Pat4，275，081和U.S.Pat4，420，560中，公布了一些来自微生物的专一性脂肪酶催化的酯交换反应。这些专利中列举的产1，3-专一性脂肪酶的微生物有Asperg-ius  niger，Mucor  miehei，Rhizop-us  niveus，Rhizopus  arrhizus，Pseudomonas  mephitica种等，产脂肪酸专一性酶的微生物是Gevirichum  candium种。

专一性地酯交换是按照人们的需要对植物油进行定向修饰的有效方法，但迄今已公布可供选择的产专一性脂肪酶的微生物有限，因此寻找新酶源，扩大供选择的范围是重要而有意义的。

脂肪酶催化酯交换反应，通常是在有机溶剂中于存在少量水的情况下进行足够的时间，然后除去催化剂、溶剂和未反应完的原料，得到经改良的油脂。

酯交换反应体系中存在的少量水需严格控制，一方面，这个水的量能足以使酶活化，同时这个水的量不致引起明显的水解反应。上述两篇美国专利中，提出酯交换体系中存在的水与所用酶催化剂的重量百分比为10%以下，最好是1%以下。为此，常常需对原料及溶剂进行干燥处理等繁琐步骤，使酶催化酯交换的应用受到局限。

本发明提出一种修饰植物油的酯交换方法。本发明的目的是为了扩大专一性脂肪酶的来源以及扩大专一性酯交换的应用范围，以制备经改良的适宜于食用的新油脂。本发明的基本特征是采用Candida  Lipolytica产脂肪酶作为酯交换催化剂。将这种脂肪酶通过吸附固定到水不溶载体上，在占催化剂重量25%以下的水存在下，实现植物油甘油三酸酯与游离脂肪酸或脂肪酸甲基酯之间的酯交换反应。

在上述两篇美国专利中，产专一性脂肪酶的菌种未涉及到Candida  Lipolytica。本发明的特征在于将Candida  Lipolytica产脂肪酶经固定化以后，对植物油甘油三酸酯的酯交换反应具有专一性，这种固定化脂肪酶属脂肪酸专一性酶，它对9-位上有双键的脂肪酸具有专一性而与这些脂肪酸在甘油三酸酯分子中的位置无关。

本发明中用于固定酶的水不溶载体可在硅藻土、活性炭、氧化铝、玻璃以及天然或合成高分子材料中选择。这些载体可以是粉状、粒状或纤维状。

本发明的特征在于作为催化剂的脂肪酶可以采用工业酶制剂以省去提纯酶的繁琐操作。