一种甘油二酯的制备方法与流程

专利2026-09-21  10


本发明涉及食用油脂加工领域,尤其是涉及一种甘油二酯的制备方法。


背景技术:

1、甘油二酯(dag),是一类甘油三酯(tag)中一个脂肪酸被羟基取代的结构脂质。dag是天然植物油脂的微量成分及体内脂肪代谢的内源中间产物,它是公认安全的食品成分。目前常用的dag合成方法主要分为化学法和酶法。传统化学法常采用碱(氢氧化钾/氢氧化钠等)作为催化剂,在高温下反应,其耗能高、反应产物中dag含量相对较低且不适于富含多不饱和脂肪酸的dag的制备;相比而言,酶促反应具有反应条件温和、选择性强、环境友好、耗能低、副产物少等优点,因此酶促法日益受到关注。根据反应路线,dag可通过甘油解、甘油部分水解、甘油直接酯化合成、甘油与脂肪酸甲酯/乙酯的酯交换等反应途径制备。

2、酶促酯化反应是指游离脂肪酸与甘油在脂肪酶催化下生成dag,同时还有部分单甘酯(mag)和甘油三酯(tag),其反应路线如下:

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4、由于反应是可逆的,因此酯化反应合成dag的关键之一是及时去除酯化反应生成的水。适当的含水量是保持酶活性所需要的,而过量的水分会影响反应向酯化反应方向进行。所以整个反应过程需要及时除去生成的水,但是为了维持酶的催化活性、体系还需保持一定的水分;因此酶促酯化合成难点在于保持体系整个水分平衡。另外,大多数酶促酯化合成都采用无溶剂体系,由于甘油和脂肪酸互溶性差,且甘油易覆盖在酶的表面从而影响其与底物脂肪酸的接触,致使反应进行缓慢。

5、酶促甘油解反应是指在游离或固定化酶的催化下tag与甘油的反应,是制备甘油酯(mag和dag)的主要反应路径,其反应路线如下:

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7、但由于甘油解反应是连续多步的反应,dag是反应的中间产物,该反应很难通过调整反应过程使反应产物停留在dag阶段,即难以提高反应对dag的选择性,导致dag得率较低、副产物含量高,同时因为无法将甘油三酯完全醇解,最终产品中甘油二酯含量较低。

8、酶促水解主要指在酶作用下,将tag部分水解释放出脂肪酸(ffa),生成产物有dag和mag,水解彻底将得到甘油和ffa。通过控制反应条件(如水分含量),可以获得一定含量的dag,其反应路线如下:

9、

10、水解法制备dag过程简单,无需增加其他底物;但是需要控制好反应条件防止过度水解,且产物中含有的ffa需要进一步分离,dag得率较低。

11、为提高dag得率,专利文件cn 202110760329.8中公开了一种两步酶法制备甘油二酯的方法,第一步通过脂肪酶催化低级醇与油脂进行反应,第二步在不除去低级醇的条件下加入甘油,进行酶催化反应;该方案可以制备更高得率的甘油二酯。但该方案为两步法,中间需要回收低级醇和酶制剂,同时,此方案应用到两种不同的酶制剂,反应时需要根据不同的酶调节不同的反应条件,操作繁琐。此外,该方案在醇解阶段需要较长的时间,不利于降低成本。

12、因此,需要找到一种可以提高甘油二酯得率、操作简单且需要时间短的甘油二酯制备方法。


技术实现思路

1、本发明是为了克服现有技术中的甘油二酯制备方法存在的上述问题,提供一种甘油二酯的制备方法,方法操作简单、制备过程所需时间较短,且最终的产物中甘油二酯含量高。

2、为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

3、一种甘油二酯的制备方法,包括如下步骤:

4、s1:在反应底物中加入脂肪酶,进行常压反应;以重量份计,所述的反应底物包括以下组分:油脂80-90份、甘油5-10份、低级醇5-10份;

5、s2:将常压反应后的产物进行真空反应,反应结束后,将产物分离纯化得到终产物;真空反应时的绝对压力为100-1000pa。

6、本发明将油脂、甘油和低级醇混合作为反应底物,在脂肪酶的催化下先进行常压反应,再进行真空反应,通过对反应底物中各物质用量及反应条件的控制,可以促进产物中dag生成,从而提高其得率。本发明制备得到的甘油二酯在得率和纯度上均具有明显的优势,并且只需使用一种酶制剂,中间也无需回收低级醇和酶制剂,制备方法工艺简单、操作简便、反应所需时间短,在保证产品质量的同时可以大大降低生产成本。

7、进一步地,s2得到的终产物中,甘油二酯的理论含量不低于60%,理论得率不低于70%。其中,甘油二酯理论含量=甘油二酯含量/(甘油二酯含量+甘油三酯含量);甘油二酯理论得率=甘油二酯含量+甘油三酯含量。

8、进一步地,反应底物中,所述的甘油与低级醇的质量比为1:(1-3)。甘油与低级醇的添加比例在此范围内,有利于促进产物中dag生成,提高其得率。

9、进一步地,所述低级醇选自甲醇、乙醇、丙醇和丁醇中的至少一种。

10、进一步地,所述的油脂选自动物油和植物油中的至少一种。

11、进一步地,s1中,脂肪酶的加入量为反应底物质量的0.5-5%。

12、进一步地,s1中常压反应时的温度为55-65℃,时间为1-5h;反应时进行搅拌,搅拌速率为150-450r/min。

13、进一步地,s2中真空反应时的温度为55-65℃,时间为1-3h;反应时进行搅拌,搅拌速率为150-450r/min。

14、进一步地,s2中的分离纯化方法为分子蒸馏。

15、本发明还提供了一种使用上述的甘油二酯的制备方法制备得到的甘油二酯。

16、因此,本发明具有如下有益效果:

17、(1)本发明的制备工艺简单、操作方便且反应所需时间短,可以在保证产品质量的同时大大降低生产成本;

18、(2)本发明制备得到的甘油二酯在得率和纯度上均具有明显的优势,仅进行单次蒸馏便可以得到甘油二酯理论含量不低于60%、理论得率不低于70%的产物。



技术特征:

1.一种甘油二酯的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的甘油二酯的制备方法,其特征在于,s2得到的终产物中,甘油二酯的理论含量不低于60%,理论得率不低于70%。

3.根据权利要求1所述的甘油二酯的制备方法,其特征在于,反应底物中,所述的甘油与低级醇的质量比为1:(1-3)。

4.根据权利要求1或3所述的甘油二酯的制备方法,其特征在于,所述低级醇选自甲醇、乙醇、丙醇和丁醇中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的甘油二酯的制备方法,其特征在于,所述的油脂选自动物油和植物油中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的甘油二酯的制备方法,其特征在于,s1中,脂肪酶的加入量为反应底物质量的0.5-5%。

7.根据权利要求1或6所述的甘油二酯的制备方法,其特征在于,s1中常压反应时的温度为55-65℃,时间为1-5h;反应时进行搅拌。

8.根据权利要求1所述的甘油二酯的制备方法,其特征在于,s2中真空反应时的温度为55-65℃,时间为1-3h;反应时进行搅拌。

9.根据权利要求1所述的甘油二酯的制备方法,其特征在于,s2中的分离纯化方法为分子蒸馏。

10.一种使用如权利要求1-9任意一项所述的甘油二酯的制备方法制备得到的甘油二酯。


技术总结
本发明公开了一种甘油二酯的制备方法,包括如下步骤:在反应底物中加入脂肪酶,进行常压反应;以重量份计,所述的反应底物包括以下组分:油脂80‑90份、甘油5‑10份、低级醇5‑10份;将常压反应后的产物进行真空反应,反应结束后,将产物分离纯化得到终产物;真空反应时的绝对压力为100‑1000Pa。本发明的制备方法工艺简单、操作简便、反应所需时间短,在保证产品质量的同时可以大大降低生产成本;本发明制备得到的甘油二酯油在得率和纯度上均具有明显的优势。

技术研发人员:范林恩,张月阳,贺林,唐红霞,田啸
受保护的技术使用者:脂代生物科技(杭州)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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