一种高DHA含量的结构脂质的制备方法及其产品

摘要

本发明公开了一种高DHA含量的结构脂质的制备方法及其产品，将DHA油脂降温使饱和甘油三酯结晶形成晶核，再提升温度，加入非选择性脂肪酶或碱性化学催化剂，进行酯交换反应，利用熔点差异使饱和脂肪酸以饱和甘油三酯的形式从反应体系中结晶析出，获得高DHA含量的结构脂质产品。本发明相较于其他富集技术获得的产品不饱和度更高，DHA损失更低。

权利要求

1.一种高DHA含量的结构脂质的制备方法，其特征在于：包括，将富含DHA的微生物油脂加热到50 70℃，保持15 45min，再以5 15℃/h将温度降至10~ ~ ~ ~

18℃，保持2 4h，使其中的饱和甘油三酯结晶形成晶核；所述含DHA的微生物油脂为通过微~藻Crypthecodinium cohnii、Schizochytruim sp.和Ulkenia sp.发酵生产的微生物油脂中的一种或几种；

再提升温度，以2 5℃/h的速率将温度升高20 25℃；

~ ~

加入非位置选择性脂肪酶或碱性化学催化剂，进行酯交换反应，利用熔点差异使饱和脂肪酸以饱和甘油三酯的形式从反应体系中结晶析出，获得高DHA含量的结构脂质产品；

其中，所述加入非位置选择性脂肪酶进行酯交换反应，加入8 12%的非位置选择性脂肪~酶，反应时间为24 48h，搅拌速率为500 800转/min；

~ ~

所述加入碱性化学催化剂进行酯交换反应，加入0.5 1.5%的碱性化学催化剂，反应时~间为24 48 h，搅拌速率为500 800转/min，反应结束后，加入去离子水终止反应，并水洗去~ ~除碱性化学催化剂；

所述利用熔点差异使饱和脂肪酸以饱和甘油三酯的形式从反应体系中结晶析出，酯交换反应完成后，采用低温结晶工艺分离固体脂肪，将油脂温度以3 6℃/h的速率降至10 15~ ~℃，保持5 10h，通过过滤或离心分离固体脂肪，获得液态油。

~

2.如权利要求1所述的高DHA含量的结构脂质的制备方法，其特征在于：所述非位置选择性脂肪酶包括Novozym 435或Lipase AY‑30SD。

3.如权利要求1所述的高DHA含量的结构脂质的制备方法，其特征在于：所述碱性化学催化剂包括甲醇钠或乙醇钠。

说明书

一种高DHA含量的结构脂质的制备方法及其产品

技术领域

[0001] 本发明属于油脂技术领域，具体涉及到一种高DHA含量的结构脂质的制备方法及其产品。

背景技术

[0002] 人乳中含有少量的功能性长链多不饱和脂肪酸(LC‑PUFAs)，如二十二碳六烯酸(DHA，C22：6n‑3)和花生四烯酸(ARA，C20：4n‑6)，它们对于婴儿有重要的生理意义。DHA富集于视网膜和脑灰质的磷脂，重量占组织干重的3–5％，故DHA对于婴儿的视力和大脑发育至关重要。在成年人体内，DHA可以利用α‑亚麻酸(C18：3n‑3)作为前体转化合成，但由于婴儿体内脂肪酸链延长酶和去饱和酶表达水平较低，长链多不饱和脂肪酸的内源性合成不足以满足其生长发育要求，因此婴儿需要通过进食补充DHA。最新文献表明，全球母乳中DHA的平均水平分别为总脂肪酸的0.37±0.11％。

[0003] 当婴儿不能获得母乳喂养时，婴幼儿配方奶粉便成为母乳的良好替代品。婴幼儿配方奶粉是一种基于对母乳现有认知，模拟母乳组分甚至物理结构的母乳代用品。然而，母乳是一种极为精细和复杂的营养体系，对其模仿是有限的。就脂肪而言，到目前为止，模仿母乳脂肪的最佳产品是人乳替代脂，这种产品在过去几十年中得到广泛报道，并由Loders Croklaan和Advanced Lipids公司商业化。随着对母乳认知的加深及营养知识的发展，LC‑PUFAs如DHA和ARA等具有重要生理功能的微量脂质也受到高度关注。目前，大多数市售婴儿配方奶粉已经根据母乳中DHA和ARA的含量进行了调配补充。

[0004] DHA来源主要是深海鱼油与单细胞微生物发酵。就用于婴幼儿配方食品的DHA来源而言，深海鱼油含有大量的二十碳五烯酸(EPA，C20:5n‑3)。EPA是ARA的竞争性抑制剂，当EPA处于高浓度时，它优先进入细胞磷脂合成途径并抑制ARA磷脂的合成，从而减少含ARA的类二十烷酸如前列腺素的合成，这种现象对新生儿的生长有抑制作用。因此，目前配方奶粉中所用的DHA添加剂主要来源于微生物油脂，菌种包括Crypthecodinium cohni,Schizochytruim sp.和Ulkenia sp.等。这些油脂富含DHA且极少含有EPA。由微生物发酵生产的油脂DHA含量在50％左右，且饱和脂肪酸含量较高。因此，通过一定工艺脱除油脂中的饱和脂肪酸并且提升DHA含量对于含DHA的油脂的应用有重要意义。

发明内容

[0005] 本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

[0006] 鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

[0007] 本发明的目的在于提供一种高DHA含量的结构脂质的制备方法及其产品，本发明通过将预结晶和定向酯交换相结合，通过首先降低温度使DHA油脂中的饱和甘油三酯形成晶核，再适当提高温度，加入非位置选择性脂肪酶或者碱性催化剂进行酯交换反应，利用熔点差异打破酯交换反应的反应平衡，使油脂中的饱和脂肪酸在反应过程中以饱和甘油三酯的形式结晶析出，最后使不饱和脂肪酸得到定向富集，从而提升产品中DHA的含量。

[0008] 为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种高DHA含量的结构脂质的制备方法，包括，

[0009] 将DHA油脂降温使饱和甘油三酯结晶形成晶核，再提升温度，加入非选择性脂肪酶或碱性化学催化剂，进行酯交换反应，利用熔点差异使饱和脂肪酸以饱和甘油三酯的形式从反应体系中结晶析出，获得高DHA含量的结构脂质产品。

[0010] 作为本发明高DHA含量的结构脂质的制备方法的一种优选方案，其中：所述含DHA的微生物油脂为通过微藻Crypthecodinium cohni、Schizochytruim sp.和Ulkenia sp.发酵生产的微生物油脂中的一种或几种。

[0011] 作为本发明高DHA含量的结构脂质的制备方法的一种优选方案，其中：所述将DHA油脂降温使饱和甘油三酯结晶形成晶核，将富含DHA的微生物油脂加热到50～70℃，保持15～45min，再以5～15℃/h将温度降至10～18℃，保持2～4h，使其中的饱和甘油三酯结晶形成晶核。

[0012] 作为本发明高DHA含量的结构脂质的制备方法的一种优选方案，其中：所述提升温度，以2～5℃/h的速率将温度升高20～25度。

[0013] 作为本发明高DHA含量的结构脂质的制备方法的一种优选方案，其中：所述加入非选择性脂肪酶进行酯交换反应，加入8～12％的非选择性脂肪酶，反应时间为24～48h，搅拌速率为500～800转/min。

[0014] 作为本发明高DHA含量的结构脂质的制备方法的一种优选方案，其中：所述非选择性脂肪酶包括Novozym 435或Lipase AY‑30SD。

[0015] 作为本发明高DHA含量的结构脂质的制备方法的一种优选方案，其中：所述加入碱性化学催化剂进行酯交换反应，加入0.5～1.5％的碱性化学催化剂，反应时间为24～48h，搅拌速率为500～800转/min，反应结束后，加入去离子水终止反应，并水洗去除碱性化学催化剂。

[0016] 作为本发明高DHA含量的结构脂质的制备方法的一种优选方案，其中：所述碱性化学催化剂包括甲醇钠或乙醇钠。

[0017] 作为本发明高DHA含量的结构脂质的制备方法的一种优选方案，其中：所述利用熔点差异使饱和脂肪酸以饱和甘油三酯的形式从反应体系中结晶析出，酯交换反应完成后，采用低温结晶工艺分离固体脂肪，将油脂温度以3～6℃/h的速率降至10～15℃，保持5～10h，通过过滤或离心分离固体脂肪，获得液态油。

[0018] 本发明的另一个目的是提供一种如上述任一所述的高DHA含量的结构脂质的制备方法制得的产品。

[0019] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

[0020] 利用熔点差异，通过定向酯交换技术，使棕榈酸从反应体系中以三棕榈酸甘油三酯形式结晶析出，使饱和甘油三酯得到富集的同时，也使不饱和甘油三酯得到定向富集；饱和甘油三酯结晶需要晶核的存在，通过首先将油脂的温度降低到较低的程度，使油脂中的饱和甘油三酯形成晶核，有利于生成的饱和甘油三酯的结晶富集，再适当提高温度，从而有利于提升反应效率，获得的产品DHA含量更高。

具体实施方式

[0021] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。

[0022] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

[0023] 其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

[0024] 实施例1

[0025] 选择来源于Schizochytruim sp.的富含DHA的藻油为起始原料，其脂肪酸组成如表1所示。

[0026] 表1 DHA油脂的脂肪酸组成

[0027] 脂肪酸(mol％) 含量C14:0 2.4
C16:0 33.5
C18:0 1.3
C18:1 0.6
C20:4 1.4
C20:5 1.2
C22:5 10.9
C22:6 48.7

[0028] 首先将富含DHA的微生物油脂加入容器中，充入氮气，将油脂加热到60度，保持30min，再以5℃/h将温度降至18度，保持2h，使其中的饱和甘油三酯结晶形成晶核，再以2℃/h的速率将温度升温25度，向其中加入10％的非位置选择性脂肪酶Novozym 435进行定向酯交换反应，反应时间为24h，搅拌速率为600转/min,反应结束后，离心或过滤分离脂肪酶，再将温度以3℃/h的速率降至13度，保持5h进行结晶，最后通过离心或过滤分离固体脂肪，得到液态油。所得液态油的脂肪酸组成如表2所示：

[0029] 表2定向酯交换后产品的脂肪酸组成

[0030]

[0031]

[0032] 实施例2

[0033] 选择来源于Crypthecodinium cohnii的富含DHA的藻油为起始原料，其脂肪酸组成如表3所示。

[0034] 表3 DHA油脂的脂肪酸组成

[0035] 脂肪酸(mol％) 含量C14:0 15.5
C16:0 17.1
C18:0 12.1
C18:1 0.97
C22:5 0.2
C22:6 52.3

[0036] 首先将富含DHA的微生物油脂加入容器中，充入氮气，将油脂加热到70度，保持15min，再以15℃/h将温度降至15度，保持3h，使其中的饱和甘油三酯结晶形成晶核，再以3℃/h的速率将温度升温20度，向其中加入12％的非位置选择性脂肪酶Lipase AY‑30SD进行定向酯交换反应，反应时间为36h，搅拌速率为500转/min，反应结束后，离心或过滤分离脂肪酶，再将温度以5℃/h的速率降至15度，保持8h进行结晶，最后通过离心或过滤分离固体脂肪，得到液态油。所得液态油的脂肪酸组成如表4所示：

[0037] 表4定向酯交换后产品的脂肪酸组成

[0038] 脂肪酸(mol％) 含量C14:0 7.22
C16:0 8.50
C18:0 4.33
C18:1 1.22
C22:5 1.01
C22:6 77.73

[0039] 实施例3

[0040] 选择来源于Ulkenia sp.的富含DHA的藻油为起始原料，其脂肪酸组成如表5所示。

[0041] 表5 DHA油脂的脂肪酸组成

[0042]脂肪酸(mol％) 含量
C14:0 2.4
C16:0 37.2
C18:0 0.8
C20:4 0.4
C20:5 0.6
C22:5 10.6
C22:6 46.2

[0043] 首先将富含DHA的微生物油脂加入容器中，充入氮气，将油脂加热到50度，保持45min，再以10℃/h将温度降至12度，保持5h，使其中的饱和甘油三酯结晶形成晶核，再以3℃/h的速率将温度升温23度，向其中加入8％的非位置选择性脂肪酶Novozym 435进行定向酯交换反应，反应时间为48h，搅拌速率为800转/min，反应结束后，离心或过滤分离脂肪酶，再将温度以6℃/h的速率降至10度，保持10h进行结晶，最后通过离心或过滤分离固体脂肪，得到液态油。所得液态油的脂肪酸组成如表6所示：

[0044] 表6定向酯交换后产品的脂肪酸组成

[0045]脂肪酸(mol％) 含量
C14:0 1.00
C16:0 5.80
C18:0 0.50
C20:4 2.16
C20:5 1.82
C22:5 15.75
C22:6 72.14

[0046] 实施例4

[0047] 首先将来源于Schizochytruim sp.的富含DHA的藻油加入容器中，充入氮气，将油脂加热到60度，保持30min，再以5℃/h将温度降至18度，保持2h，使其中的饱和甘油三酯结晶形成晶核，再以2℃/h的速率将温度升温25度，向其中加入1％乙醇钠进行定向酯交换反应，反应时间为36h，搅拌速率为600转/min，反应结束后，加入去离子水终止反应，并水洗三次去除催化剂，再将温度以3℃/h的速率降至13度，保持5h进行结晶，最后通过离心或过滤分离固体脂肪，得到液态油。所得液态油的脂肪酸组成如表7所示：

[0048] 表7定向酯交换后产品的脂肪酸组成

[0049] 脂肪酸(mol％) 含量C14:0 1.72
C16:0 9.87
C18:0 1.10
C18:1 0.94
C20:4 1.88
C20:5 1.72
C22:5 14.58
C22:6 68.18

[0050] 实施例5

[0051] 首先将源于Ulkenia sp.的富含DHA的藻油加入容器中，充入氮气，将油脂加热到70度，保持15min，再以15℃/h将温度降至15度，保持3h，使其中的饱和甘油三酯结晶形成晶核，再以3℃/h的速率将温度升温20度，向其中加入0.5％甲醇钠进行定向酯交换反应，反应时间为48h，搅拌速率为800转/min，反应结束后，加入去离子水终止反应，并水洗三次去除催化剂，再将温度以5℃/h的速率降至15度，保持8h进行结晶，最后通过离心或过滤分离固体脂肪，得到液态油。所得液态油的脂肪酸组成如表8所示：

[0052] 表8定向酯交换后产品的脂肪酸组成

[0053]

[0054]

[0055] 实施例6

[0056] 首先将来源于Schizochytruim sp.的富含DHA的微生物油脂加入容器中，充入氮气，将油脂加热到50度，保持45min，再以10℃/h将温度降至12度，保持5h，使其中的饱和甘油三酯结晶形成晶核，再以3℃/h的速率将温度升温23度，向其中加入1.5％乙醇钠进行定向酯交换反应，反应时间为24h，搅拌速率为400转/min，反应结束后，加入去离子水终止反应，并水洗三次去除催化剂，再将温度以6℃/h的速率降至10度，保持10h进行结晶，最后通过离心或过滤分离固体脂肪，得到液态油。所得液态油的脂肪酸组成如表9所示：

[0057] 表9定向酯交换后产品的脂肪酸组成

[0058]脂肪酸(mol％) 含量
C14:0 1.19
C16:0 7.50
C18:0 0.68
C18:1 0.51
C20:4 1.19
C20:5 1.36
C22:5 14.99
C22:6 72.57

[0059] 酯交换反应为一种可逆反应，甘油三酯上的脂肪酸在催化剂的作用下进行随机排列组成。在反应过程中，通过利用熔点差异，使反应过程中生成的饱和甘油三酯结晶，从反应体系中分离出来，从而打破反应平衡，使反应不断地向生成饱和甘油三酯的方向进行，最后使不饱和甘油三酯得到富集。但是，饱和甘油三酯的结晶需要有晶核的存在，甘油三酯晶核的形成温度远低于其熔点温度，但是温度越低，反应速度越慢，因此，通过预先降低温度使饱和甘油三酯形成晶核，再适当提升温度，将有利于反应效率的提升。

[0060] 应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。