酶法制备甘油二酯关键技术研究

甘油二酯（DAG）是甘油三酯（TAG）中一个脂肪酸被羟基取代的结构脂，是天然植物油脂的微量成分，是公认安全的食品成分，其在抑制中性脂肪的蓄积、缓解糖尿病以及预防或治疗由高脂血症和心脑血管引起的疾病等方面有积极作用，被广泛应用于食品、医疗、化妆品等行业。

DAG 的制备方法主要为化学法和酶法。 相比而言，酶法具有反应条件温和、选择性强、环境友好、能耗低、副产物少等优点，日益受到行业研究人员的关注。 中国专利CN202110445477.0 提供了一种酶法制备甘油二酯的方法，脂肪酶催化油-水体系中甘油三酯油水解制备甘油二酯，水解后得到的富含甘油二酯的油脂混合物中有部分的甘油三酯、游离脂肪酸、甘油一酯等3 种副产物，而后将这3 种非目标产物通过酯化反应得到更高含量的甘油二酯。 CN202110760329.8 公开了一种两步酶法制备结构脂的方法：第一步利用对低级醇具有一定耐受的脂肪酶， 通过利用脂肪酶催化油-低级醇体系发生酯交换反应生成偏甘油酯和脂肪酸低级醇酯的醇解产物；第二步为提高甘油二酯的含量，在不除去低级醇酯的条件下加入甘油，在酶催化下发生甘油水解反应。 该发明所采用的方法不产生游离脂肪酸，产物易分离，同时制备得到更高得率的甘油二酯。CN202111525352.5 涉及一种固定化Sn-2 脂肪酶制备1,3-甘油二酯的方法。 该发明通过树脂吸附Sn-2 脂肪酶得到大孔树脂吸附的Sn-2 脂肪酶，交联固定化Sn-2 脂肪酶，以该酶一步水解得到1,3-甘油二酯。该方法提高了Sn-2 脂肪酶水解时的利用次数、水解活力和专一性，通过改善实验条件，确定了最佳参数，弥补了固定化的缺陷，实现了一步水解1,3-甘油二酯。 在优选条件下，固定化脂肪酶CAL-A 水解酶活为1 937.86 U/g，固定化率可达94.49%，并且具有较好的操作稳定性及储存稳定性。CN202310011147.X 公开了一种风味甘油二酯油的制备方法，包括如下步骤：将毛油、酶制剂、螯合剂混合，调节含水量，高速剪切，放入摇床中保温，过滤，得到脱胶液；向脱胶液中加入甘油、脂肪酶，放入真空反应器中反应，反应的同时采用气体吸附剂收集反应气体，离心取油层，得到反应产物；将反应产物分子蒸馏，得到重相为甘油二酯、甘油三酯的混合物，分提，得到甘油二酯油，将收集的反应气体通入至甘油二酯油中解析，得到风味甘油二酯油。该发明酶法脱胶的水分质量分数＜0.2%， 同时不会造成香味物质流失， 油脂的风味物质保留率达到90%以上。CN202310182965.6 涉及一种亚氨基酸修饰纳米材料固定化脂肪酶生产1,3-甘油二酯的方法，将甘油、脂肪酸和亚氨基酸修饰纳米材料固定化脂肪酶混合，在40～80 ℃下搅拌反应1～10 h，得到含有1,3-甘油二酯的混合物。该发明所合成的亚氨基酸修饰纳米材料作为载体进行脂肪酶的固定化，用于合成1,3-甘油二酯，与没有修饰亚氨基酸的载体固定化脂肪酶催化合成甘油二酯对比，使用亚氨基酸修饰的载体固定化酶催化合成甘油二酯时，1,3-甘油二酯可以提高将近20%。 该发明中的固定化方法可以使脂肪酶的活性位点暴露，以及有利于油-水界面的形成，使催化效果更高。 CN202310164198.6 公开了一种甘油二酯的酶法生产工艺，采用酶法甘油解制备甘油二酯油，即在脂肪酶的催化下，使得油脂和甘油发生反应，制备甘油二酯；在酶法甘油水解前，对反应底物进行均质处理，能提高脂肪酶在反应体系中的催化效率，达到了降低反应时间，降低酶添加量，提高产物中甘油二酯含量的目的，也达到了降低生产成本的目的。 CN202211631219.2 公开了一种甘油二酯油连续生产系统及连续生产方法， 其利用微通道反应器先将食用油和脂肪酶乳化形成乳化油，通过2 次微混合操作提高反应物两相间的传质效率，促进甘油三酯与甘油、甘油一酯和甘油三酯的转酯化反应，提高DAG 的产率。 CN202211197648.3 公开了一种1,3-甘油二酯的纯化方法。 该方法包括以下步骤：利用Sn-1,3-特异性酶催化制备得到1,3-甘油二酯的油脂混合物，然后加热溶解后过滤除去酶，再经过旋转蒸发仪除去有机试剂即可得到1,3-甘油二酯粗产物；将得到的1,3-甘油二酯粗产物加热溶解后加入有机试剂，超声使粗产物充分溶解，静置分层后抽滤，获得固体组分，通过旋转蒸发仪除去其中残留的有机试剂，即得到高纯度的1,3-甘油二酯。 该发明首次利用复配有机试剂进行一步法溶剂结晶法，同时除去多种不同极性的杂质，从而纯化得到纯度不低于95%的1,3-甘油二酯。

酶法合成特定结构的DAG 以及纯化技术的发展，不仅促进了DAG 的产业化，而且满足了消费者对不同功能性脂肪酸DAG 的需求，扩大了DAG 的应用范围。 但目前酶法制备DAG 工业化生产成本较高，酶的稳定性不足，DAG 的含量不高，需要进一步优化酶法制备DAG 的工业化条件。