[发明专利]一种用脂肪酶催化制备维生素A脂肪酸酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产维生素A脂肪酸酯的方法。更具体地说，本发明提供一种用脂肪酶催化维生素A与脂肪酸反应合成维生素A脂肪酸酯的方法，特别是在非水相体系中用固定化微生物脂肪酶催化反应合成维生素A脂肪酸酯的方法。

背景技术

维生素A是人体必需的营养素之一，是儿童生长发育过程中必不可缺少的微量营养素，它参与机体多种生理过程，能维持和促进人体生长、发育、生殖和细胞膜的稳定性，对视觉的形成有明显的作用。由于其能抗炎、抗氧化、调节免疫、抗皮肤衰老、抗癌等功效已经被广泛应用于食品、药物、营养保健品、化妆品、饲料添加剂中。但是，维生素A是非常不稳定的，很容易在空气、光、高温下被氧化。而且维生素A对皮肤有刺激性。为了降低它的不稳定性和刺激性，可以将维生素A转化成维生素A酯。但长期以来，工业维生素A脂肪酸酯均是通过化学法来生产，用催化剂如甲醇钠、Grignard试剂等在高温高压下进行一系列催化反应来完成。不仅总转化率不高，而且还存在许多难以克服的缺点。如：催化剂有毒性、高温高压反应能耗高、副反应多，产物色泽深、分离和精制困难等，而且酸对设备腐蚀严重，不利于生产。随着生物技术的发展，特别是酶工程的研究，为生物催化剂合成脂肪酸酯提供了新的方法。与传统的化学法相比，酶法合成具有反应条件温和，特异性强，副反应少，对环境友好，产物品质高等特点。特别是在非水相中脂肪酶促反应，拓宽了酶的应用范围和领域，成为近年来酶学研究的热点。

“Inada，Yuji”在“维生素A酯的制备”(JP 62248495，1986)中公开了用O-甲氧基聚乙二醇修饰的荧光假单胞菌类脂肪酶来催化维生素A酯合成的方法。该方法的特点是用O-甲氧基聚乙二醇修饰后的脂肪酶作为催化剂，在水饱和的苯溶剂中，反应温度为25-30℃，利用维生素A醋酸酯和C5-C20脂肪酸包括戊酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸等，摩尔比为1∶10的条件下合成维生素A酯，维生素A酯收率达80-85％。该方法催化剂的制备复杂，成本高；而且使用有机溶剂苯作反应介质，苯有毒性，对环境有污染。而且，使用脂肪酸过多会增加后续分离提纯的困难性，必然导致产品成本高。

“谭天伟，刘涛，尹春华”在“一种用固定化脂肪酶催化合成维生素A脂肪酸酯的方法”(中国专利申请200310116834.0，2003)中公开了一种用固定化脂肪酶催化合成维生素A脂肪酸酯的方法，是将底物维生素A醋酸酯和C10-C18脂肪酸或脂肪酸酯，按摩尔比在1∶1-1∶7的范围，与有机溶剂和固定化脂肪酶混合，固定化脂肪酶的用量是维生素A醋酸酯质量的0.2-5倍，在20-50℃的条件下，反应9-50小时，取出固定化脂肪酶，反应液经过分离、结晶得到维生素A脂肪酸酯；有机溶剂是含水量为0-1％的C6-C10饱和烷烃；固定化脂肪酶以硅藻土、树脂或织物膜为载体，载体上有酵母类脂肪酶，维生素A酯收率达80％左右。该方法虽然催化剂成本低，简化了分离提纯步骤，但维生素A酯收率不高，固定化酶的使用寿命低，给工业化生产增加了困难。

目前的生物催化维生素A脂肪酸酯生产方法存在很多缺点，比如成本过高，维生素A脂肪酸酯产率低等。因此，需要提供一种简便的低成本、高产率制备维生素A脂肪酸酯的方法。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种新的制备维生素A脂肪酸酯的方法。

本发明使用脂肪酶尤其是固定化脂肪酶作为催化剂，催化维生素A与脂肪酸反应，合成维生素A脂肪酸酯。通过这种方法，实现了本发明的目的。优选地，所述方法在非水相体系中进行。

与现有技术中的方法相比，在本发明所公开的方法中，脂肪酶用量少，反应时间短，维生素A转化率高，脂肪酸用量少，脂肪酶使用寿命长等优点，从而降低了生产成本，有利于工业化生产。

具体实施方式

在本发明中，当描述维生素A脂肪酸酯的反应时，“维生素A”是指视黄醇(retinol)；而在一般性的描述中，维生素A泛指能够在体内或体外直接或间接提供视黄醇来源的任何物质，包括但不限于视黄醇、视黄醛、视黄酸、及其各种衍生物，比如视黄醇醋酸酯、视黄醇脂肪酸酯、视黄醇棕榈酸酯等。

在一个方面，本发明提供用脂肪酶催化维生素A与脂肪酸反应来制备维生素A脂肪酸酯的方法。