[发明专利]一种二氧化硅催化制备脂肪酸植物甾醇酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种二氧化硅催化制备脂肪酸植物甾醇酯的方法。

背景技术

植物甾醇，是一种从玉米、大豆等粮食中经过物理提纯而得，具有营养价值高、生理植物甾醇活性强等特点。植物甾醇可通过降低胆固醇减少心血管病的风险。其广泛应用在食品、医药、化妆品、动物生长剂及纸张加工、印刷、纺织等领域，特别是在欧洲作为食品添加剂非常普遍，广泛用于食品中以降低人体胆固醇。由于植物甾醇的溶解性不好，需要制备成相应的脂肪酸甾醇酯用来提高产品的溶解性，从而提高人体对植物甾醇的吸收。因此，脂肪酸植物甾醇酯的制备成为人们关注的焦点，该制备方法也有许多相关的报道，但是或多或少存在一些问题。例如：

US0015347公开一种利用菜油甲酯与植物甾醇制备植物甾醇酯的方法，反应过程以甲醇钠为催化剂，甲醇钠的强腐蚀性和制备过程中的副产物甲醇，使其不能用于食品添加剂。

US0068425公开了一种富含油酸的植物甾醇酯的制造方法，但其在制造过程中应用到污染较大的二氯亚砜做催化剂，而且其操作条件苛刻，难于工业化生产。

EP195311描述了脂肪酶催化脂肪酸、植物甾醇直接酯化合成甾醇酯的方法，其反应体系为含水的有机溶剂。直接酯化法优点是可得到单一脂肪酸甾醇酯，方便地调整产品熔点等特性，并可实现功能性多不饱和脂肪酸与甾醇的协同增效作用。

US0020098536公开了以大豆油脱臭物为原料，脂肪酶催化植物甾醇、甘油三酯转酯化反应生成混合脂肪酸甾醇酯的方法。该法可原位生产（脱臭物无需分离即可直接作为反应原料，不需要纯的甾醇、脂肪酸做原料），成本低。总体来讲，生物催化剂专一性强，反应条件温和，产物特性好，环境友好。但催化活性不高，容易失活，成本较高，尚不能满足工业化需要。

AU769543描述了脂肪酸、植物甾醇直接酯化合成甾醇酯的方法，其反应体系中选用氧化钙作为催化剂，氧化钙不能通过过滤去除，反而氧化钙与脂肪酸发生反应形成大量的皂，首先造成原料的损失，同时生成的大量皂在后续过程中很难去除，造成后续工作的复杂。

CN101235067公开了以脂肪酸、植物甾醇直接酯化合成甾醇酯的方法，其所述催化剂为氧化钙，氧化镁，氧化镧等，其中的氧化钙与氧化镁与脂肪酸发生反应形成皂，造成后续工作复杂。

US6184397公开了催化剂为氧化锌或者路易斯酸（如BeCl₂，CO₂，CO，Hg(NO₃)₂），以脂肪酸和植物甾醇酯化合成甾醇酯的方法。但催化剂需要水来辅助，其反应温度在100-220℃，反应时间为8-15h，最优为12-13h，反应时间较长；反应完成后需要脱色，脱色剂为白土添加量为总重量的0.05%-1%。最终纯化处理纯度为90%以上，最优为95%。

CN2010101227103公开了催化剂氧化铝、氢氧化铝、铝盐、ⅢA族其它元素的氧化物、五氧化二磷、磷酸、磷酸盐、分子筛或硅胶中的任一种或一种以上的混合物：其中分子筛或硅胶专利公布用量为反应物总质量的1%-15%。

从以上的脂肪酸植物甾醇酯的制备方法来看，由于所使用的催化剂都有一定的缺陷，在反应结束后，对脂肪酸甾醇酯的后处理带来一定的问题,因此急需一种绿色、环保、无污染、高效，并且对人体无危害的脂肪酸酸植物甾醇酯的制备方法。

发明内容

本发明的第一目的在于克服上述的问题，从而获得一种用二氧化硅催化脂肪酸植物甾醇酯的制备方法，该方法是对目前工艺进行改进，克服了目前工艺的不足，在低含量的催化剂条件下进行催化反应制备植物甾醇酯，由于减少了催化剂的用量，但是意外的获得了相同的催化效果，因此一方面可以减少催化剂对油脂的吸附，另一方面可以减少油脂的后处理，特别适用于工厂等大规模生产的需要。

本发明的第二目的在于提供一种利用该方法得到的脂肪酸植物甾醇酯。

本发明的第三目的在于提供一种二氧化硅在制备脂肪酸植物甾醇酯中的应用。

本发明的第四目的在于提供一种白炭黑在制备脂肪酸植物甾醇酯中的应用。

在本发明的第一方面，提供了一种脂肪酸植物甾醇酯的制备方法，该方法包括在催化量的二氧化硅的存在下将脂肪酸与植物甾醇进行接触。所述的催化量优选为0.1%～5%。该反应之前可以进行一定的前处理，如将脂肪酸与植物甾醇在一定的温度下进行混溶，然后再进行酯化反应。

在一个具体实施方式中，所述的二氧化硅的用量为整个反应体系重量的0.1%～1%，优选0.3－0.8%。