[发明专利]一种在反胶束酶体系中合成植物甾醇酯的方法

说明书

本发明利用脂肪酶界面激活特性，发明了一种在反胶束酶体系中合成植物甾醇酯的方法，具体合成方法如下：首先构建反胶束酶体系，即在2‑乙基己基琥珀酸酯磺酸钠（AOT）的异辛烷溶液中加入非固定水溶性脂肪酶缓冲水溶液（50 mmol/mL磷酸二氢钠‑磷酸氢二钠，pH 6.5~8），聚能超声获得澄清反胶束酶体系，其中[酶]（mg/mL）:[水]（mmol/mL）:[AOT]（mmol/mL）=3~8:200~600:20~30，再将50~100 mmol/mL植物甾醇和2~4倍植物甾醇摩尔质量的C12~C18脂肪酸加入反胶束酶体系中，在酶载量为总底物的1.5~3%、反应温度为35~55°C的条件下反应3~6 h，过程中辅以发散超声作用，经HPLC法测得酯化产物得率为85.79~92.82%，最终通过溶剂结晶法纯化产物，经HPLC法测得纯度98.56~99.43%。本发明具备高效率高产率生产植物甾醇酯的优点。

技术领域

本发明属于粮油加工领域，具体涉及一种在反胶束酶体系中合成植物甾醇酯的方法。

背景技术

植物甾醇是一类化学结构与胆固醇相似的三萜烯类天然产物，具体种类超过100种，其中最为常见的4种为β-谷甾醇、豆甾醇、菜籽甾醇及菜油甾醇，早在1950s年代，植物甾醇即在动物和人体上均被试验证明可显著降低血胆固醇，进而降低患心血管疾病的风险，但由于其油溶性和水溶性均很差，难以被人体直接摄入利用，因此如今主要是通过把植物甾醇酯化来增大它的溶解度，增加20~40％的生物利用率。

植物甾醇酯的合成方法可以根据催化剂不同分为化学合成和酶法合成。

采用酸碱催化剂将酰基供体和植物甾醇转化为植物甾醇酯的方法称为化学法。酸碱溶液催化是最传统也是应用最早的方法，其操作简单，产率可观。在更为近代的非均相催化理论的指导下，金属氧化物催化、胶束催化、离子液体催化合成植物甾醇酯的研究亦得以开展，他们反应条件更加温和，后续分离容易，催化剂重复率高。化学催化简单易行，但是能耗高，污染严重，不符合现代科学发展观的理念。

采用脂肪酶将酰基供体和植物甾醇转化为植物甾醇酯的方法称为酶法，酶法催化反应条件更加温和、产物选择性高并且绿色环保，是现代植物甾醇酯合成的主要方法。常见的脂肪酶如Candidarugosa脂肪酶、Rhizopusdelemar脂肪酶、Aspergillusoryzae脂肪酶等，均被证明具有优秀的酯化植物甾醇的能力，同时，脂肪酶反应媒介广泛，在水溶液、有机溶剂、超临界CO₂流体等中均可进行有效的酯化反应。

然而随着研究的深入，酶法合成植物甾醇酯也暴露出较多问题，其中最主要的问题就是脂肪酶催化活性低，需要长时间反应才可实现高产率。研究表明脂肪酶具有界面活化现象，由此可见，若能提供一个稳定的油水界面作为酯化反应场所，可能可实现比传统媒介中更高的酯化效率。反胶束是一种自发形成的纳米尺度的聚集体，是一种透明的、热力学稳定的W/O体系，由浓度超过临界胶束浓度的表面活性剂形成，其中表面活性剂极性基团朝内排列形成一个极性核，当该极性核溶解酶液后，该体系构成反胶束酶体系。反胶束酶体系具有较大的油水界面，且由于表面活性剂的辅助作用，界面稳定性良好，脂肪酶在该体系中被界面激活，加之酶溶解在极性核后呈分子水平扩散，降低扩散阻力，增大了与底物的接触机会，以上优势均可提高产物得率，因此该体系在酯化合成方面具有很好的应用前景。