OPO结构脂的酶法制备文献综述
2020-06-06 11:03:36
1、前言
近年来,模拟母乳中的各种营养成分已成为各个婴儿配方奶粉厂家所追求的目标,脂肪作为重要的配料之一也正经历着从脂肪酸组成上模拟母乳到甘三酯结构模仿母乳的转变。2008年中华人民共和国卫生部第13号公告[1]批准了1,3-二油酸2-棕榈酸甘油三酯(OPO)作为营养强化剂可用于婴儿配方奶粉中,并规定了其生产技术指标及强化量。 研究OPO这一结构油脂的意义不仅在于其具有改善婴儿营养吸收的功能性,同时也对完善骨骼强化及肠胃成熟等方面的研究起到了积极的推动作用。 本文对OPO合成技术的研究进展做了综述及展望。
2、OPO结构脂的制备方法
随着生物技术、 酶工程技术和脂肪酶技术的发展,利用特异性生物酶具有的定向催化特性,通过酯交换获得Sn-2富含C16:0的OPO成为可能。 该反应通常是在搅拌釜或者填充反应容器中进行, 酶的活力、用量、反应底物、水分及溶剂体系等都影响酶促酯交换反应的速度。 合成OPO原理如下图所示。
图中为 OPO反应原理
图2中,X和Y为未知脂肪酸或者羟基;Z为油酸或其非甘油酯。
合成OPO需要用到专一性的Sn-1,3脂肪酶,常用的脂肪酶主要有日本天野酶制剂有限公司生产的脂肪酶D(米根酶,Rhizopus oryzae)浓缩物和诺维信生产的Lipozyme RM IM (米黑根毛霉,Rhizomucor miehei)和LipozymeTL IM(米曲霉,Thermomyces lanuginosus)固定化脂肪酶浓缩物。 脂肪酶的Sn-1,3专一性直接影响2.2 反应底物的选择通常OPO的酶法合成需要Sn-2富含棕榈酸的原料油脂和富含油酸的酰基供体,并在Sn-1,3专一性脂肪酶化催化下通过酯交换来制备。 根据原料油的特点可分为两类产品,一类是以棕榈油、棕榈油硬脂精或棕榈酸三甘油酯等与油酸或油酸低级醇酯 (油酸甲酯或乙酯) 为底物通过酶法酯交换技术合成OPO产品。 另一类是是以猪油[6,16]或者牛乳脂[17,18]与油酸、亚油酸或油酸、亚油酸低级醇酯(油酸甲酯或乙酯)为底物通过酶法酯交换技术合成富含OPO的产品。猪油(6)棕榈酸在甘油三酯上的位置分布(总棕榈酸23.9%, Sn-2 棕榈酸占67.3%) 最接近母乳 , 是一种纯天然的OPO产品。OPO的合成通常需要在无水或微水体系中,可催化酯化和酯交换反应,该体系通常需要石油醚、正己烷等有机溶剂参与。 研究表明,在溶剂介质中酶的稳定性增加,并表现出奇特的分子记忆效应[19]。同时具有副反应少、产品容易回收等优点。 因而溶剂体系介质的选择尤为重要。 无溶剂的微水体系虽然具有副反应多的缺点,但是更适合食品生产。
早在20世纪80年代随着对婴儿营养吸收的研究不断深入,对合成结构油脂OPO的研究也逐步开展起来。 OPO的合成主要有两种方法:(1)以棕榈油(硬脂精或棕榈酸三甘油酯)和油酸或油酸非甘油酯(油酸甲酯或乙酯)为底物进行酶法酯交换反应;(2)以Sn-2富含棕榈酸的单甘酯与油酸或油酸非甘油酯(油酸甲酯或乙酯)为底物进行酶法酯交换反应。
3、国内外研究现状