黃楚楚,熊輝煌,龔 斌,喻 蕓,馮 越,梁 媛,朱雪梅*
(南昌大學(xué)食品學(xué)院,食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西 南昌 330047)
脂肪酶催化單油酸甘油酯制備功能性1,3-甘油二酯
黃楚楚,熊輝煌,龔 斌,喻 蕓,馮 越,梁 媛,朱雪梅*
(南昌大學(xué)食品學(xué)院,食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西 南昌 330047)
研究固定化脂肪酶TLIM催化單油酸甘油酯(glycerol monooleate,GMO)制備1,3-甘油二酯(sn-1,3-diacylglyerol,sn-1,3-DAG)。比較了游離脂肪酸(共軛亞油酸)和脂肪酸乙酯(共軛亞油酸乙酯)兩種不同類(lèi)型?;w、反應(yīng)時(shí)間、底物物質(zhì)的量比對(duì)?;w移和sn-1,3-DAG的影響。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的判定及分析得到最佳反應(yīng)條件為采用20%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))脂肪酶TLIM、底物物質(zhì)的量比(共軛亞油酸乙酯和GMO)3∶1、在50 ℃的220 r/min水浴搖床中反應(yīng)2 h,最后得到sn-1,3-DAG轉(zhuǎn)化率為65%。本研究利用GMO而不是常規(guī)的甘油或者甘油三酯來(lái)制備sn-1,3-DAG,并比較了不同?;w對(duì)酰基遷移和sn-1,3-DAG轉(zhuǎn)化率的影響,旨在為脂肪酶催化法制備功能性sn-1,3-DAG的研究提供一定參考。
酰基遷移;共軛亞油酸;共軛亞油酸乙酯;單油酸甘油酯;脂肪酶TLIM
甘油二酯(diacylglycerol,DAG)是由兩分子脂肪酸分別結(jié)合到甘油的兩個(gè)端羧基上形成的二酯,包含1,3-甘油二酯(sn-1,3-DAG)和1,2-甘油二酯(sn-1,2-DAG)兩種同分異構(gòu)體[1]。1,3-DAG具有良好的乳化作用,可作為乳化劑廣泛應(yīng)用于食品、藥品、化妝品等行業(yè);另外,其生理功能具有多樣性,研究表明sn-1,3-DAG具有減少內(nèi)臟脂肪、抑制體重增加、降低血脂的作用,且起到預(yù)防動(dòng)脈血栓形成、緩解糖尿病、腎病的效果[2-6],對(duì)肥胖、高血脂癥、脂肪肝等多種脂肪代謝紊亂疾病患者及潛在患者來(lái)說(shuō),以功能性的sn-1,3-DAG作為一種新型保健食用油代替常規(guī)油脂是該類(lèi)消費(fèi)群體的不二選擇[7-9]。
目前,制備sn-1,3-DAG的方法主要是化學(xué)法和酶法?;瘜W(xué)法得到高純度的產(chǎn)品比較困難,往往需要多步驟的反應(yīng)以及繁瑣的純化操作,而酶法反應(yīng)條件溫和,且酶的選擇性高,較易得到高純度的1,3-DAG[10-11]。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外已有一些文獻(xiàn)報(bào)道利用sn-1,3脂肪酶合成和富集sn-1,3-DAG的方法。日本花王集團(tuán)所生產(chǎn)的Enova oil就是利用sn-1,3位脂肪酶催化大豆油和加拿大菜籽油,經(jīng)過(guò)一系列優(yōu)化合成條件,來(lái)獲得80%純度的sn-1,3-DAG。至于具體轉(zhuǎn)化技術(shù)一直處于商業(yè)保密狀態(tài)。就國(guó)內(nèi)而言,一些知名高校及研究所也對(duì)DAG食用油進(jìn)行了研究開(kāi)發(fā),但至今未取得sn-1,3-DAG高純度合成技術(shù)的突破性進(jìn)展。目前為止,sn-1,3-DAG生產(chǎn)中存在的主要問(wèn)題是目標(biāo)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率低(目前實(shí)驗(yàn)條件下最理想結(jié)果僅為50%左右)、底物利用率低,且產(chǎn)生空間異構(gòu)體(sn-1,2-DAG)、甘油單酯等多種副產(chǎn)物[12]。這些難題制約sn-1,3-DAG的生產(chǎn)和應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致這些問(wèn)題的主要原因是酶催化合成DAG過(guò)程中存在副反應(yīng)-?;w移[13]。?;w移為脂肪酸從sn1或sn3位轉(zhuǎn)移至sn2位,反之亦然。本實(shí)驗(yàn)組曾對(duì)?;w移的控制進(jìn)行初步研究,如升高反應(yīng)溫度、非極性反應(yīng)體系等會(huì)促進(jìn)?;w移,反之則抑制酰基遷移[14]。本實(shí)驗(yàn)利用固定化脂肪酶TLIM催化酰基供體和單油酸甘油酯(glycerol monooleate,GMO),在無(wú)溶劑體系中發(fā)生轉(zhuǎn)酯交換反應(yīng)制備sn-1,3-DAG,旨在通過(guò)探究不同酰基供體、反應(yīng)時(shí)間、底物物質(zhì)的量比對(duì)酰基遷移和sn-1,3-DAG的影響,來(lái)優(yōu)化sn-1,3-DAG的提取條件,提高sn-1,3-DAG的轉(zhuǎn)化率。圖1為反應(yīng)原理示意圖。
圖1 兩種?;w與GMO反應(yīng)制備sn-1,3-DAG的原理圖Fig.1 Reactions of two acly donors with glycerol monooleate for synthesizing sn-1,3-DAG
1.1 材料與試劑
共軛亞油酸 韓國(guó)Livemax公司;共軛亞油酸乙酯、游離共軛亞油酸通過(guò)堿法催化實(shí)驗(yàn)室自制;sn-1(3)-GMO 韓國(guó)ⅡShin Wells公司;14% BF3甲醇溶液、sn-1,3-DAG標(biāo)準(zhǔn)品 美國(guó)Sigma公司;脂肪酶TLIM 丹麥諾維信公司;正己烷、異辛烷、甲基叔丁基醚、乙醚(色譜純) 美國(guó)Burdick & Jackson公司;其他試劑均為分析純。
1.2 儀器與設(shè)備
SHA-C恒溫水浴振蕩器 榮華儀器制造有限公司;AR1140電子分析天平 美國(guó)奧豪斯貿(mào)易公司;DSY-Ⅲ氮吹儀 金科精華苑科技有限公司;GF254硅膠板 德國(guó)Merck公司;1200高效液相色譜(high performance liquid chromatography,HPLC)儀(配備Hypersil BDS CPS型色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm)和Model 300S蒸發(fā)光散射檢測(cè)器)、6890N氣相色譜(gas chromatography,GC)儀 美國(guó)Agilent公司。
1.3 方法
1.3.1 脂肪酶催化酰基供體酯交換反應(yīng)單因素試驗(yàn)
在反應(yīng)條件為50 ℃、20%脂肪酶TLIM、220 r/min條件下,考察?;w(共軛亞油酸和共軛亞油酸乙酯)、反應(yīng)時(shí)間(0.5、1、2、3、4、6、12、24、48、 96 h)、酰基供體與GMO物質(zhì)的量比(2∶1、3∶1、4∶1)對(duì)sn-1,3-DAG轉(zhuǎn)化率和酰 基遷移的影響,以確定以sn-1(3)-GMO為底物合成sn-1,3-DAG的最佳方法,為合成高質(zhì)量的sn-1,3-DAG奠定理論基礎(chǔ)。
1.3.2 脂肪酶催化酰基供體酯交換反應(yīng)產(chǎn)物中甘油酯組成測(cè)定
參照朱雪梅等[15]實(shí)驗(yàn)方法,采用NP(正相)-HPLC法對(duì)產(chǎn)物中甘油酯組成進(jìn)行分析。采用正己烷和甲基叔丁基醚(均含有體積分?jǐn)?shù)0.4%的乙酸)進(jìn)行二元梯度洗脫分離,流速為1 mL/min。具體洗脫條件為100%的己烷洗脫5 min;隨后在10 min內(nèi)線(xiàn)性增加甲基叔丁基醚的比例至甲基叔丁基醚-己烷體積比80∶20,保持7 min;然后在5 min內(nèi)線(xiàn)性減少甲基叔丁基醚的含量至100%的己烷,保持5 min。整個(gè)分析過(guò)程中,氮?dú)鉃殪F化氣體,壓力為2.2 Pa,蒸發(fā)光散射檢測(cè)器的溫度設(shè)為400 ℃[16]。參照Maurelli[17]、鐘南京[18]等實(shí)驗(yàn)中峰總面積表示甘油酯含量。
1.3.3 脂肪酸組成及位置組成分析
游離共軛亞油酸與共軛亞油酸乙酯分別和GMO直接經(jīng)BF3法甲酯化進(jìn)GC分析[19],而游離共軛亞油酸-GMO與共軛亞油酸乙酯-GMO反應(yīng)后的合成的sn-1,3-DAG的脂肪酸組成是經(jīng)過(guò)薄層層析(thin layer chromatography,TLC)硅膠板分離再甲酯化,即反應(yīng)后產(chǎn)物經(jīng)過(guò)TLC分離后再刮板,TLC展開(kāi)條件為:正己烷-乙醚-乙酸體積比50∶50∶1,即將sn-1,3-DAG條帶刮下經(jīng)BF3甲醇法甲酯化。甲酯化的方法具體如下:上述刮板分離得到的sn-1,3-DAG和準(zhǔn)確稱(chēng)取游離共軛亞油酸、共軛亞油酸乙酯、GMO(各50 mg)分別加入1.5 mL 0.5 mol/L甲醇鈉,充分混合后在95 ℃反應(yīng)3 min,冷卻,再加入2 mL體積分?jǐn)?shù)14%的BF3甲醇溶液并充分混勻,繼續(xù)在95 ℃條件下反應(yīng)2 min,冷卻后加入1 mL飽和氯化鈉和2 mL正己烷,提取脂肪酸甲酯的正己烷溶液經(jīng)過(guò)無(wú)水硫酸鈉干燥后用于GC分析。配有自動(dòng)進(jìn)樣器和火焰離子化檢測(cè)器,色譜柱為SP-2560石英毛細(xì)管柱(100 m×0.25 mm,0.2 μm)。實(shí)驗(yàn)重復(fù)操作2 次。GC分析條件:柱溫先在100 ℃保溫5 min,采用程序升溫以4 ℃/min升至220 ℃保持20 min。載氣為N2,總氣體流速為52 mL/min,進(jìn)樣口和檢測(cè)器溫度分別為250 ℃和260 ℃。
1.3.4 酰基遷移程度的計(jì)算
?;w移為脂肪酸從甘油三酯的sn1或sn3位轉(zhuǎn)移至sn2位,反之亦然。TLIM是sn-1,3專(zhuān)一性脂肪酶,在酯化和轉(zhuǎn)酯交換的反應(yīng)過(guò)程中,脂肪酶TLIM把脂肪酸鍵入到甘油骨架的sn-1,3位或把甘油骨架上sn-1,3位脂肪酸水解為游離脂肪酸,而HPLC分析結(jié)果顯示有sn-1,2-甘油二酯和甘油三酯,說(shuō)明發(fā)生了?;w移。酰基遷移程度即?;w移的量,本實(shí)驗(yàn)中,合成1 mol的sn-1,2-DAG或甘油三酯(triacylglycerol,TAG)說(shuō)明有1 mol的脂肪酸發(fā)生了?;w移,因此,在本研究中酰基遷移程度由HPLC分析的甘油酯成分計(jì)算的,即?;w移的甘油酯與合成的總DAG和TAG的含量百分比,計(jì)算公式如下:
1.4 統(tǒng)計(jì)分析
采用數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)軟件(Statistical Analysis System Software 8.2,SAS,Cary,NC)進(jìn)行方差分析。在α=0.05的水平上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析,當(dāng)P<0.05時(shí),說(shuō)明差異顯著。
2.1 反應(yīng)底物和sn-1,3-DAG的脂肪酸組成分析
表1 游離脂肪酸(游離共軛亞油酸)、脂肪酸乙酯(共軛亞油酸乙酯)、GMO及反應(yīng)后sn-1,3-DAG的脂肪酸組成Table1 Fatty acid composition of free fatty acids, fatty acid esters, GMO and the produced sn-1,3-DAG %
如表1所示,游離共軛亞油酸和共軛亞油酸乙酯中總共軛亞油酸含量在94%以上,純度較高。GMO中油酸含量最高為76.98%,其次為亞油酸(10.33%)和硬脂酸(4.29%)。不同類(lèi)型的?;w即游離脂肪酸型(游離共軛亞油酸)和脂肪酸酯(共軛亞油酸乙酯)與GMO經(jīng)脂肪酶催化酯化后,經(jīng)TLC板分析得到sn-1,3-DAG進(jìn)行脂肪酸成分分析,結(jié)果顯示,與游離共軛亞油酸為?;w的反應(yīng)相比,共軛亞油酸乙酯為?;w的sn-1,3-DAG與相同物質(zhì)的量比(3∶1)的共軛亞油酸含量更高,而油酸等其他脂肪酸含量較少。
2.2 ?;w和反應(yīng)時(shí)間對(duì)脂肪酶催化酯交換反應(yīng)制備sn-1,3-DAG的影響
圖2 NP-HPLC分析甘油酯組分的色譜圖Fig.2 NP-HPLC liquid chromatogram of glyceride components
脂肪酶催化后混合物通過(guò)NP-HPLC分析,如圖2所示,此分離條件可以很好地將各種成分分離,出峰順序依次為共軛亞油酸乙酯、游離共軛亞油酸、TAG、sn-1,3-DAG、sn-1,2-DAG和GMO。
圖3 脂肪酶TLIM催化GMO與不同?;w反應(yīng)得到甘油酯含量變化Fig.3 The amount of glycerides from TLIM-catalyzed reaction of GMO with different acyl donors
如圖3所示,反應(yīng)2 h獲得sn-1,3-DAG含量最高,在圖3a中,實(shí)際測(cè)得sn-1,3-DAG,sn-1,2-DAG和TAG為60.56%、13.35%和7.84%;而在圖3b中,sn-1,3-DAG、sn-1,2-DAG和TAG分別為65.41%、11.57%和7.02%。隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)sn-1,3-DAG的含量逐漸減少,相反sn-1,2-DAG和TAG的含量隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。在游離共軛亞 油酸為?;w的反應(yīng)體系(圖3a)中,在96 h的反應(yīng)后,體系中sn-1,2-DAG的量與sn-1,3-DAG的量接近。與之不同的是,在以共軛亞油酸乙酯為?;w的反應(yīng)中(圖3b),TAG含量在0.5~48 h之間是緩慢增加,而48~96 h之間TAG的含量減少,相應(yīng)的sn-1,2-DAG的含量迅速增加,說(shuō)明48 h后sn-1,3專(zhuān)一性脂肪酶催化部分TAG發(fā)生水解生成sn-1,2-DAG;特別值得一提的是,在整個(gè)反應(yīng)中sn-1,3-DAG的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于sn-1,2-DAG的量。Nikolaus等[20]研究了脂肪酸與單甘酯(monoacylglycerol,MAG)的酯化反應(yīng),在優(yōu)化條件下MAG與脂肪酸的酯化反應(yīng)可得到70%的DAG,其中1,2-DAG與1,3-DAG含量相當(dāng);劉艷豐[21]研究了單甘脂與脂肪酸在以叔丁醇為溶劑的反應(yīng)中,MAG到DAG的轉(zhuǎn)化率達(dá)到75%,其中sn-1,3-DAG占90%,即sn-1,3-DAG的轉(zhuǎn)化率為67.5%。在本實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)體系中,?;w共軛亞油酸乙酯的sn-1,3-DAG的轉(zhuǎn)化率最高達(dá)65%(反應(yīng)2 h),而此時(shí)得到的sn-1,2-DAG為11%。相比較劉艷豐[21]方法,本實(shí)驗(yàn)采用綠色環(huán)保的無(wú)溶劑體系,且重點(diǎn)研究控制?;w移程度。
TLIM為sn-1,3專(zhuān)一性脂肪酶,在假設(shè)酶的1,3-特異性完全專(zhuān)一和不考慮反應(yīng)過(guò)程中的?;D(zhuǎn)移時(shí)[22],反應(yīng)過(guò)程中接入的酰基供體理應(yīng)全部接入GMO骨架的sn-3位上,所以不會(huì)產(chǎn)生sn-1,2-DAG和TAG,但檢測(cè)結(jié)果表明合成了sn-1,2-DAG和TAG,說(shuō)明發(fā)生了酰基遷移,?;w移在本反應(yīng)中為不利的副反應(yīng),因此需要抑制酰基遷移,而圖3表明合理控制反應(yīng)時(shí)間可以一定程度上抑制?;w移。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)不同反應(yīng)時(shí)間(0.5、1、2、3、4、6、12、24、48、96 h)進(jìn)行采樣,結(jié)果如圖3所示,在反應(yīng)初期,以游離共軛亞油酸和共軛亞油酸乙酯的兩個(gè)反應(yīng)體系中sn-1,3-DAG、sn-1,2-DAG含量隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,2 h之后,sn-1,3-DAG含量達(dá)到最大,其中共軛亞油酸乙酯體系比游離共軛亞油酸體系所得sn-1,3-DAG的含量更高。之后隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng),sn-1,3-DAG含量逐漸下降,但sn-1,2-DAG和TAG含量隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)繼續(xù)增加,由此確定最佳反應(yīng)時(shí)間為2 h。反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)能夠增加酰基遷移已被多次報(bào)道,研究者普遍認(rèn)為隨著時(shí)間延長(zhǎng)反應(yīng)體系趨近于動(dòng)力學(xué)平衡,副反應(yīng)的幾率增加。
2.3 底物物質(zhì)的量比對(duì)脂肪酶催化酯交換反應(yīng)制備sn-1,3-DAG的影響
隨著反應(yīng)底物物質(zhì)的量的改變,反應(yīng)體系的穩(wěn)定性及產(chǎn)物的擴(kuò)散速率與含量都將受到影響[23-24]。為此,本實(shí)驗(yàn)通過(guò)控制變量法改變底物物質(zhì)的量比為2∶1、3∶1、4∶1,分析底物物質(zhì)的量比對(duì)脂肪酶催化?;w酯交換反應(yīng)的影響。
圖4 不同底物物質(zhì)的量比的對(duì)甘油酯含量影響Fig.4 Infl uence of different substrate ratios on the amount of glycerides
如圖4所示,在相同條件下,sn-1,3-DAG的產(chǎn)量隨著反應(yīng)底物物質(zhì)的量比的增加而逐漸增加,共軛亞油酸乙酯作為?;w時(shí)的反應(yīng)的產(chǎn)量更大,考慮到生產(chǎn)成本等因素,本實(shí)驗(yàn)確定選擇最終底物物質(zhì)的量比例為3∶1。
2.4 ?;w和底物物質(zhì)的量比對(duì)酰基遷移程度的影響
為探究其對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物的影響機(jī)制,本實(shí)驗(yàn)通過(guò)同一底物物質(zhì)的量比(3∶1)的游離共軛亞油酸與共軛亞油酸乙酯與GMO的反應(yīng)所得數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行分析,結(jié)果如圖5所示。
由圖5、6可知,在相同條件下,以游離共軛亞油酸作為?;w比共軛亞油酸乙酯作為時(shí)酰基遷移程度更大,且反應(yīng)時(shí)間的越長(zhǎng)、?;w的比例越多?;w移程度越高。就游離共軛亞油酸和共軛亞油酸乙酯這兩種不同?;w而言,游離共軛亞油酸的極性大于共軛亞油酸乙酯。極性?;w與添加極性的溶劑促進(jìn)?;w移的原理相似,盡管本實(shí)驗(yàn)所用脂肪酶為空間位置專(zhuān)一性,脂肪酶也會(huì)促進(jìn)?;w移的發(fā)生,而且?;w移幾乎發(fā)生在脂肪酶的活性中心附近。因?yàn)樵跇O性弱的體系中,體系中的水分集中在酶的活性中心,體系的極性增強(qiáng),不利于反應(yīng)過(guò)渡態(tài)電荷的分散,因此過(guò)渡態(tài)的能量狀態(tài)提高,反應(yīng)的能壘提高,不利于酰基遷移的發(fā)生[25]。所以酰基供體極性更小的共軛亞油酸乙酯的反應(yīng)體系中?;w移發(fā)生率更小。因此,在合成sn-1,3-DAG更宜采用脂肪酸酯作為?;w,降低?;w移副反應(yīng),提高目標(biāo)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率。
圖5 不同?;w對(duì)?;w移程度的影響Fig.5 Effect of different acyl donors on the degree of acyl migration
圖6 不同底物物質(zhì)的量比對(duì)酰基遷移程度的影響Fig.6 Infl uence of different substrate ratios on the degree of acyl migration
通過(guò)單因素試驗(yàn)探究?;w(游離共軛亞油酸和共軛亞油酸乙酯)與GMO物質(zhì)的量比對(duì)催化反應(yīng)產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率的影響。再以共軛亞油酸乙酯為?;w對(duì)時(shí)間等條件優(yōu)化,得到脂肪酶催化法制備功能性sn-1,3-DAG的最優(yōu)條件為:共軛亞油酸乙酯與GMO物質(zhì)的量比3∶1、酶加入量20%、反應(yīng)溫度50 ℃、反應(yīng)時(shí)間2 h。采用上述反應(yīng)條件,與游離共軛亞油酸相比,以共軛亞油酸乙酯為?;w的反應(yīng)實(shí)際測(cè)得sn-1,3-DAG含量更高(65.41%),?;w移程度更低,在將來(lái)中式生產(chǎn)中,經(jīng)過(guò)分子蒸餾等純化手段,分離除去未反應(yīng)的MAG和重餾分的TAG,sn-1,3-DAG的理論純度可以達(dá)到85%以上,可以用于生產(chǎn)高純度sn-1,3-DAG。所制備的sn-1,3-DAG中共軛亞油酸含量達(dá)到66.39%。
通過(guò)比較游離脂肪酸和脂肪酸乙酯兩種不同?;w,用極性更低的共軛亞油酸乙酯代替游離共軛亞油酸可以降低?;w移程度,降低副產(chǎn)物sn-1,2-DAG的得率不僅提高sn-1,3-DAG的純度和轉(zhuǎn)化率,還降低后續(xù)產(chǎn)物的純化難度。因此以脂肪酸酯為酰基供體制備sn-1,3-DAG和其他的高附加值的位置異構(gòu)體是更理想的選擇。本實(shí)驗(yàn)對(duì)共軛亞油酸乙酯為酰基供體的研究嘗試奠定了利用脂肪酸酯為?;w制備高附加值的位置異構(gòu)體制備的理論依據(jù)。
[1] 孟祥河, 毛忠貴. 甘油二酯的應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 中國(guó)食品添加劑, 2002(4): 58-64.
[2] IJIRI Y, NAEMURA A, YAMASHITA T, et al. Dietary diacylglycerol extenuates arterial thrombosis in apoE and LDLR deficient mice[J]. Thrombosis Research, 2006, 117(4): 411-417.
[3] YASUTAKE K, NAKAMUTA M, SHIMA Y, et al. Nutritional investigation of non-obese patients with non-alcoholic fatty liver disease: the signifi cance of dietary cholesterol[J]. Scandinavian Journal of Gastroenterology, 2009, 44(4): 471-477.
[4] YAMAMOTO K, TOMONOBU K, ASAKAWA H, et al. Diet therapy with diacylglycerol oil delays the progression of renal failure in type 2 diabetic patients with nephropathy[J]. Diabetes Care, 2006, 29(2): 417-419.
[5] KAMPHUIS M M J W, MELA D J, WESTERTERP-PLANTENGA M S. Diacylglycerols affect substrate oxidation and appetite in humans[J]. The American Journal of Clinical Nutrition, 2003, 77(5): 1133-1139.
[6] LIU Ning, WANG Yong, ZHAO Qiangzhong, et al. Fast synthesis of 1,3-DAG by Lecitase? Ultra-catalyzed esterification in solvent-free system[J]. European Journal of Lipid Science and Technology, 2011, 113(8): 973-979.
[7] TAGUCHI H, NAGAO T, WATANABE H, et al. Energy value and digestibility of dietary oil containing mainly 1,3-diacylglycerol are similar to those of triacylglycerol[J]. Lipids, 2001, 36(4): 379-382.
[8] MARTIN D, MORAN-VALERO M I, VáZQUEZ L, et al. Comparative in vitro intestinal digestion of 1,3-diglyceride and 1-monoglyceride rich oils and their mixtures[J]. Food Research International, 2014, 64: 603-609.
[9] REYES G, YASUNAGA K, ROTHENSTEIN E, et al. Effects of a 1,3-diacylglycerol oil-enriched diet on postprandial lipemia in people with insulin resistance[J]. Journal of Lipid Research, 2008, 49(3): 670-678.
[10] 朱順達(dá), 高紅林. 酶法合成甘油二酯的研究進(jìn)展[J]. 糧食與食品工業(yè), 2006, 13(6): 12-14.
[11] 段章群, 杜偉, 劉德華. 生物酶法制備1,3-甘油二酯[J]. 化學(xué)進(jìn)展, 2009, 21(9): 1939-1944.
[12] MENG Z, LU S, GENG W, et al. Preliminary study on acyl incorporation and migration in the production of 1,3-diacylglycerol by immobilized lipozyme RM IM-catalyzed esterification[J]. Food Science and Technology Research, 2014, 20(2): 175-182.
[13] 魯珊, 黃健花, 王興國(guó). 無(wú)溶劑體系酶催化酯化反應(yīng)合成1,3-甘油二酯的研究[J]. 食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào), 2013, 32(4): 358-361.
[14] ZHU Xuemei, HU Jiangning, XUE Chenglian, et al. Physiochemical and oxidative stability of interesterified structured lipid for soft margarine fat containing Δ5-UPIFAs[J]. Food Chemistry, 2012, 131(2): 533-540.
[15] JIN Juan, LI Dan, ZHU Xuemei, et al. Production of diacylglycerols from glycerol monooleate and ethyl oleate through free and immobilized lipase-catalyzed consecutive reactions[J]. New Biotechnology, 2011, 28(2): 190-195.
[16] CHIAVARO E, RODRIGUEZ-ESTRADA M T, BARNABA C, et al. Differential scanning calorimetry: a potential tool for discrimination of olive oil commercial categories[J]. Analytic Chimica Acta, 2008, 625(2): 215-226.
[17] MAURELLI S, BLASI F, COSSIGNANI L, et al. Enzymatic synthesis of structured triacylglycerols containing CLA isomers starting from sn-1,3-diacylglycerols[J]. Journal of the American Oil Chemists’ Society, 2009, 86(2): 127-133.
[18] 鐘南京, 李琳, 李冰, 等. 甘油酯的液相色譜分析[J]. 現(xiàn)代食品科技, 2012, 28(1): 123-126.
[19] 朱雪梅, 阮霞, 胡蔣寧, 等. α-生育酚、VC硬脂酸酯和槲皮素在含松籽油酸結(jié)構(gòu)脂中抗氧化作用的研究[J]. 食品科學(xué), 2013, 34(1): 88-92.
[20] NIKOLAUS W, KUMAR D M. Solvent-lipase-catalyzed preparation of diacylglycerols[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2004, 52(17): 5347-5353.
[21] 劉艷豐. 富含α-亞麻酸的偏甘油酯的酶法制備及其理化性質(zhì)研究[D].廣州: 華南理工大學(xué), 2012.
[22] 韋偉, 馮鳳琴. sn-1,3位專(zhuān)一性脂肪酶在食品中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2012, 27(2): 122-128.
[23] JULIA S, PATRICK A. Effect of acyl migration in lipozyme TLIM-catalyzed interesterifi cation using a triacylglycerol model system[J]. European Journal of Lipid Science and Technology, 2011, 113: 1258-1265.
[24] 魯珊. 高純1,3-二油酸甘油酯的制備[D]. 無(wú)錫: 江南大學(xué), 2013.
[25] 李人望. 溶劑和水活度對(duì)脂肪酶1,3-位置選擇性和?;D(zhuǎn)移的影響研究[D]. 北京: 清華大學(xué), 2010.
Production of Functional 1,3-Diacylglyerol from Monoacylglycerol by Lipase-Catalyzed Transesterifi cation
HUANG Chuchu, XIONG Huihuang, GONG Bin, YU Yun, FENG Yue, LIANG Yuan, ZHU Xuemei*
(State Key Laboratory of Food Science and Technology, School of Science and Technology, Nanchang University, Nanchang 330047, China)
sn-1,3-Diacylglycerol (sn-1,3-DAG) was synthesized from glycerol monooleate (GMO) by the immobilized Thermomyces lanuginosus lipase (Lipozyme TLIM)-catalyzed esterifi cation in a solvent-free system. The effects of different types of acyl donors such as conjugated linoleic acid (CLA-FA) and conjugated linoleic acid ethyl ester (CLA-EE), reaction time and molar ratio of substrates on acyl migration and glyceride concentration were investigated to improve the yield of sn-1,3-DAG. of the yield of sn-1,3-DAG was 65% when the reaction proceeded at a TLIM concentration of 20% by mass with a molar ratio of conjugated linoleic acid ethyl ester (CLAEE):GMO of 3:1 for 2 h at 50 ℃ in a water bath shaker at 220 r/min. Also, the effects of two types of acyl donors (free acid and ethyl ester) on acyl migration and the yield of sn-1,3-DAG were compared. This study can provide a reference for the industrial production of sn-1,3-DAG.
transesterifi cation; conjugated linoleic acid; conjugated linoleic acid ethyl ester; glyceryl monooleate; lipase TLIM
TQ225.24
A
1002-6630(2015)22-0001-05
10.7506/spkx1002-6630-201522001
2015-03-21
國(guó)家自然科學(xué)基金地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目(31460427);南昌大學(xué)國(guó)家級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(201310403012)
黃楚楚(1993—),女,碩士研究生,研究方向?yàn)槭称焚|(zhì)量與安全。E-mail:huangchuchu93@163.com
*通信作者:朱雪梅(1982—),女,副教授,博士,研究方向?yàn)橛椭瘜W(xué)、功能性食品。E-mail:zhuxuemei2005@hotmail.com