專利名稱:生物酶法制造植物油脂肪酸甲酯的新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用生物酶法制備脂肪酸甲酯的新方法，特別是涉及一種用生物酶法制造植物油脂肪酸甲酯的新方法。
上述使用化學催化劑的方法存在著工藝復雜、醇必須過量，后續(xù)工藝必須有相應(yīng)的醇回收裝置，能耗高；由于采用均相催化劑后處理過程復雜，均相催化劑與反應(yīng)后的甘油被移去而不能重復使用，需中和、洗滌，會帶來大量的工業(yè)廢水，造成環(huán)境污染；況且，醇解技術(shù)的較多經(jīng)濟因素是副產(chǎn)物甘油的凈化，當大量無機物料必須除去時，這種凈化更困難。
本發(fā)明提供的生物酶法制造植物油脂肪酸甲酯的方法包括——將植物油、甲醇、助溶劑植物油脂肪酸甲酯投入帶密封蓋及裝有攪拌的容器中，進行充分攪拌均勻后，再加入生物酶催化劑，旋緊容器蓋，并將裝有反應(yīng)物料的容器放入振蕩器中振蕩，震蕩頻率為100-200rpm，在30-60℃溫度下進行反應(yīng)20-48小時，其中以100重量份植物油計，助溶劑植物油脂肪酸甲酯為50-100重量份，生物酶催化劑4-8重量份，甲醇與植物油的摩爾比為1∶1。
——通過過濾將生物酶催化劑從反應(yīng)產(chǎn)物中移出。
——將反應(yīng)物放置靜置12小時以上，待分層后除去甘油層，得產(chǎn)品植物油脂肪酸甲脂。
按照本發(fā)明提供的生物酶法制造植物油脂肪酸甲酯的新方法中，所述植物油包括菜籽油、棉籽油、豆油、花生油、棕櫚油、椰子油。胡麻油、葵花子油、芝麻油、玉米油、甘蘭油或蓖麻油等，優(yōu)選為菜籽油、棉籽油、豆油、花生油、甘蘭油、棕櫚油或椰子油。在所述植物油中主要成分是甘油三酸酯，其中脂肪酸部分包括不飽和脂肪酸及飽和脂肪酸等組份，不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸含量及不飽和度隨著植物油種類不同而有所的差別，但對本發(fā)明用生物酶法制造植物油脂肪酸甲酯沒有實質(zhì)差別，都能實現(xiàn)本發(fā)明的目的。本發(fā)明的植物油脂肪酸甲酯就是由上述植物油制得的植物油脂肪酸甲酯的統(tǒng)稱，分別有菜籽油脂肪酸甲酯、棉籽油脂肪酸甲酯、豆油脂肪酸甲酯、棕櫚油脂肪酸甲酯、花生油脂肪酸甲酯、椰子油脂肪酸甲酯或甘蘭油脂肪酸甲酯等。
所述助溶劑植物油脂肪酸甲酯與上述植物油脂肪酸甲酯相同，包括菜籽油脂肪酸甲酯、棉籽油脂肪酸甲酯、豆油脂肪酸甲酯、棕櫚油脂肪酸甲酯、花生油脂肪酸甲酯、椰子油脂肪酸甲酯或甘蘭油脂肪酸甲酯等。在生物酶法制造植物油脂肪酸甲酯方法中，優(yōu)選的所用助溶劑植物油脂肪酸甲酯的植物油與原料植物油相同，以利于制造的各種植物油脂肪酸甲酯不用分離直接得純植物油脂肪酸甲酯，否則得混合植物油脂肪酸甲酯。這些助溶劑植物油脂肪酸甲酯與甲醇的互溶性好，同時與植物油互溶性也好，在反應(yīng)混合物中放入植物油脂肪酸甲酯就能使植物油和甲醇混合均勻，加快反映速度，同時也避免了甲醇單獨對脂肪酶的毒性作用而導致脂肪酶失活。助溶劑植物油脂肪酸甲酯的用量以100重量份植物油計為50-100重量份。
所述甲醇必須是純度大于99.5％以上，例如工業(yè)級甲醇或化學試劑級甲醇，分析純甲醇等，純度都在99.5％以上，都可適用于本發(fā)明方法中，甲醇純度越高對生物酶催化劑越有利。甲醇用量為與植物油等摩爾，既植物油甲醇摩爾比為1∶1。
所述生物酶是指脂肪酶，例如NOVOZYM435固定化脂肪酶(CANDIDA ANTARCTICA，NOVO NORDISK公司銷售產(chǎn)品)，LIPOZYME RM IM固定化脂肪酶(RHIZOMUCOR MIEHEI，NOVONORDISK公司銷售產(chǎn)品)，LIPASE-RH固定化脂肪酶(RHIZOPUSDELEMAR，TANABE SEIYAKU有限公司銷售產(chǎn)品)，優(yōu)選為NOVOZYM435固定化脂肪酶，其用量相對于100重量份植物油為4-8重量份。
本發(fā)明提供的生物酶法制造植物油脂肪酸甲酯的新方法特點采用生物酶一固定化脂肪酶作催化劑和導入助溶劑植物油脂肪酸甲酯的條件下，通過天然植物油與甲醇的反應(yīng)來制造植物油脂肪酸。此方法具有反應(yīng)條件溫和、醇用量小，工藝簡單，可直接獲得脂肪酸甲酯和副產(chǎn)物甘油，無須精制處理，節(jié)約能源，無污染物排放等優(yōu)點，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，轉(zhuǎn)化的產(chǎn)品品質(zhì)高。
實施例1在50ml的錐型瓶中加入棉籽油11.5克、甲醇0.4克、棉籽油脂肪酸甲酯6.0克充分攪拌后，加入NOVOZYM435固定化脂肪酶0.5克，將錐型瓶口密封，并將其放入振蕩器中，開啟振蕩器，在150RPM的頻率下震蕩，升溫至30℃，反應(yīng)進行約24小時。反應(yīng)結(jié)束后，通過過濾將NOVOZYM435固定化脂肪酶從反應(yīng)產(chǎn)物中移出，然后將反應(yīng)產(chǎn)物放置靜置13小時，待分層后除去甘油層，得產(chǎn)物棉籽油脂肪酸甲脂，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為97.8％。
實施例2在50ml的錐型瓶中加入菜籽油10.0克、甲醇0.4克、菜籽油脂肪酸甲脂5.2克充分攪拌后，加入NOVOZYM435固定化脂肪酸酶0.4克，將錐型瓶口密封，并將其放入振蕩器中，開啟振蕩器，在150RPM的頻率下震蕩，升溫至30℃，反應(yīng)進行約24小時。反應(yīng)結(jié)束后，通過過濾將NOVOZYM435固定化脂肪酶從反應(yīng)產(chǎn)物中移出，然后將反應(yīng)物放置靜置12小時，待分層后除去甘油層，得產(chǎn)物菜籽油脂肪酸甲脂，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率達95.6％。
實施例3在50ml的錐型瓶中加入豆油11.0克、甲醇0.45克、豆油脂肪酸甲脂5.8克充分攪拌后，加入NOVOZYM435固定化脂肪酸酶0.45克，將錐型瓶口密封，并將其放入振蕩器中，開啟振蕩器，在150RPM的頻率下震蕩，升溫至30℃，反應(yīng)進行約24小時。反應(yīng)結(jié)束后，通過過濾將NOVOZYM435固定化脂肪酶從反應(yīng)產(chǎn)物中移出，然后將反應(yīng)產(chǎn)物放置靜置15小時，待分層后除去甘油層，得產(chǎn)物豆油脂肪酸甲脂，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率達96.2％。
實施例4實施例4的制備方法步驟相同于實施例1，不同是脂肪酶為LIPOZYMERM ZI固定化脂肪酶，其反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率達59％。
權(quán)利要求
1.一種生物酶法制造植物油脂肪酸甲酯的方法，其特征在于該方法包括——將植物油、甲醇、助溶劑植物油脂肪酸甲酯，投入帶密封蓋及裝有攪拌的容器中，充分攪拌均勻后，再加入生物酶催化劑，旋緊容器蓋，并將裝有反應(yīng)物的容器放入振蕩器中振蕩，振蕩頻率為100RPM-200RPM，在30℃-60℃溫度下，進行反應(yīng)約20-48小時，其中以100重量份植物油計，助溶劑植物油脂肪酸甲脂為50-100重量份，生物酶催化劑為1-8重量份，植物油與甲醇的摩爾比為1∶1；——通過過濾將生物酶催化劑從反應(yīng)產(chǎn)物中移出；——將反應(yīng)產(chǎn)物放置靜置12小時以上，待分層后除去甘油層，得產(chǎn)品植物油脂肪酸甲脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的生物酶法制備植物油脂肪酸甲脂的方法，其特征在于所述植物油為棉籽油、菜籽油、豆油、花生油、棕櫚油、椰子油。胡麻油、葵花子油、芝麻油、玉米油、甘蘭油或蓖麻油。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的生物酶法制備植物油脂肪酸甲脂的方法，其特征在于所述植物油為菜籽油、棉籽油、豆油、花生油、棕櫚油或椰子油。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的生物酶法制造植物油脂肪酸甲脂的方法，其特征在于所述甲醇純度大于99.5％。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的生物酶法制造植物油脂肪酸甲酯的方法，其特征在于所述助溶劑植物油脂肪酸甲酯為菜籽油脂脂肪甲酯、棉籽油脂肪酸甲酯、豆油脂肪酸甲酯、棕櫚油脂肪酸甲酯、花生油脂肪酸甲酯、椰子油脂肪酸甲酯、甘蘭油脂肪酸甲酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的生物酶法制造植物油脂肪酸甲酯的方法，其特征在于所述生物酶催化劑是脂肪酶。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的生物酶法制造植物油脂肪酸甲酯的方法，其特征在于所述脂肪酶是NOVOZYM435固定化脂肪酶、LIPOZYME RM IM固定化脂肪酶或LIPASE-RH固定化脂肪酶。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種生物酶法制造植物油脂肪酸甲酯的方法，該方法以天然植物油和甲醇為原料，添加助溶劑，在固定化脂肪酶催化劑的作用下，進行反應(yīng)，制備植物油脂肪酸甲酯，轉(zhuǎn)化率達95％以上。本發(fā)明制造植物油脂肪酸甲酯的方法具有反應(yīng)條件溫和，醇用量小，工藝簡單，可直接獲得植物油脂肪酸甲酯和副產(chǎn)物甘油，無須精制處理，節(jié)約能源，無污染物排放等優(yōu)點，轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)品品質(zhì)高。
文檔編號C12S3/00GKCN1442472SQ03121494
公開日2003年9月17日 申請日期2003年3月28日
發(fā)明者劉陽, 張利平, 王都 申請人:劉陽, 王都, 張利平導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan