一种匹配母乳特征的UPU结构脂酶法定向调控制备方法

本发明涉及食品添加剂加工，具体涉及一种匹配母乳特征的upu结构脂酶法定向调控制备方法。

背景技术：

1、母乳脂肪是婴儿最理想的脂质来源，仅占母乳3%-5%却提供40%-55%能量，还可促进大脑发育，抵抗疾病。然而，受多种因素制约，仅有10%-46%的新生儿能实现6个月纯母乳喂养。为了满足无法纯母乳喂养婴儿的营养需求，开发高相似度的母乳脂肪替代品（hmfs）成为了迫切的市场需求。

2、母乳脂肪中98%以上为甘油三酯，其核心特征为sn-2位富集棕榈酸、sn-1/3位为不饱和脂肪酸的upu型甘油三酯，其中opo、opl为核心功能组分，辅以微量lpl，该结构可显著提升脂肪与钙的吸收效率，缓解婴儿便秘，促进肠道健康与骨骼发育。

3、

4、表1母乳甘油三酯分布[1]

5、当前市售人乳脂肪替代品普遍存在三大核心缺陷：其一，产品以opo单一结构为主，完全忽略母乳中高占比的opl及微量lpl，且未关注国内外母乳opo/opl/lpl的地域分布差异，无法实现靶向匹配，与母乳结构相似度低。中国母乳的结构脂以opl为主，典型的opl/opo比例为(1.1-1.9):1；而西方国家母乳则以opo为主，典型的opl/opo比例为(0.2-0.8):1。忽略这种地域差异无法实现靶向匹配。

6、其二，现有工艺未建立底物配比与产物分布的量化关系，无成熟的预测模型，无法实现产物组成的定向精准调控，工艺可控性与批次稳定性差。

7、其三，商用固定化脂肪酶累计有效使用次数仅50次左右，酶耗成本高，难以实现稳定规模化生产。

8、在结构脂质的制备领域，国内外现有研究大多聚焦于富含opo结构脂的酶法制备。酶法制备功能性油脂凭借反应条件温和、催化效率高、环境友好等优势，近年来已引发行业广泛关注。酶促酸解法是指甘油三酯在脂肪酶的催化作用下，与脂肪酸发生酰基转移反应，进而改变甘油三酯结构与组成的方法。现有技术多通过筛选酶种与添加量、优化反应体系、温度、时间、底物配比及水分含量等关键参数确定最佳反应条件。

9、采用酶法制备结构脂时，需要过量添加底物中的脂肪酸，使反应向正反应方向进行，因此反应产物中有较大量的脂肪酸，也含有如甘油一酯、甘油二酯等的反应副产物，需要将产物中的这些副产物进行有效分离。

10、基于此，我们提出一种匹配母乳特征的upu结构脂酶法定向调控制备方法，希冀解决现有技术中的不足之处。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

2、本发明提供了一种匹配母乳特征的upu结构脂酶法定向调控制备方法，包括以下步骤：s100：建立酰基供体中油酸与亚油酸的摩尔比与酶促酸解反应产物中opo、opl和lpl含量之间的三次多项式预测模型，根据目标母乳中opo、opl和lpl的特征质量比例，通过所述模型反向确定所述酰基供体中油酸与亚油酸的最优摩尔比；所述三次多项式预测模型以油酸固定摩尔量为1时的亚油酸投料比例为自变量x，以酶促酸解反应产物中opl、opo、lpl的质量百分含量为因变量y。

3、s200：以三棕榈酸甘油酯作为酰基受体，按照所述最优摩尔比将油酸与亚油酸混合配制成所述酰基供体；

4、s300：将酰基受体、酰基供体与固定化脂肪酶混合均匀,进行酶促酸解反应，得到upu型结构脂粗品；

5、s400：反应结束后，过滤分离回收所述固定化脂肪酶，将所得滤液进行脱酸和精制处理，获得匹配母乳特征的upu结构脂。

6、进一步地，步骤s300中，所述酰基受体与总酰基供体的摩尔比为1:10-1:16，所述固定化脂肪酶的添加量为所述酰基受体与酰基供体总质量的8%-14%，反应温度为50℃-65℃，反应时间为2h-10h。

7、进一步地，所述三次多项式预测模型的建立过程包括：获取不同亚油酸投料比例下酶促酸解反应产物中opl、opo和lpl的实测质量百分含量，采用最小二乘法构建所述三次多项式预测模型。

8、进一步地，所述三次多项式预测模型的具体拟合方程为:具体拟合方程包括：

9、opl含量预测方程：yopl=67.476x3−158.95x2+148.73x−5.1494；

10、opo含量预测方程：yopo=−17.219x3+83.428x2−133.06x+86.817；

11、lpl含量预测方程ylpl=−ylpl=−47.531x3+84.386x2−26.435x+2.4022。

12、进一步地，所述固定化脂肪酶为固定化黑曲霉脂肪酶anl-mare，由黑曲霉脂肪酶固定于大孔丙烯酸树脂载体上制得。

13、进一步地，制备opl与opo质量比为0.3:（1±0.1）国外型结构脂时，所述最优摩尔比中油酸与亚油酸的摩尔比为1:（0.2±0.05）。

14、进一步地，备opl与opo质量比为1.5:（1±0.1）的国内型结构脂时，所述最优摩尔比中油酸与亚油酸的摩尔比为1:（0.6±0.05）。

15、进一步地，所述酰基受体与总酰基供体的摩尔比为1:（12±1），所述固定化脂肪酶的添加量为底物总质量的10%-12%，国内型反应温度为50（±2）℃，国外型反应温度为55（±2）℃，反应时间为4h-6h。

16、有益效果

17、1、本发明通过构建底物配比与产物分布的三次多项式定量预测模型，能够根据不同地域（如中国与国外）母乳中opo、opl、lpl的特定比例特征，反向精准计算并锁定最优的酰基供体配比。该技术方案有效克服了现有母乳脂肪替代品结构单一、无法适配地域母乳差异的局限，实现了产物组成的定向可控与精准匹配。

18、2、本发明采用自主研发的固定化脂肪酶anl-mare，相比商用固定化脂肪酶novozym40086，具备以下优势：成本仅为商用酶的1/5；脱酸效率、热稳定性、可复用性与商用酶相当，dag富集能力更强（58.46%）；载体可多次再生并重复固定化新酶，再生后酶活性保留率高；55℃最优反应温度下长期稳定性优异，28天仍保留95%以上初始活性，适配工业连续化生产。

19、3、本发明优化得到的最优工艺，产物upu总量最高达84.16%，sn-2位棕榈酸占比最高达72.38%，远超行业常规水平；产品同时匹配opo、opl、lpl的母乳特征比例，相比单一opo产品，更贴合婴儿脂质消化吸收需求，营养功能更全面。

1.一种匹配母乳特征的upu结构脂酶法定向调控制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s100：建立酰基供体中油酸与亚油酸的摩尔比与酶促酸解反应产物中opo、opl和lpl含量之间的三次多项式预测模型，根据目标母乳中opo、opl和lpl的特征质量比例，通过所述模型反向确定所述酰基供体中油酸与亚油酸的最优摩尔比；所述三次多项式预测模型以油酸固定摩尔量为1时的亚油酸投料比例为自变量x，以酶促酸解反应产物中opl、opo、lpl的质量百分含量为因变量y；s200：以三棕榈酸甘油酯作为酰基受体，按照所述最优摩尔比将油酸与亚油酸混合配制成所述酰基供体；s300：将酰基受体、酰基供体与固定化脂肪酶混合均匀,进行酶促酸解反应，得到upu型结构脂粗品；s400：反应结束后，过滤分离回收所述固定化脂肪酶，将所得滤液进行脱酸和精制处理，获得匹配母乳特征的upu结构脂。

2.根据权利要求1所述的一种匹配母乳特征的upu结构脂酶法定向调控制备方法，其特征在于，步骤s300中，所述酰基受体与总酰基供体的摩尔比为1:10-1:16，所述固定化脂肪酶的添加量为所述酰基受体与酰基供体总质量的8%-14%，反应温度为50℃-65℃，反应时间为2h-10h。

3.根据权利要求2所述的一种匹配母乳特征的upu结构脂酶法定向调控制备方法，其特征在于，所述三次多项式预测模型的建立过程包括：获取不同亚油酸投料比例下酶促酸解反应产物中opl、opo和lpl的实测质量百分含量，采用最小二乘法构建所述三次多项式预测模型。

4.根据权利要求3所述的一种匹配母乳特征的upu结构脂酶法定向调控制备方法，其特征在于，所述三次多项式预测模型的具体拟合方程为:，具体拟合方程包括：opl含量预测方程：yopl=67.476x3−158.95x2+148.73x−5.1494；opo含量预测方程：yopo=−17.219x3+83.428x2−133.06x+86.817；lpl含量预测方程ylpl=−47.531x3+84.386x2−26.435x+2.4022。

5.根据权利要求4所述的一种匹配母乳特征的upu结构脂酶法定向调控制备方法，其特征在于，所述固定化脂肪酶为固定化黑曲霉脂肪酶anl-mare，由黑曲霉脂肪酶固定于大孔丙烯酸树脂载体上制得。

6.根据权利要求5所述的一种匹配母乳特征的upu结构脂酶法定向调控制备方法，其特征在于，制备opl与opo质量比为0.3:（1±0.1）国外型结构脂时，所述最优摩尔比中油酸与亚油酸的摩尔比为1:（0.2±0.05）。

7.根据权利要求6所述的一种匹配母乳特征的upu结构脂酶法定向调控制备方法，其特征在于，备opl与opo质量比为1.5:（1±0.1）的国内型结构脂时，所述最优摩尔比中油酸与亚油酸的摩尔比为1:（0.6±0.05）。

8.根据权利要求6、7所述的一种匹配母乳特征的upu结构脂酶法定向调控制备方法，其特征在于，所述酰基受体与总酰基供体的摩尔比为1:（12±1），所述固定化脂肪酶的添加量为底物总质量的10%-12%，国内型反应温度为50（±2）℃，国外型反应温度为55（±2）℃，反应时间为4h-6h。