一种生物酶催化制备磷脂型dha的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物酶催化合成领域，具体涉及一种生物酶催化制备磷脂型DHA的方 法。
【背景技术】
[0002] DHA(二十二碳六烯酸）是一种人体自身难以合成的必需脂肪酸，需由食物提供。 它能使心脑血管柔软且富有弹性，对大脑神经的保护和功能发挥起到很好的促进作用，因 此被誉为"护脑专家"。研究表明，DHA可促进脑细胞的生长和发育，调节脑细胞抗氧化能力 和清除自由基，延缓脑衰老和预防老年痴呆症等，是覆盖婴幼儿到中老年人群的健康卫士， 在人的一生中都起到重要作用。DHA还有助于眼部健康，增强视网膜细胞膜的流动性，加速 视觉信息的传递和处理，改善视力；在抑制血小板凝聚、抗血栓、调血脂、提高免疫力、抑制 炎症和癌症、糖尿病等方面也表现出良好的功效。
[0003] 但单纯服用DHA会造成胃肠负担，而且DHA不容易通过血脑屏障。通过体外培养 实验发现单纯DHA的摄入不能对神经2A细胞起到保护作用。目前，DHA的主要来源是鱼油 和藻油，且主要以甘油三酯型被人体摄入和以被动扩散的方式被人体吸收，但人体吸收率 仅为50 %左右。
[0004] 而近几年的研究发现，磷脂型DHA在人体的吸收率远远高于现有的甘油三酯型， 其在体内以主动吸收的方式被吸收，吸收率接近100%。并且当DHA与磷脂结合后就能实现 对神经2A细胞的保护功能。这是因为磷脂可作为DHA的一种载体，当DHA结合到磷脂甘油 骨架上时，其脑部细胞吸收效率是非酯化DHA的10倍并且稳定性更高，更易通过血脑屏障， 进入脑中。另外，DHA结合在磷脂上之后，相对于甘油脂型DHA，氧化稳定性更好。除此之 外，磷脂自身生物利用度极高，加上磷脂本身具有改善脂肪代谢、增强免疫力等活性，所以 当磷脂型DHA以分子形态被细胞摄取后，可在细胞内分解为DHA和磷脂，显示出增效作用。 目前含DHA的海洋磷脂（DHA-PS)已被世界医学和营养界公认为最好的DHA脑供体。因此 磷脂型DHA可能成为替代甘油脂型DHA的新兴产品，将在食品添加剂、保健品和药品领域产 生极大的商业价值。
[0005] 1942年美国科学家Floch首次在牛脑中发现了含DHA的磷脂酰丝氨酸分子的存 在，并通过实验证明：DHA是被连接到磷脂甘油基的第二位上（简称2-DHA-PS，如下所示）。 但出于疯牛病的影响，不适宜从牛脑中萃取获得含DHA的磷脂。
[0007] 虽然从深海鱼和鸡蛋中富集得到含DHA的磷脂是可以实现的，如中国发明专 利从鱼内脏中提取含有多不饱和脂肪酸组成的磷脂脂质混合物的方法（CN03807522. 9) 和一种提取富含二十二碳五烯酸（EPA)及二十二碳六烯酸（DHA)磷脂的方法 (CN200810016223. 1)，这些从动物中提取磷脂型DHA的方法，存在提取和分离过程较复杂、 溶剂用量大、成本高和环保压力大的缺陷；并且提取得到的产品多是富含各类脂肪酸的磷 脂型化合物组成的混合物，如要得到单一的磷脂型DHA，还需要经过进一步的提纯分离。
[0008] 与传统的提取纯化技术相比，生物酶法具有成本低、污染小、无高温加工过程等优 势，所以采用生物酶法制备磷脂型DHA有利于市场大规模的推广，前景看好。
[0009] 以DHA-PS为例，目前生物酶催化制备方法主要是通过富含DHA磷脂酰胆碱 (DHA-PC)、DHA磷脂酰乙醇胺（DHA-PE)等产品与L-丝氨酸在磷脂酶D催化作用下发生磷脂 酯交换反应合成。而原料DHA磷脂酰胆碱等可来源于包含大量多元不饱和脂肪酸的鱿鱼、 金枪鱼、沙丁鱼等深海鱼类的组织、植物大豆卵磷脂，也可来自于采用多元不饱和脂肪酸饲 料饲养的禽类鸡蛋中。
[0010] 例如日本 Hosokawa 等（J. Agric. Food Chem.，2〇00,48:455〇_4554·)以鱿鱼皮卵 磷脂与L-丝氨酸为原料在磷脂酶D催化的双相体系中制备出含有二十二碳六烯酸的磷脂 酰丝氨酸，并且在优化了各种条件后可得DHA含量为43. 1%的DHA-PS产品。2007年，李兆 杰等（CN101157946A)对上述工艺进行了优化改进；以鱿鱼卵磷脂和L-丝氨酸为原料，在无 溶剂体系中利用磷脂酶％催化制备出富含高不饱和脂肪酸的磷脂酰丝氨酸。
[0011] 美国专利US5965413则介绍了以富含DHA的天然蛋黄卵磷脂等为原料，在磷脂酶 D的催化下与L-丝氨酸进行磷脂交换反应得到富含DHA的磷脂酰丝氨酸。
[0012] 上述方法普遍存在磷脂分子中所含的不饱和脂肪酸的种类较多的问题，因此反应 得到的一般为含多种不饱和脂肪酸的磷脂酰丝氨酸（如DHA-PS、EPA-PS等）的混合物。提 取和分离的过程比较复杂，无法获取高纯度DHA-PS ;另外，这类方法还存在供给不稳定、原 料尚价等缺陷。
[0013] 在生物酶作用下催化富含DHA的藻油或鱼油与大豆磷脂进行酯交换反应是获取 磷脂型DHA的另一种常用方法。中国海洋大学孙兆敏等在中国发明专利CN101195637B中介 绍了一种在亚临界R134a体系中，采用固定化磷脂酶Al催化大豆卵磷脂和富含EPA和DHA 的游离脂肪酸进行酯交换反应制备富含多不饱和脂肪酸磷脂的工艺。天津科技大学路福平 教授等在中国发明专利CN 1040024797中，采用PCR技术实现定向进化得到了 2-DHA-PS : 首先令磷脂酰胆碱和丝氨酸在脂肪酶D催化下生成磷脂酰丝氨酸，得到的磷脂酰丝氨酸再 与游离的二十二碳六烯酸（DHA)在脂肪酶A2的催化下生成2-DHA-PS。
[0014] 上述这类合成方法，不仅存在大豆磷脂成分复杂（多是磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇 胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸和磷脂酸组成的混合物），选择性不高的缺陷；反应中还需 先将藻油或鱼油DHA油脂解离为游离的二十二碳六烯酸后再进行酯交换反应，步骤较为繁 琐且酯交换反应转化率不高，不利于工业化生产。
【发明内容】
[0015] 本发明的发明人通过大量创造性劳动，发现一种生物酶催化技术，通过控制催化 反应条件可显著提高磷脂型DHA的收率和纯度，本发明即是基于以上发现而完成。
[0016] 本发明第一方面提供一种磷脂型DHA的制备方法，其包括将磷脂与含有DHA的物 质经生物酶催化制得所述磷脂型DHA。
[0017] 在本发明的一个实施方案中，所述方法还包括在催化过程中加入水和乳化剂。
[0018] 在本发明的一个实施方案中，所述含有DHA的物质为微生物藻类发酵提取物（即 藻油），其含有DHA的脂肪酸酯和/或游离的DHA，优选地，其DHA的含量为30% (wt)以上， 例如35% (wt)以上，例如50% (wt)以上，例如55% (wt)以上。
[0019] 在本发明的一个实施方案中，所述微生物藻类发酵提取物可以为吾肯氏壶菌、裂 殖壶菌、隐甲藻、硅藻、小球藻等微生物发酵提取物。
[0020] 在本发明的一个实施方案中，所述DHA的脂肪酸酯选自DHA甲酯、DHA乙酯、DHA甘 油酯、DHA异丙酯、DHA磷脂等中的至少一种，优选地，其为DHA甘油酯（例如DHA单甘油酯 或DHA双甘油酯）。
[0021] 在本发明的一个实施方案中，所述磷脂为磷酸甘油酯，例如，选自磷脂酰胆碱、磷 脂酰乙醇胺、磷脂酰甘油、二磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇以及磷脂酰丝氨酸中的至少一种，优 选地，所述磷脂为磷脂酰丝氨酸，更优选地，所述磷脂酰丝氨酸的纯度在20 %以上，例如 50%以上。
[0022] 本发明所述的生物酶催化剂为具有酯化活性的脂肪酶、磷脂酶A或磷脂酶B，所 述的脂肪酶可选自白地霉脂肪酶、南极假丝酵母脂肪酶、近平滑假丝酵母脂肪酶、色杆菌 脂肪酶、爪哇毛霉脂肪酶、毛霉菌脂肪酶、荧光假单胞脂肪酶、米根霉脂肪酶、日本根霉脂肪 酶、少根根霉脂肪酶和娄地青霉脂肪酶中的一种或多种。在本发明的一个实施方案中，所述 生物酶催化剂选自 Novozym 435、Lipozyme RM IM、Lipozyme TM IM、Lipozyme PS IM 中的 至少一种，优选地，所述生物酶催化剂为Novozym 435。
[0023] 在本发明的一个实施方案中，所述乳化剂选自非离子型乳化剂，例如为酯类非离 子型乳化剂，例如选自单双甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山 梨醇酐单油酸脂和蔗糖脂肪酸酯中的一种或多种。
[0024] 优选地，所述磷脂与含有DHA的物质的重量比为1 : (4-10)，优选1 : (5-7)。
[0025] 优选地，所述生物酶催化剂的用量为含有DHA的物质的1-20% (wt)，优选6-15% (wt) 〇
[0026] 优选地，步骤（1)中所述乳化剂用量为含有DHA的物质的0· 1-1 % (wt)，优选 0· 5-1 % (wt) 〇
[0027] 优选地，其中所述水的用量为含有DHA的物质的0. 1-10% (wt)，优选1-6% (wt)， 更优选4-6 % (wt)。
[0028] 在本发明的优选实施方案中，所述方法包括将磷脂酰丝氨酸（优选含量在20 %以 上）与DHA甘油酯（优选含量在55%以上）在水和选自聚甘油脂肪酸酯、单双甘油酸脂肪 酸酯和鹿糖脂肪酸酯的乳化剂的存在下经Novozyme 435催化制得所述磷脂型DHA。
[0029] 在本发明的一个实施方案中，所述方法包括以下步骤：
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