本發(fā)明涉及磷脂酰絲氨酸的生產(chǎn)制備技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種連續(xù)高效酶轉(zhuǎn)化合成食品用磷脂酰絲氨酸的方法。
背景技術(shù)：
磷脂酰絲氨酸（phosphatidylserine，ps）又稱復合神經(jīng)酸，其功能主要是改善神經(jīng)細胞功能，調(diào)節(jié)神經(jīng)脈沖的傳導，增進大腦記憶功能，由于其具有很強的親脂性，吸收后能夠迅速通過血腦屏障進入大腦，起到舒緩血管平滑肌細胞，增加腦部供血的作用。其無論是作為藥品還是保健食品，毫無疑問，補充磷脂酰絲氨酸可以提高長期記憶、長期認知以及自由談吐和邏輯性發(fā)言能力。
磷脂酰絲氨酸（ps）已經(jīng)成為許多歐美國家研究記憶喪失、情緒、認知行為和學習能力有關(guān)的臨床試驗的課題。臨床試驗結(jié)果顯示，補充磷脂酰絲氨酸后，關(guān)于認知和記憶的參數(shù)得到顯著改善。毫無疑問，補充磷脂酰絲氨酸可以提高長期記憶、長期認知以及自由談吐和邏輯性發(fā)言能力。磷脂酰絲氨酸（ps）可以按比例加入到膳食中，能夠經(jīng)過腸道有效地和迅速地吸收進入血液，并最終順利穿過血腦屏障到達腦內(nèi)的神經(jīng)細胞。
磷脂酰絲氨酸（ps）可以由人類或者動物自身條件合成，也可以從植物提取，或可使用生物催化技術(shù)從大豆卵磷脂生產(chǎn)。通過使用磷脂酶d（plds）的磷脂酰基移轉(zhuǎn)（transphosphatidylation）反應，可容易地對磷脂的頭基進行修飾。因此，磷脂酰絲氨酸可從磷脂酰膽堿或任何其它磷脂混合物與絲氨酸通過pld催化生產(chǎn)。
現(xiàn)有的磷脂酰絲氨酸主要采用從動物的腦組織、肝組織中提取法，或者采用生物酶為催化劑合成。其中提取法需要大量的動物組織，而且提取過程使用較多溶劑，效率低，分離提純工藝復雜，分離難度大；生物酶催化合成法可以批量合成磷脂酰絲氨酸。但由于酶的催化能力有限，通常合成時間長，得率低。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種連續(xù)高效酶轉(zhuǎn)化合成食品用磷脂酰絲氨酸的方法，其顯著的特性是將磷脂酶d負載于高吸附材料，提高磷脂酶d的反應活性和轉(zhuǎn)化催化效能，將預活化處理的酶及絲氨酸分散到水相中，將大豆磷脂（pc）溶解于有機溶劑中，預熱后將有機相和水相在流道中混合，在流道連續(xù)流動過程中，預活化酶的產(chǎn)生高效催化作用，連續(xù)形成磷脂酰絲氨酸，其反應連續(xù)、效率高、得率高。所得磷脂酰絲氨酸適合用于營養(yǎng)制品或功能性食品，激活人的記憶力和認知功能。
為實現(xiàn)上述目的，采用如下具體技術(shù)方案：
一種連續(xù)高效酶轉(zhuǎn)化合成食品用磷脂酰絲氨酸的方法，其特征在于，具體制備方法如下：
（1）將磷脂酶d與多孔材料以質(zhì)量比1:3-5分散，真空處理1-2h，使得磷脂酶d均勻負載在多孔材料的微孔中，得到活化磷脂酶d體系；其中，所述的多孔材料為二氧化硅氣凝膠、石墨烯氣凝膠、碳氣凝膠、二氧化鈦氣凝膠中的至少一種；
（2）將步驟（1）得到的活化磷脂酶d體系、絲氨酸以質(zhì)量比1:20-50在超聲波作用下分散5-10min，得到混合體系??；
（3）將大豆磷脂與有機溶劑以質(zhì)量比1:3-5混合均勻，得到混合體系ⅱ；
（4）將混合體系ⅰ、混合體系ⅱ分別裝入壓力罐，混合體系ⅰ的壓力罐維持恒壓0.1-0.3mpa，混合體系ⅱ的壓力罐維持恒壓0.5-1mpa，預熱為60-80℃，通過控制壓力罐閥門，將混合體系ⅰ、混合體系ⅱ以體積比1:3-5高速流動混合，并急速通過窄流道，在窄流道連續(xù)流動過程中，預活化磷脂酶d體系產(chǎn)生高效催化作用，連續(xù)將絲氨酸與大豆磷脂催化合成磷脂酰絲氨酸；
（5）在窄流道后端連續(xù)收集磷脂酰絲氨酸粗品，用水洗滌有機相，真空脫去有機溶劑，進一步用無水乙醇分離出無水乙醇不溶物，真空干燥得到磷脂酰絲氨酸。
優(yōu)選的，步驟（1）所述多孔材料的比表面積大于700m2/g，孔半徑為1-3nm，較佳的使磷脂酶d處于最佳活化狀態(tài)，從而實現(xiàn)快速催化合成磷脂酰絲氨酸。
優(yōu)選的，步驟（2）所述絲氨酸為l-絲氨酸，濃度為0.3-0.35g/ml。
優(yōu)選的，步驟（3）所述大豆磷脂中磷脂酰膽堿的含量為5~35%，優(yōu)選為10~35%。
本發(fā)明對有機溶劑的種類沒有特殊的要求，只要能夠?qū)崿F(xiàn)大豆磷脂的溶解即可，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的有機溶劑，如所述有機溶劑為c5~c12的烷烴、醚、酮類溶劑和酯類溶劑中的至少一種。
優(yōu)選的，步驟（3）所述有機溶劑為環(huán)己酮、石油醚、丙酮、乙酸乙酯等中的至少一種。
優(yōu)選的，步驟（3）所述窄流道為內(nèi)徑3-5mm，長2-3m的不銹鋼管道。
優(yōu)選的，步驟（3）所述窄流道的橫截面為圓筒形或三角形；更優(yōu)選的，所述窄流道為圓筒形與三角形相間設置，使得絲氨酸與大豆磷脂、活化磷脂酶d體系充分接觸，提高反應效率。
優(yōu)選的，步驟（3）所述的窄流道外圍設置水冷系統(tǒng)，將窄流道溫度維持在60-80℃。
本發(fā)明是通過將反應物在流動的條件下反應得到的，因此，反應物的流速對反應的影響很大，當反應物的流速較快，則會導致反應物不能完全反應，反應效率低，產(chǎn)物的產(chǎn)率低，而當反應物的流速較慢，則使得絲氨酸與大豆磷脂、活化磷脂酶d體系的接觸力降低，同樣降低了生產(chǎn)效率；優(yōu)選的，在步驟（4），流體的在窄流道的流速為0.5~1m/s。
根據(jù)本發(fā)明，乳化劑能夠促進磷脂酰絲氨酸的生成，在本發(fā)明的另一優(yōu)選的實施方式中，所述混合體系中還含有乳化劑。步驟（3）中，為進一步提高大豆磷脂的反應效率、溶解分散性，優(yōu)選使用單硬脂酸甘油酯進行乳化。
本發(fā)明一種連續(xù)高效酶轉(zhuǎn)化合成食品用磷脂酰絲氨酸的方法，通過將磷脂酶d負載于高吸附氣凝膠多孔材料，從而提高磷脂酶d的反應活性和轉(zhuǎn)化催化效能，使得在短時間內(nèi)完成磷脂酰絲氨酸的催化合成反應；進一步，通過高壓下在窄流道中進行有機相、水相的反應，不但反應效率高，而且窄流到流體均化反應，反應均勻，易于穩(wěn)定控制。相比于在反應釜中長時間催化反應，其效率、穩(wěn)定性大幅提升。所得磷脂酰絲氨酸可用作營養(yǎng)制品或功能性食品，激活人的記憶力和認知功能。
本發(fā)明一種連續(xù)高效酶轉(zhuǎn)化合成食品用磷脂酰絲氨酸的方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其突出的特點和優(yōu)異的效果在于：
1、將磷脂酶d負載于高吸附氣凝膠材料，提高磷脂酶d的反應活性和轉(zhuǎn)化催化效能。
2、利用窄流道，在高壓下絲氨酸與大豆磷脂、活化磷脂酶d體系充分高效接觸，從而實現(xiàn)連續(xù)高效制備磷脂酰絲氨酸，其反應連續(xù)、效率高、得率高。
3、本發(fā)明方法工藝簡單、制備過程清潔無污染、制備效率高，適合于規(guī)模化生產(chǎn)。
具體實施方式
以下通過具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但不應將此理解為本發(fā)明的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本發(fā)明上述方法思想的情況下,根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或變更,均應包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
實施例1
一種連續(xù)高效酶轉(zhuǎn)化合成食品用磷脂酰絲氨酸的方法，其特征在于，具體制備方法如下：
（1）將磷脂酶d與多孔材料二氧化硅氣凝膠以質(zhì)量比1:3分散，真空處理1h，使得磷脂酶d均勻負載在多孔材料的微孔中，得到活化磷脂酶d體系；
（2）將步驟（1）得到的活化磷脂酶d體系、絲氨酸以質(zhì)量比1:20在超聲波作用下分散10min，得到混合體系?。凰鼋z氨酸為l-絲氨酸，濃度為0.3g/ml；
（3）將磷脂酰膽堿的含量為10%的大豆磷脂與有機溶劑環(huán)己酮以質(zhì)量比1:3混合均勻，并加入大豆磷脂質(zhì)量1%的乳化劑單硬脂酸甘油酯，分散均勻得到混合體系ⅱ；
（4）將混合體系ⅰ、混合體系ⅱ分別裝入壓力罐，混合體系ⅰ的壓力罐維持恒壓0.1mpa，混合體系ⅱ的壓力罐維持恒壓0.5mpa，預熱為80℃，通過控制壓力罐閥門，將混合體系ⅰ、混合體系ⅱ以體積比1:3高速流動混合，并急速通過窄流道，在窄流道連續(xù)流動過程中，預活化磷脂酶d體系產(chǎn)生高效催化作用，連續(xù)將絲氨酸與大豆磷脂催化合成磷脂酰絲氨酸；所述窄流道為圓筒形，窄流道為內(nèi)徑3mm，長2m的不銹鋼管道;使得絲氨酸與大豆磷脂、活化磷脂酶d體系充分接觸，提高反應效率；窄流道外圍設置水冷系統(tǒng)，將窄流道溫度維持在80℃；
（5）在窄流道后端連續(xù)收集磷脂酰絲氨酸粗品，用水洗滌有機相，真空脫去有機溶劑，進一步用無水乙醇分離出無水乙醇不溶物，真空干燥得到磷脂酰絲氨酸。
該實施例1制備磷脂酰絲氨酸的產(chǎn)量達到25kg/h，干燥的磷脂酰絲氨酸含量為72%
實施例2
一種連續(xù)高效酶轉(zhuǎn)化合成食品用磷脂酰絲氨酸的方法，其特征在于，具體制備方法如下：
（1）將磷脂酶d與多孔材料石墨烯氣凝膠以質(zhì)量比1:4分散，真空處理1.5h，使得磷脂酶d均勻負載在多孔材料的微孔中，得到活化磷脂酶d體系；
（2）將步驟（1）得到的活化磷脂酶d體系、絲氨酸以質(zhì)量比1:20在超聲波作用下分散10min，得到混合體系ⅰ；所述絲氨酸為l-絲氨酸，濃度為0.35g/ml；
（3）將磷脂酰膽堿的含量為15%的大豆磷脂與有機溶劑石油醚以質(zhì)量比1:5混合均勻，并加入大豆磷脂質(zhì)量2%的乳化劑單硬脂酸甘油酯，分散均勻得到混合體系ⅱ；
（4）將混合體系ⅰ、混合體系ⅱ分別裝入壓力罐，混合體系ⅰ的壓力罐維持恒壓0.2mpa，混合體系ⅱ的壓力罐維持恒壓0.5mpa，預熱為80℃，通過控制壓力罐閥門，將混合體系ⅰ、混合體系ⅱ以體積比1:3高速流動混合，并急速通過窄流道，在窄流道連續(xù)流動過程中，預活化磷脂酶d體系產(chǎn)生高效催化作用，連續(xù)將絲氨酸與大豆磷脂催化合成磷脂酰絲氨酸；所述窄流道為圓筒形與三角形相間設置，窄流道為內(nèi)徑3mm，長2.5m的不銹鋼管道;使得絲氨酸與大豆磷脂、活化磷脂酶d體系充分接觸，提高反應效率；窄流道外圍設置水冷系統(tǒng)，將窄流道溫度維持在80℃；
（5）在窄流道后端連續(xù)收集磷脂酰絲氨酸粗品，用水洗滌有機相，真空脫去有機溶劑，進一步用無水乙醇分離出無水乙醇不溶物，真空干燥得到磷脂酰絲氨酸。
該實施例2制備磷脂酰絲氨酸的產(chǎn)量達到28kg/h，干燥的磷脂酰絲氨酸含量為75.6%
實施例3
一種連續(xù)高效酶轉(zhuǎn)化合成食品用磷脂酰絲氨酸的方法，其特征在于，具體制備方法如下：
（1）將磷脂酶d與多孔材料碳氣凝膠以質(zhì)量比1:3分散，真空處理2h，使得磷脂酶d均勻負載在多孔材料的微孔中，得到活化磷脂酶d體系；
（2）將步驟（1）得到的活化磷脂酶d體系、絲氨酸以質(zhì)量比1:50在超聲波作用下分散10min，得到混合體系?。凰鼋z氨酸為l-絲氨酸，濃度為0.3g/ml；
（3）將磷脂酰膽堿的含量為5~35%的大豆磷脂與有機溶劑乙酸乙酯以質(zhì)量比1:5混合均勻，并加入大豆磷脂質(zhì)量1-2%的乳化劑單硬脂酸甘油酯，分散均勻得到混合體系ⅱ；
（4）將混合體系ⅰ、混合體系ⅱ分別裝入壓力罐，混合體系ⅰ的壓力罐維持恒壓0.3mpa，混合體系ⅱ的壓力罐維持恒壓1mpa，預熱為60℃，通過控制壓力罐閥門，將混合體系ⅰ、混合體系ⅱ以體積比1:3高速流動混合，并急速通過窄流道，在窄流道連續(xù)流動過程中，預活化磷脂酶d體系產(chǎn)生高效催化作用，連續(xù)將絲氨酸與大豆磷脂催化合成磷脂酰絲氨酸；所述窄流道為圓筒形與三角形相間設置，窄流道為內(nèi)徑5mm，長3m的不銹鋼管道;使得絲氨酸與大豆磷脂、活化磷脂酶d體系充分接觸，提高反應效率；窄流道外圍設置水冷系統(tǒng)，將窄流道溫度維持在80℃；
（5）在窄流道后端連續(xù)收集磷脂酰絲氨酸粗品，用水洗滌有機相，真空脫去有機溶劑，進一步用無水乙醇分離出無水乙醇不溶物，真空干燥得到磷脂酰絲氨酸。
該實施例3制備磷脂酰絲氨酸的產(chǎn)量達到29kg/h，干燥的磷脂酰絲氨酸含量為74.8%
實施例4
一種連續(xù)高效酶轉(zhuǎn)化合成食品用磷脂酰絲氨酸的方法，其特征在于，具體制備方法如下：
（1）將磷脂酶d與多孔材料二氧化鈦氣凝膠以質(zhì)量比1:3分散，真空處理2h，使得磷脂酶d均勻負載在多孔材料的微孔中，得到活化磷脂酶d體系；
（2）將步驟（1）得到的活化磷脂酶d體系、絲氨酸以質(zhì)量比1:20在超聲波作用下分散5min，得到混合體系ⅰ；所述絲氨酸為l-絲氨酸，濃度為0.3g/ml；
（3）將磷脂酰膽堿的含量為5~35%的大豆磷脂與有機溶劑丙酮以質(zhì)量比1:3混合均勻，并加入大豆磷脂質(zhì)量1-2%的乳化劑單硬脂酸甘油酯，分散均勻得到混合體系ⅱ；
（4）將混合體系ⅰ、混合體系ⅱ分別裝入壓力罐，混合體系ⅰ的壓力罐維持恒壓0.3mpa，混合體系ⅱ的壓力罐維持恒壓1mpa，預熱為80℃，通過控制壓力罐閥門，將混合體系ⅰ、混合體系ⅱ以體積比1:4高速流動混合，并急速通過窄流道，在窄流道連續(xù)流動過程中，預活化磷脂酶d體系產(chǎn)生高效催化作用，連續(xù)將絲氨酸與大豆磷脂催化合成磷脂酰絲氨酸；所述窄流道為圓筒形與三角形相間設置，窄流道為內(nèi)徑4mm，長2m的不銹鋼管道;使得絲氨酸與大豆磷脂、活化磷脂酶d體系充分接觸，提高反應效率；窄流道外圍設置水冷系統(tǒng)，將窄流道溫度維持在80℃；
（5）在窄流道后端連續(xù)收集磷脂酰絲氨酸粗品，用水洗滌有機相，真空脫去有機溶劑，進一步用無水乙醇分離出無水乙醇不溶物，真空干燥得到磷脂酰絲氨酸。
該實施例4制備磷脂酰絲氨酸的產(chǎn)量達到30kg/h，干燥的磷脂酰絲氨酸含量為75%。