專利名稱：改善油溶性不飽和脂質向水溶性脂質的轉化率的方法
技術領域：
本發明涉及改善油溶性不飽和脂質向水溶性脂質的轉化率的方法。
背景技術：
對抗癌、消炎(特應性皮膚病)、抗肥胖、預防癡呆、改善視力、治療心血管疾病等具有基本功效的不飽和脂質在人體中以水溶性脂蛋白的形式存在。即，不飽和脂質由脂和蛋白或氨基酸的混合物組成。在這些組合物中，如果低密度脂蛋白和中性脂質的量增加，可發生心血管疾病等多種疾病。
因此，為了預防和治療這些疾病，各種以攝入高純度不飽和脂肪酸為目的的研究變得活躍并取得了理想的結果。
然而，由于不飽和脂肪酸以油溶性脂質的形式存在，不溶于水，包括脂肪酸、脂肪酸酯、中性脂質如甘油三酯等，不可能直接將這些不飽和脂肪酸注射入血液。因此，不飽和脂肪酸以軟膠囊的形式服用或通過飲用服用。
為了解決上述問題，大量以將油溶性脂質轉化為水溶性脂質為目的的研究仍在進行。
首先，研究了用堿金屬鹽如Na、K、Ca等使油溶性脂質成鹽。可是，由于在水溶液中以強堿性存在的成鹽脂質是有毒的和有刺激性的，該方法在向人體施用成鹽的脂質時有嚴重的問題。
其次，研究了用乳化劑、糊精和乳蛋白質微囊化油溶性脂質的方法。然而，注意到此法受限于該乳化劑應具有生物相容性和優異的溶解度并且，同時，需要較高的對環境如熱和光的穩定性。
此外，韓國專利申請號10-2003-30853已經公開了一種含有堿性氨基酸的水溶性脂質復合物和它的制備方法。根據該方法，不飽和脂質和堿性氨基酸直接互相反應。然而，由于天然存在的氨基酸，除了堿性氨基酸之外，如酸性、中性、芳香族氨基酸等都不能直接和不飽和脂質反應，特別是不能和脂肪酸反應，只有能與脂肪酸反應的堿性氨基酸進行反應。此外，盡管按照上述方法制備的脂質復合物比微囊化法具有更好的溶解度和吸收性，但由于使用了堿性氨基酸，與上述用堿金屬鹽使油溶性脂質成鹽化的方法一樣，此方法仍然有刺激人體的問題。而且，從氧化穩定性的角度看上述方法還有另外的缺點，因為不飽和脂質被熱、空氣和光所氧化，并且為了將它們用于食品、藥品和化妝品用途的原材料而加酸使不飽和脂質轉化為中性或弱酸性制劑，這導致了不飽和脂質的分解。另外，上述方法還有個缺點就是它不能使水和油在分子水平上完全溶解以互相反應，所以這導致反應在持續的2000rpm攪拌速率下通過緩慢向完全溶解了堿性氨基酸的水溶液中加入油溶性脂肪酸來進行。因此，未反應的脂肪酸總是殘留在反應物中而降低了油溶性脂肪酸的安全性和穩定性，這樣就導致在大規模生產中損害了最后產品的質量的有害物質。
因此，本發明的發明人試圖發現一種將反應物中殘余的未反應不飽和脂質轉化為水溶性脂質的方法并完成了本發明，本發明能夠至少99％地將不飽和脂質轉化為具有優異安全性和穩定性的水溶性脂質，這通過引發最佳條件下的反應而實現，其中所有不飽和脂質都能與所有氨基酸結合。

發明內容
因此，本發明的目的是提供一種改善油溶性不飽和脂質，尤其是脂肪酸，向水溶性脂質的轉化率的方法。
本發明的方法包括使用催化劑的步驟和使用乳化劑的步驟。
首先，使用催化劑改善油溶性不飽和脂質向水溶性脂質的轉化率的方法包括下列步驟
(1-1)將油溶性不飽和脂質放入吡啶中以完全溶解，通過分流注射(split injection)向所得溶液中加入亞硫酰氯以形成不飽和脂質-氯化物衍生物；(1-2)將步驟(1-1)中形成的不飽和脂質-氯化物衍生物加入到其中溶解有脫水乙醇和氨基酸的溶液，在催化劑存在下反應，由此形成水溶性脂質復合物；和(1-3)通過真空干燥從步驟(1-2)中形成的所得溶液中去除乙醇，將水加入所述反應物以增溶，然后使用冷凍干燥機收集所述水溶性脂質復合物。
其次，使用乳化劑改善油溶性不飽和脂質向水溶性脂質的轉化率的方法包括下列步驟(2-1)攪拌油溶性不飽和脂質和水，攪拌速率為3,000到7,000rpm，保持溫度在4℃到-1℃之間，向所得溶液中加入乳化劑以乳化；(2-2)向步驟(2-1)中所得乳化溶液中加入氨基酸以形成水溶性脂質復合物；和(2-3)使用冷凍干燥機從步驟(2-2)中形成的所得溶液中收集水溶性脂質復合物。
此外，按照本發明的改善油溶性不飽和脂質(尤其是中性脂質)向水溶性脂質的轉化率的方法，包括使用催化劑的步驟和使用乳化劑的步驟，所述方法包括下列步驟(3-1)混合油溶性不飽和脂質、水、乙醇、氫氧化鈉和磷酸以形成兩相；(3-2)去除步驟(3-1)中形成的所得溶液的下層清液，向所得溶液的上層清液加入吡啶以完全溶解，并通過分流注射向所得溶液中加入亞硫酰氯以形成不飽和脂質-氯化物衍生物；(3-3)向脫水乙醇中加入步驟(3-2)中形成的不飽和脂質-氯化物衍生物，以3,000到7,000rpm的速率攪拌所得溶液，保持溫度在4℃到-1℃之間，并向所得溶液中加入乳化劑以乳化；(3-4)向步驟(3-4)中獲得的乳化溶液中加入氨基酸，通過在催化劑存在下導致與所得溶液的反應而形成水溶性脂質復合物；和(3-5)通過真空干燥從步驟(3-4)中形成的所得溶液中去除乙醇，將水加入所述反應物以增溶(solubilize)，然后使用冷凍干燥機收集所述水溶性脂質復合物。
本發明的上述方法將在以下步驟中詳述。
在步驟(1-1)中，不飽和脂質完全溶于吡啶，在4℃下通過分流注射向所得溶液中加入亞硫酰氯。如果不通過分流注射加入亞硫酰氯，反應迅速進行因而不飽和脂質發生很嚴重的酸敗。通過分流注射向所得溶液中加入亞硫酰氯攪拌約40分鐘導致形成晶體。包含這些晶體的所得溶液靜置于室溫下約兩小時，然后過濾得到晶體形式的不飽和脂質-氯化物衍生物。按照本發明的方法，不飽和脂質不直接與氨基酸反應；而本發明形成不飽和脂質-氯化物衍生物，由此增加了反應的活性。
在步驟(1-2)中，將步驟(1-1)中形成的不飽和脂質-氯化物衍生物加入到溶液中在4℃下發生反應，所述溶液中溶解有脫水乙醇和氨基酸。然后，向所得溶液中以1∶1的比率加入吡啶和亞硫酰氯作為催化劑。結果，存在于溶液中的固體顆粒溶解形成氨基酸-不飽和脂質復合物。
在步驟(1-3)中，當步驟(1-2)中制備的所得溶液變清澈的那個即刻，終止反應。然后，用旋轉真空蒸發儀從溶液中去除乙醇，將水加入所述反應物以增溶，用冷凍干燥機獲得水溶性脂質復合物。
在步驟(2-1)中，攪拌油溶性不飽和脂質和水，攪拌速率3,000到7,000rpm，優選地，大于5,000rpm，保持溫度在4到-1℃之間，優選地，4℃。然后向所得溶液中加入乳化劑乳化以完全溶解油溶性不飽和脂質和水并增強所得溶液的穩定性。如果加入乳化劑，脂質顆粒的尺寸變得更小，50nm或更小，這使界面張力最小化并使表面積最大化，因此使轉化率提高到99％或更高。這里，此步驟所用乳化劑包括所述溶液總重量的1.0-3.0重量％的卵磷脂，1.0-3.0重量％的蔗糖脂肪酸酯和0.02-0.08重量％的抗壞血酸，優選地包括所述溶液總重量的2.0重量％的卵磷脂，2.0重量％的蔗糖脂肪酸酯和0.05重量％的抗壞血酸。
在步驟(2-2)中，向步驟(2-1)中所得乳化溶液中緩慢加入氨基酸以形成水溶性脂質復合物。這里，如果一次加入太多的氨基酸，會發生突然反應而增加反應物的粘度，由此阻礙了平穩的攪拌。即，如果是這樣，反應物變為象果凍一樣的突然固化的狀態，以致于不能將反應物完全轉化為水溶性脂質，由此因為缺少氧化穩定性而不能避免體內毒性的問題。
在步驟(2-3)中，用冷凍干燥機從步驟(2-2)形成的所得溶液中收集水溶性脂質復合物。
按照本發明改善油溶性不飽和脂質轉化為水溶性不飽和脂質的轉化率的方法中所用的不飽和脂質包括脂肪酸、中性脂質、脂肪酸酯和類固醇。這里，所用脂肪酸優選是具有10到30個碳原子和1到6個鍵的不飽和脂肪酸，更優選地，是選自下組的至少一種肉豆蔻腦酸、棕櫚油酸、γ-亞麻酸、α-亞麻酸、油酸、亞油酸、共軛亞油酸、二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)。
用于本發明的不飽和脂肪酸包括含有不飽和脂肪酸的食品。例如，不飽和脂肪酸包括含有油酸或亞油酸的普通月見草油或精制魚油。
此外，按照本發明的改善油溶性不飽和脂質轉化為水溶性不飽和脂質的轉化率的方法中所用的氨基酸是選自下組的至少一種必需氨基酸和非必需氨基酸，所述必需氨基酸包括異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、色氨酸和纈氨酸；非必需氨基酸包括丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、胱氨酸、谷氨酰胺、組氨酸、脯氨酸、絲氨酸、酪氨酸和甘氨酸，但是，不限于此。
用紅外分析儀檢測按照本發明的水溶性復合物的形成的結果是，水溶性復合物的羧酸根離子(COO-)峰示于1560cm-1和1395cm-1，如

圖1所示。
另外，由于本發明的水溶性脂質復合物的過氧化值比按照常規方法制備的水溶性復合物和DHA油低，所以按照本發明獲得的水溶性脂質復合物具有優異的穩定性，如圖2所示。
本發明中改善油溶性不飽和脂質向水溶性脂質的轉化率的方法改善了在酸和堿性條件下的穩定性，減弱了毒性，增強了對熱、空氣、光等環境因子的穩定性，并且同時，顯著增加了體內的吸收性和水中的溶解度，由此促進了施用和體內吸收。而且，以上述方式制備的水溶性脂質復合物可在醫療、健康食品和功能性化妝品等眾多領域被用于注射、食用和飲用、糖漿、水溶性奶油和洗劑等。
附圖簡述圖1是顯示了本發明中形成的水溶性脂質復合物的紅外光譜的圖表；和圖2是描述了本發明中的水溶性脂質復合物的過氧化值的圖表，以分鐘計量。
具體實施例方式
以下，將參照附圖詳細描述本發明的優選實施方案。本發明不限于下列實施方案，在本發明的實質和范圍內可能有許多變化。提供本發明的實施方案是為了更完整地向本領域技術人員解釋本發明。
實施方案1用催化劑從脂肪酸制備水溶性脂質復合物的方法1.制備共軛亞油酸-氯化物衍生物向50ml吡啶中加入100g共軛亞油酸(80％)以完全溶解，在4℃下通過分流注射向所得溶液中加入50ml亞硫酰氯。如果不通過分流注射加入亞硫酰氯，反應迅速進行由此不能避免共軛亞油酸的酸敗。通過分流注射向所得溶液中加入亞硫酰氯攪拌約40分鐘導致形成晶體。包含這些晶體的所得溶液靜置于室溫下約兩小時，然后過濾得到晶體形式的共軛亞油酸-氯化物衍生物。
2.制備甘氨酸-共軛亞油酸復合物將100g共軛亞油酸-氯化物衍生物加入到一種溶液中，其中溶解有1L脫水乙醇和50g甘氨酸，4℃下反應。然后，向所得溶液中以1∶1的比率加入吡啶和亞硫酰氯各50ml作為催化劑。結果，存在于溶液中的固體顆粒溶解形成甘氨酸-共軛亞油酸復合物。在所得溶液變清澈的那個時間點上，終止反應。然后，用旋轉蒸發儀從溶液中去除乙醇，加100ml水溶解反應物。然后用冷凍干燥機獲得143g水溶性脂質復合物。用紅外線分析儀檢測形成水溶性復合物的過程，結果示于圖1。
如圖1所示，發現水溶性復合物的羧酸根離子(COO-)峰示于1560cm-1和1395cm-1。
實施方案2用催化劑從脂肪酸制備水溶性脂質復合物的方法1.制備DHA-氯化物衍生物以與實施方案1的步驟1相同的方式用DHA替代共軛亞油酸，以晶體的形式得到DHA-氯化物衍生物。
2.制備賴氨酸-DHA復合物在實施方案1的步驟2中用賴氨酸替代甘氨酸，以與實施方案1的步驟2相同的方式向所得溶液中以1∶1的比率加入3ml而不是5ml的吡啶和亞硫酰氯，以形成DHA-氯化物衍生物，從而收集139g水溶性復合物。
用紅外分析儀檢測上述步驟所得水溶性復合物，結果示于圖1。
如圖1所示，發現水溶性復合物的羧酸根離子(COO-)峰示于1560cm-1和1395cm-1。
實施方案3另一種用乳化劑從脂肪酸制備水溶性脂質復合物的方法攪拌200mg共軛亞油酸和1L水，攪拌速率5,000rpm，保持溫度在4℃，然后向所得溶液中加入包括所述溶液總重量的2.0重量％的卵磷脂、2.0重量％的蔗糖脂肪酸酯和0.05重量％的抗壞血酸的乳化劑以乳化。然后向反應物中緩慢加入100g甘氨酸和100g賴氨酸的混合粉末，保持4℃和5,000rpm的反應條件直到反應物成為均相。在所得溶液變清澈的那個時間點上，終止反應。結果，用冷凍干燥機獲得393g水溶性脂質復合物。
用紅外線分析儀檢測上述過程得到的水溶性復合物，結果示于圖1。
如圖1所示，發現水溶性復合物的羧酸根離子(COO-)峰示于1560cm-1和1395cm-1。
實施方案4從中性脂質制備水溶性脂質復合物的方法攪拌相同重量％的100g琉璃苣油(20％γ-亞油酸)、水和乙醇，攪拌速率3,000rpm，向其中加入40g氫氧化鈉。接著，當向反應物中加入60g磷酸時，形成了兩相。除去下層清液后，向所得溶液上層清液中加入50ml吡啶，然后，通過分流注射向所得溶液中加入亞硫酰氯，在4℃下攪拌約40分鐘。結果，所得溶液中形成結晶。將含有這種結晶的所得溶液在室溫靜置約兩小時，過濾所得溶液以獲得晶體形式的γ-亞油酸-氯化物衍生物。將所得γ-亞油酸-氯化物衍生物加入到1L脫水乙醇中攪拌，攪拌速率5,000rpm，溫度4℃。這里，向混合溶液中加入溶液總重量的2.0重量％的卵磷脂、2.0重量％的蔗糖脂肪酸酯和0.05重量％的抗壞血酸以乳化溶液中的固相。然后向所得溶液中緩慢加入含甘氨酸、苯丙氨酸和賴氨酸(各50g)的混合粉末，通過分流注射向所得溶液中加入10ml比率為1∶1的吡啶和亞硫酰氯溶液，保持4℃和5,000rpm的反應條件直到反應物成為均相。在所得溶液變清澈的即刻，終止反應。結果，用旋轉真空蒸發儀去除乙醇并用冷凍干燥機干燥反應物獲得240g水溶性復合物。
用紅外線分析儀檢測上述過程得到的水溶性復合物，結果示于圖1。
如圖1所示，發現水溶性復合物的羧酸根離子(COO-)峰示于1560cm-1和1395cm-1。
實驗實施例檢測過氧化值的方法(AOCS方法)進行下述實驗來鑒定本發明的水溶性脂質復合物的過氧化值。
將按照實施方案1制備的2g水溶性復合物加入250ml錐形瓶中，加入20ml乙酸/氯仿(3/2(v/v))的混合溶劑溶解。接著，將0.5ml飽和KI溶液加入所得溶液中，然后，將反應瓶置于暗室一分鐘。從暗室取出反應瓶后，向溶液中加入20ml蒸餾水，然后，向所得溶液中加入淀粉指示劑。為了得到過氧化值，用0.01N硫代硫酸鈉滴定溶液直到紫色溶液變成無色。依下列數學式1計算過氧化值，結果示于圖2。
過氧化值＝[(S-B)×100]/W，其中S代表樣品的滴定值；B表示空白的滴定值；W表示樣品大小。
如圖2所示，所測本發明的水溶性脂質復合物的過氧化值比DHA油和按照常規方法制備的水溶性復合物低。因此，可知本發明提供具有優異穩定性的水溶性脂質復合物。
此外，本發明的方法改善了在酸性和堿性條件下的穩定性，減弱了毒性，增強了對諸如熱、空氣和光等環境因子的穩定性，并且同時，顯著增加了體內吸收性和水中的溶解度，從而促進施用和體內吸收。
另外，以上述方式制備的水溶性脂質復合物可在醫療、健康、食品和功能性化妝品等眾多領域被用于注射、食用和飲用、糖漿、水溶性乳膏和洗劑等。
權利要求
1.一種改善油溶性不飽和脂質向水溶性脂質的轉化率的方法，該方法包括如下步驟(1-1)將油溶性不飽和脂質放入吡啶中以完全溶解，通過分流注射向所得溶液中加入亞硫酰氯以形成不飽和脂質-氯化物衍生物；(1-2)將步驟(1-1)中形成的不飽和脂質-氯化物衍生物加入到其中溶解有脫水乙醇和氨基酸的溶液，在催化劑存在下反應，由此形成水溶性脂質復合物；和(1-3)通過真空干燥從步驟(1-2)中形成的所得溶液中去除乙醇，將水加入所述反應物以增溶，然后使用冷凍干燥機收集所述水溶性脂質復合物。
2.一種改善油溶性不飽和脂質向水溶性脂質的轉化率的方法，該方法包括如下步驟(2-1)攪拌油溶性不飽和脂質和水，攪拌速率為3,000到7,000rpm，保持溫度在4℃到-1℃之間，向所得溶液中加入乳化劑以乳化；(2-2)向步驟(2-1)中所得乳化溶液中加入氨基酸以形成水溶性脂質復合物；和(2-3)使用冷凍干燥機從步驟(2-2)中形成的所得溶液中收集水溶性脂質復合物。
3.一種改善油溶性不飽和脂質向水溶性脂質的轉化率的方法，該方法包括如下步驟(3-1)混合油溶性不飽和脂質、水、乙醇、氫氧化鈉和磷酸以形成兩相；(3-2)去除步驟(3-1)中形成的所得溶液的下層清液，向所得溶液的上層清液加入吡啶以完全溶解，并通過分流注射向所得溶液中加入亞硫酰氯以形成不飽和脂質-氯化物衍生物；(3-3)向脫水乙醇中加入步驟(3-2)中形成的不飽和脂質-氯化物衍生物，以3,000到7,000rpm的攪拌速率攪拌所得溶液，保持溫度在4℃到-1℃之間，向所得溶液中加入乳化劑以乳化；(3-4)向步驟(3-4)中獲得的乳化溶液中加入氨基酸，通過在催化劑存在下導致與所得溶液反應而形成水溶性脂質復合物；和(3-5)通過真空干燥從步驟(3-4)中形成的所得溶液中去除乙醇，將水加入所述反應物以增溶，然后使用冷凍干燥機收集所述水溶性脂質復合物。
4.權利要求1到3中所述的改善油溶性不飽和脂質向水溶性脂質的轉化率的方法，其中所述油溶性不飽和脂質是選自下組的至少一種脂肪酸、中性脂質、脂肪酸酯和類固醇。
5.權利要求4中所述的改善油溶性不飽和脂質向水溶性脂質的轉化率的方法，其中所述脂肪酸是具有10到30個碳原子和1到6個鍵的不飽和脂質。
6.權利要求5中所述的改善油溶性不飽和脂質向水溶性脂質的轉化率的方法，其中所述脂肪酸是選自下組的至少一種肉豆蔻腦酸、棕櫚油酸、γ-亞麻酸、α-亞麻酸、油酸、亞油酸、共軛亞油酸、二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)。
7.權利要求1或3中所述的改善油溶性不飽和脂質向水溶性脂質的轉化率的方法，其中在步驟(1-2)或(3-4)中所述催化劑是比率為1∶1的吡啶和亞硫酰氯的混合物。
8.權利要求2或3中所述的改善油溶性不飽和脂質向水溶性脂質的轉化率的方法，其中在步驟(2-1)或(3-3)中所述乳化劑包括卵磷脂、蔗糖脂肪酸酯和抗壞血酸。
9.權利要求8中所述的改善油溶性不飽和脂質向水溶性脂質的轉化率的方法，其中所述乳化劑包括所述溶液總重量的1.0-3.0重量％的卵磷脂，1.0-3.0重量％的蔗糖脂肪酸酯和0.02-0.08重量％的抗壞血酸。
全文摘要
所公開內容涉及一種改善油溶性不飽和脂質向水溶性脂質的轉化率的方法，更具體地，涉及一種改善油溶性不飽和脂質向水溶性脂質的轉化率的方法，該方法通過使用吡啶－亞硫酰氯作為催化劑形成具有增強的反應活性的不飽和脂質－氯化物衍生物，而不直接引起所述不飽和脂質和氨基酸之間的反應，或使用一種乳化劑以引起所述不飽和脂質與氨基酸之間的反應以使脂質顆粒的尺寸最小化到小于50nm的納米尺寸，從而將所述反應轉化率改善到大于99％。
文檔編號A23D7/00GK1939280SQ200610073229
公開日2007年4月4日 申請日期2006年4月5日 優先權日2005年4月11日
發明者李成權, 成淳基, 金成洙 申請人:東部韓農化學株式會社