技术领域 [0001]本发明属于甘油三酯合成技术领域，尤其涉及一种基于微孔膜反应器装置制备1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的方法及装置。 背景技术 [0002]母乳作为婴幼儿最佳的天然食品，在婴幼儿成长及发育过程中起到重要作用。近年来，由于个人、社会等外界因素导致国内母乳喂养率较低，市场对婴幼儿配方乳粉的需求量不断增大。母乳是婴幼儿配方乳粉的黄金标准，母乳中的脂肪占3～5wt％，这些脂肪给婴幼儿提供了大量的能量。通过分析母乳脂肪的脂肪酸含量与分布可以发现，有大量脂肪以1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯(OPO)的结构存在。结合近年来对母乳脂肪的营养功能及婴幼儿消化代谢吸收的研究结果可知，OPO型结构脂相较于传统的动物脂肪(例如牛羊乳脂)与植物脂肪(例如棕榈油、大豆油)，更益于婴幼儿吸收，同时还具有预防婴幼儿便秘，促进钙吸收的功能。因此，OPO型结构脂是当前高端婴幼儿配方乳粉的重要成分之一。 [0003]近年来，含有OPO的油脂获得了认可。2008年，卫生部对OPO的指标进行了规定并批准其添加到婴幼儿配方奶粉中。2012年，OPO在《食品安全国家标准食品营养强化剂食用标准》中被列为食品营养强化剂。2015年，GB30604-2015公布了OPO的食品安全国家标准，并对OPO产品进行了质量限制。2018年，OPO在《有机产品增补目录(六)》中被列为营养强化剂增加到有机产品中。 [0004]目前OPO价格较为昂贵，研究出生产成本低，工艺路线简单、反应收率高的一种制备OPO的方法较为重要。 发明内容 [0005]发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于微孔膜反应器装置制备1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯(OPO)的方法，以提升OPO的合成反应速率。 [0006]为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下： [0007]一种基于微孔膜反应器装置制备1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的方法，包括如下步骤： [0008](1)通过化学法对棕榈油进行改性提高sn-2位棕榈酸含量； [0009](2)改性后的棕榈油与油酸分别通过进料泵泵入微孔膜反应器装置中的混合器，在混合器中混合均匀后，泵入装有1,3特异性脂肪酶的反应器中进行酸解反应；反应器内通过微孔膜将反应器内部分成反应侧和渗透侧，在反应过程中通过向反应侧加压，使得生成的水透过微孔膜从产物中除去，从而促进反应的正向进行； [0010](3)反应结束后通过反应器上的出料口将反应液体排出，收集即得。 [0011]具体地，步骤(1)中，棕榈油通过分子内重排进行改性以提高sn-2位棕榈酸含量，反应温度为80～120℃(优选90℃)，催化剂添加量为棕榈油重量的0.6％～1％(优选0.8％)，反应时间为20～60min(优选20min)。 [0012]优选地，棕榈油首先在110℃，0.09KPa真空下，以250r/min转速反应一段时间除去原料中的水分；然后加入催化剂甲醇钠进行重排反应；反应结束后，冷却至70℃，加入柠檬酸溶液搅拌使催化剂失活；最后经水洗、醇洗去除产物中的非甘油三酯成分，减压干燥得到高sn-2位棕榈酸的改性棕榈油。 [0013]具体地，步骤(2)中，改性后的棕榈油与油酸按照摩尔比1:0.5～3(优选1:1)泵入混合器，泵入的流速不作要求，一般控制在5mL/min～10mL/min。 [0014]优选地，步骤(2)中，所述混合器的温度控制在50～70℃(优选50℃)。 [0015]优选地，步骤(2)中，所述的1,3特异性脂肪酶为商业化的sn-1,3选择性脂肪酶Lipozyme RM，购自诺维信公司，加酶量为底物的1～5wt.％(优选3wt.％)，底物由改性后的棕榈油与油酸组成。其中选择性脂肪酶Lipozyme RM的酶活为275IUN/g，酶活定义为1min内，1gLipozyme RM脂肪酶将275微摩尔酯键水解为甘油酯。 [0016]优选地，步骤(2)中，所述催化酸解反应的温度控制在50～70℃(优选50℃)。 [0017]优选地，步骤(2)中，所述的微孔膜选用亲水性微孔膜，孔径为0.4～50μm，膜材料为陶瓷、金属、塑料中的任意一种。 [0018]进一步地，本发明还提供上述制备1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的微孔膜反应器装置，包括第一原料储罐、第二原料储罐、第一进料泵、第二进料泵、第一循环泵、混合器、反应器以及产物储罐； [0019]其中，第一进料泵和第二进料泵以并联的方式连接到混合器；混合器、反应器以及产物储罐依次串联连接；连接方式均为通过管道连接；所述反应器通过微孔膜将反应器内部分成反应侧和渗透侧两部分，混合器与反应侧连通。 [0020]进一步地，所述反应器与产物储罐连接的出料口处装有过滤组件，用于在排料过程中将固体催化剂截留在反应器内。 [0021]反应器长度与宽度的比例范围为1～20，长度与高度的比例范围为5～30，反应器高度不超过20mm。将Lipozyme RM酶装在反应柱内，再将反应柱均匀的排列在反应器内。 [0022]微孔膜安装：(1)清洗微孔膜：将微孔膜平放于清洁盛器内，用70度左右的蒸馏水浸泡，使全部湿润，数小时后(约4小时以上)倒去水，再用上法浸泡过夜，使用前再用适量温蒸馏水浸泡清洗一次，平铺晾干。 [0023](2)将微孔膜安装在过滤器内：将清洗的微孔膜装入过滤器中，装膜时光面向上,防止周围漏液。 [0024](3)将装好膜的过滤器安装在反应器中。 [0025]有益效果： [0026](1)本发明基于微孔膜反应器装置制备1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的方法工艺路线简单，可以及时除去反应中生成的水，促进反应的正向进行，相较于传统方法，此装置使OPO含量提高了约5％-20％，并且将反应时间缩短至10h，提高了反应速率。 [0027](2)本发明以棕榈油为原料，原料供应大，成本低，适合工业生产；通过化学法对棕榈油进行重排，提高sn-2位棕榈酸含量，为之后催化提供sn-2位棕榈酸含量较高的原料。通过本发明生产的1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯可以生产出与母乳中的甘油三酯组成相似的产品，产物中OPO含量可达到61％以上，2位棕榈酸含量达到70％以上，满足国标要求。 附图说明 [0028]下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。 [0029]图1是本发明微孔膜反应器装置的结构示意图。 具体实施方式 [0030]根据下述实施例，可以更好地理解本发明。 [0031]实施例1 [0032]将1g棕榈油加入圆底烧瓶中，在110℃，0.09KPa真空下，以250r/min转速反应1h除去原料中的水分。调节反应温度至80℃，加0.6％甲醇钠反应40min。将反应物冷却至70℃加柠檬酸溶液搅拌15min使催化剂失活。用50℃蒸馏水冲洗5min，用95％乙醇在60℃下洗三次，去除产物中的非甘油三酯成分。减压干燥得到在室温下为淡黄色的棕榈油液体。 [0033]实施例2-3 [0034]在实施例2-3中，调节反应温度分别为90、100℃，其它实验条件与实施例1相同。 [0035]实施例4-5 [0036]在实施例4-5中，调节甲醇钠添加量分别为0.8％、1％，调节反应温度分别为90℃，其它实验条件与实施例1相同。 [0037]实施例6-7 [0038]在实施例6-7中，调节反应时间分别为20min、60min，反应温度分别为90℃，甲醇钠添加量为0.8％，其它实验条件与实施例1相同。 [0039]对实施例1-7进行气相检测分析，结果如表1。 [0040]表1实施例1-7气相检测结果 [0041] [0042]从表1可以看出：通过改性可以使棕榈油中sn-2位棕榈酸含量有较大的提高，其中甲醇钠添加量为棕榈油的0.8％、反应温度90℃、反应时间20min时，棕榈油中sn-2位棕榈酸含量为65.27％，为后面进行酸解反应提供较为理想的反应原料。 [0043]实施例8 [0044]图1所示为本发明制备1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的微孔膜反应器装置，包括第一原料储罐、第二原料储罐、第一进料泵、第二进料泵、第一循环泵、混合器、反应器以及产物储罐。 [0045]其中，第一进料泵和第二进料泵以并联的方式连接到混合器；混合器、反应器以及产物储罐依次串联连接；连接方式均为通过管道连接；所述反应器通过微孔膜将反应器内部分成反应侧和渗透侧两部分。微孔膜选用孔径为0.45μm的亲水性聚醚砜(PES)微孔膜(购自浙江泰林生物技术股份有限公司，产品编号045)，将Lipozyme RM酶装在反应柱内，再将反应柱均匀的排列在反应器内。反应器与产物储罐连接的出料口处装有过滤组件，用于在排料过程中将固体催化剂截留在反应器内。 [0046]制备方法为： [0047](1)通过化学法对棕榈油进行改性提高sn-2位棕榈酸含量； [0048](2)改性后的棕榈油与油酸分别通过进料泵泵入混合器，在混合器中混合均匀后，泵入装有1,3特异性脂肪酶(Lipozyme RM)的反应器中进行酸解反应； [0049](3)反应器内通过微孔膜将反应器内部分成反应侧和渗透侧，在反应过程中通过向反应侧加压，使得生成的水透过微孔膜从产物中除去，从而促进反应的正向进行； [0050](4)反应结束后通过反应器上的出料口将反应液体排出，收集即得。 [0051]将实施例6得到的改性棕榈油装入第一原料储罐中，第二原料储罐为油酸，将第一原料储罐(改性棕榈油)和第二原料储罐(油酸)按照摩尔比为1:1泵入混合器，混合器温度为50℃，混合均匀后将其泵入装有0.03g1,3特异性脂肪酶的反应器中反应10h，保持反应器温度为50℃，反应过程中通过第一循环泵向反应侧加压，使得生成的水透过微孔膜从产物中除去。最后用蒸发光散射检测器进行检测。 [0052]实施例9-10 [0053]在实施例9-10中，调节原料摩尔比分别为1:0.5和1:3，其它实验条件与实施例8相同。 [0054]实施例11-12 [0055]在实施例11-12中，调节反应器温度分别为60℃和70℃，原料摩尔比为1:1，其它实验条件与实施例8相同。 [0056]实施例13-14 [0057]在实施例13-14中，调节反应器中的1,3特异性脂肪酶量分别为0.01g和0.05g，原料摩尔比为1:1，反应器温度为50℃，其它实验条件与实施例8相同。 [0058]对比例1 [0059]将未改性棕榈油装入第一原料储罐中，第二原料储罐为油酸，将第一原料储罐(未改性棕榈油)和第二原料储罐(油酸)按照摩尔比为1:1泵入混合器，混合器温度为50℃，混合均匀后将其泵入装有0.03g1,3特异性脂肪酶的反应器中反应10h，保持反应器温度为50℃，通过蒸发光检测器进行检测。 [0060]对比例2 [0061]将实施例6得到的改性棕榈油与油酸按照摩尔比为1:1加入具支反应瓶，在50℃预热，使其混合均匀；加入0.03g1,3特异性脂肪酶，抽真空，反应10h，通过蒸发光检测器进行检测。 [0062]对实施例8-14以及对比例1、2进行检测分析，结果如表2。 [0063]表2实施例8-14检测结果 [0064] [0065]从表2可以看出，对比例1中以未改性棕榈油为原料在微孔膜反应器装置内进行酸解反应，其产物中OPO含量仅为37.63％，sn-2位棕榈酸含量为48.97％，这是因为未改性棕榈油中有大量棕榈酸存在于sn-1,3位，这会导致产物中倾向于生成POP及POO等副产物，从而使OPO含量和sn-2位棕榈酸含量降低；对比例2中使用改性棕榈油在具支反应瓶中进行酸解反应，其产物中OPO含量为42.85％，sn-2位棕榈酸含量为56.32％，使用具支反应瓶采用抽真空方式来除去反应中生成的水，这种方法除水效果不是很好，导致反应向逆反应方向进行，OPO含量随之降低；实施例8-14将对比例1和对比例2结合起来，以改性棕榈油为原料在微孔膜反应器装置中进行酸解反应，产物中OPO含量可达到61％以上，2位棕榈酸含量达到70％以上，说明两种手段具有协同增效的效果。 [0066]本发明提供了一种基于微孔膜反应器装置制备1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的方法的思路及装置，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。