响应面法优化磷钨酸介孔分子筛催化制备大豆油基多元醇

采用响应面法对磷钨酸介孔分子筛催化环氧大豆油制备大豆油基多元醇进行了优化研究。结果表明:以甲醇作为开环反应试剂,磷钨酸介孔分子筛可较好地催化环氧大豆油开环制备大豆油基多元醇;通过Box-Behnken设计,利用Design-expert 8.0软件进行二次回归分析,确定大豆油基多元醇最佳制备条件为反应时间3 h、磷钨酸介孔分子筛用量为环氧大豆油质量的3%、甲醇与环氧大豆油摩尔比13∶1、反应温度75℃,在此条件下大豆油基多元醇的转化率为77.25%。     

大豆油基柔软剂的合成及其应用性能研究

以环氧大豆油与丙烯酸为原料,通过酯化反应合成环氧大豆油丙烯酸酯,以此与聚甲基氢硅氧烷经硅氢加成反应合成大豆油基柔软剂。研究了硅氢加成反应温度、反应时间、物料比对硅氢键转化率的影响,确定了最佳硅氢加成反应条件:反应温度70℃、反应时间4 h、环氧大豆油丙烯酸酯与聚甲基氢硅氧烷的物质的量比为1.3∶1;研究了产物的柔软性能、拒水性以及抗皱效果,结果表明,大豆油基柔软剂具有一定的柔软效果,拒水性和抗皱性能良好。     

大豆油皂化反应动力学研究

以大豆油为皂化反应原料,研究各因素对皂化反应影响,确定合成软皂适宜操作条件,对动力学实验数据分析处理结果表明,大豆油皂化反应总级数为二级,对大豆油和NaOH分别为一级,建立大豆油皂化反应动力学方程。     

食用级大豆油极度氢化工艺探索

研究了大豆油极度氢化的速率和氢化工艺参数之间的关素,讨论了氢气压力、反应温度、催化剂浓度对大豆油极度氢化速度和选择性的影响。并得出结论:大豆油在较高的氢气压力、适中的反应温度和适量的催化剂浓度的条件下极度氢化可以得到较满意的加氢速度及较理想的产品质量;并通过研究证实,用快速熔点测定法判断极度氢化反应终点,简便易行且比较可靠,对油脂极度氢化工业生产具有指导意义。     

SnO2-Al2O3固体酸催化大豆油酯交换制备生物柴油

采用共沉淀法制备SnO2-Al2O3复合固体酸催化剂,用于催化大豆油甲醇解反应,考察催化剂制备条件和酯交换反应条件对大豆油转化率影响。研究结果表明,催化剂最佳制备条件为Sn／A1摩尔比3：1,煅烧温度为923K;催化大豆油酯交换反应醇油摩尔比30：1,催化剂用量3wt．％,反应时间5h,反应温度200℃,此时大豆油转化率最高,为75．05％。当向酯交换反应体系加入一定量游离脂肪酸或水分时,SnO2-Al2O3催化剂催化活性几乎不受影响,且还能同时催化酯化反应;结果还表明,固体酸SnO2-Al2O3具有很好稳定性,可多次重复利用。     

加速氧化条件对大豆油氧化稳定性的影响

本研究采用同批油料提取的水酶法大豆油、溶剂浸提大豆油与一级大豆油进行室内储藏实验。不同温度(25~80℃)下储存一定天数(0~60d)测定样品过氧化值、共轭二烯值、共轭三稀值、p-茴香胺值以及脂肪酸组成。实验结果表明:在相同温度条件下,3种植物油的过氧化值有显著区别,一级大豆油的过氧化值显著高于水酶法大豆油和溶剂浸提大豆油;对于同一油脂在不同温度下,温度越高,氧化反应的活化能越小,大豆油氧化越快;油脂储藏稳定性为溶剂浸提大豆油水酶法大豆油一级大豆油。     

响应面法优化大豆油脂肪酸乙酯合成工艺

以大豆油为原料,KOH作催化剂,通过大豆油与乙醇的酯交换反应合成了大豆油脂肪酸乙酯。应用响应曲面分析法中的Box-behnken模型对影响大豆油脂肪酸乙酯转化率的四个主要因素（催化剂用量、醇油摩尔比、反应温度、反应时间）进行了优化。研究表明大豆油脂肪酸乙酯的最佳合成工艺条件为：KOH用量1.3%,醇油比8.3∶1,反应温度74.8℃,反应时间130min。在此条件下,酯转化率达98.93%。     

复合重组磷脂酶用于大豆油脱胶的工艺优化

利用实验室前期构建的重组大肠杆菌所产磷脂酶A1（ p h o s p h o l i p a s e A 1, P L A 1）和磷脂酶C（phospholipase C,PLC）进行大豆油酶法脱胶研究,探讨自主开发重组酶进行酶法脱胶的可行性。以诺维信商品酶Lecitase Ultra™为对照,研究酶法脱胶反应温度、反应pH值、反应时间、搅拌速率、复合磷脂酶添加量工艺参数对大豆油脱胶的影响,并采用正交试验对脱胶工艺条件进行优化。研究结果表明,大豆油复合酶法脱胶的最佳工艺参数为：反应温度45 ℃、反应pH 6.5、反应时间3 h、搅拌速率300 r/min、PLA1和PLC添加量分别为7 940 U/kg和23 130 U/kg。复合磷脂酶对大豆油脱胶的效果与诺维信商品酶Lecitase Ultra™基本一致,大豆油磷含量可降至5 mg/kg以下,能够满足物理精炼的要求,为进一步开发具有知识产权的食品级油脂脱胶用酶制剂产品提供了理论依据。     

大豆油脂肪酸乙酯的制备及其在印刷油墨中的应用

以大豆油为原料,在催化剂KOH作用下,探讨大豆油与乙醇进行酯交换反应工艺,并对大豆油脂肪酸乙酯在印刷领域的应用进行论述。研究表明,在乙醇用量超过理论计算值的65％,催化剂用量为油重1．3％,反应时间2h,反应温度76-77℃条件下,酯交换反应转化率可达98．67％,且产物黏度和相对分子质量接近矿物油水平。其优异的溶解性能,安全的生产工艺和环保特性,表明大豆油脂肪酸乙酯在油墨中的应用潜力。     

金属离子对大豆油色泽的影响

为探明金属离子在不同条件下对大豆油色泽的影响,为生产加工中油脂固色回色以及油脂脱色工艺提供理论依据,采用大量对比试验,系统研究了金属离子的种类、价态、浓度以及反应时的温度、水分含量对大豆油色泽的影响。结果表明:在反应温度150℃、金属离子浓度0.01 mol/L时,对大豆油色泽影响由大到小为Fe_2(SO_4)_3≥FeCl_3 FeSO_4 CuSO_4;大豆油的色泽随Fe_2(SO_4)_3浓度的增大而加深;加入FeSO_4的大豆油,温度越低,色素形成越多,但产生的色素对热不稳定,容易分解;加入Fe_2(SO_4)_3的大豆油,随温度升高,反应时间增长,色泽加深,且形成的色素较稳定,呈红棕色;适量的水分可以减少大豆油中由金属离子带来的色泽上的影响,同时可以减小高温条件下油脂的回色。     

酶催化酯交换制备MLM型结构脂的研究

采用Lipozyme RM IM脂肪酶为催化剂,在无溶剂体系中,催化大豆油和辛酸(C8∶0)、癸酸(C10∶0)进行酯交换反应制备MLM型结构脂.辛酸、癸酸单独与大豆油反应时,癸酸在产品中的含量比辛酸高并且反应速率快;辛酸、癸酸混合与大豆油反应同其分别单独与大豆油反应没有区别,因此选择辛酸、癸酸混合与大豆油进行酯交换反应.在目标产品(27％ C8∶0和10％ C10∶0)的基础上,探讨了辛酸与癸酸摩尔比、底物摩尔比(酸与大豆油摩尔比)、反应温度及Lipozyme RM IM添加量(基于底物总质量)对酯交换产品中辛酸、癸酸含量的影响,同时对脂肪酶可重复利用次数进行了考察.得到的最佳反应条件为:辛酸与癸酸摩尔比4∶1,底物摩尔比6∶1,反应温度55℃,Lipozyme RM IM添加量7％;在此条件下达到目标产品要求的反应时间仅需4h.在最佳反应条件下,利用该酶反应了12批次(每批次为24 h)后,结果仍可达到目标产品的要求.     

植物油基印刷油墨连结料的制备研究

热聚合反应是制备植物油基印刷油墨连结料的关键步骤之一,为了研究油脂的脂肪酸组成对热聚合反应的影响,本文以我国资源丰富的大豆油、葵花油和菜籽油为原料,研究了反应温度为330℃时3种油脂的热聚合反应速率及热聚合过程中酸价、色泽、碘价、折光指数等的变化。结果表明,3种油脂的热聚合反应速率分别为:K大豆油=7.2×10-3>K葵花油=6.8×10-3>K菜籽油=2.3×10-3;随热聚合反应时间的延长,3种热聚合油的酸价、色泽和折光指数均增加,碘价均减小。该研究为植物油基印刷油墨连结料的生产提供了理论依据。     

凝胶渗透色谱研究大豆油的高温氧化

为了研究不同受热历史(不同加热时间和不同加热温度)对大豆油体系相对分子质量及其分布变化的影响,采用全油进样的方式进行凝胶渗透色谱(GPC)测试并对结果分峰拟合。结果表明:大豆油加热过程中逐步出现以甘油三酯二聚体、甘油三酯三聚体等为中心相对分子质量的聚合物;延长加热时间与提高加热温度均会促进油脂的聚合,表现为270℃聚合程度最高,其后依次是240、210、180℃。大豆油氧化的动力学研究显示出零级反应适用于描述高温聚合,但温度继续升高,氧化反应趋向于一级反应。     

鸭蛋壳制备的CaO固体碱催化大豆油制备生物柴油

将700~1000℃焙烧鸭蛋壳4h制备的氧化钙(CaO)固体碱催化剂用于大豆油与甲醇酯交换反应制备生物柴油,用XRD和N2-吸附对其进行了表征,研究了焙烧温度对催化剂结构及催化性能的影响,考察了反应温度、甲醇与大豆油摩尔比、催化剂用量和反应时间对生物柴油收率的影响。结果表明:以900℃焙烧鸭蛋壳制备的CaO固体碱为催化剂,在反应温度90℃、甲醇与大豆油摩尔比9∶1、催化剂用量3.0%(占大豆油质量)、正庚烷用量30.0%(占大豆油质量)和反应时间4h的条件下,生物柴油的收率可达99.1%。催化剂重复使用12次后,生物柴油的收率仍大于97%。说明CaO固体碱催化剂在大豆油与甲醇酯交换反应中具有良好的催化活性和重复使用性。     

西式快餐条件下煎炸油氧化稳定性及其不饱和脂肪酸氧化动力学研究

为了解煎炸油在煎炸过程中的氧化动力学规律,考察了5种常见煎炸油在西式快餐条件下的氧化稳定性,并对煎炸油中主要不饱和脂肪酸（亚麻酸、亚油酸及油酸）的氧化动力学进行研究。结果表明,煎炸过程中,棕榈油的茴香胺值、全氧化值的生成速率及碘值降低幅度最小,相比其他4种煎炸油具有更好的氧化稳定性。大豆油和菜籽油中亚麻酸的反应规律均同时符合0级和1级反应动力学模型;棕榈油、菜籽油、葵花籽油及稻米油中亚油酸的反应规律均同时符合0级和1级反应动力学模型,大豆油中亚油酸符合1级反应动力学模型;棕榈油、大豆油、菜籽油及葵花籽油中油酸的反应规律均同时符合0级和1级反应动力学模型;模型相应的决定系数R2在0.886~0.987之间,均大于0.85,模型拟合程度均较好。表明所构建煎炸油不饱和脂肪酸氧化动力学模型是可行的。     

低共熔溶剂催化合成环氧大豆油工艺研究

以大豆油为原料,氯化胆碱-甲磺酸形成的低共熔溶剂为催化剂,考察反应温度、催化剂用量、乙酸用量、过氧化氢用量及反应时间等因素对环氧化反应的影响,并通过响应面分析法优化环氧大豆油制备工艺。研究表明,氯化胆碱-甲磺酸低共熔溶剂具有较好的催化环氧化反应性能,以其为催化剂,并通过响应面分析法优化的环氧大豆油最佳合成条件为：反应温度73 ℃,催化剂量4.8 wt%,H2O2用量为72 wt%,反应时间3.6 h,乙酸用量9 wt %,此条件下,环氧大豆油的环氧值为6.98,该结果与模型预测值基本相符。     

rProROL脂肪酶催化大豆油水解反应的半经验动力学模型

以大豆油水解反应为模型,考察了缓冲液p H(5.0~7.0)及其添加量(5%~30%)、酶添加量(10~50U/g)和反应温度(30~50℃)对r ProROL脂肪酶(recombinant Rhizopus oryzae lipase with prosequence,r ProROL)催化大豆油水解的影响,并基于反应条件假设该酶促反应遵循一级反应,建立了酶催化大豆油甘油三酯(triglyceride,TAG)水解反应的半经验动力学模型(Hr=Hr_i×(1-e~(-kt))+Hre),并通过规划求解得到了不同反应条件下的方程系数。结果显示,通过对比TAG水解率的实验实测值与由动力学方程计算的预测值,两者的相关系数高达0.999 1,验证了该反应符合一级反应;不同反应条件对方程系数(k、Hri、Hre)的影响程度各不同,反映了该酶催化大豆油水解过程中反应速率常数(k)及TAG水解程度的变化规律,为该酶催化大豆油水解过程优化控制提供了直接的数据支持。     

油酸与极度氢化大豆油酶促酸解过程中油酸位置分布规律研究

本研究以极度氢化大豆油作为饱和甘油三酯模型,以固定化脂肪酶Lipozyme RM IM为催化剂,催化其与油酸进行酸解反应,考察了脂肪酶初始水分活度、酶用量、底物摩尔比(极度氢化大豆油:油酸)、反应温度及时间对酸解产物甘油三酯中油酸含量及分布规律的影响。结果表明,Sn-1,3位的油酸含量随着酶初始水分活度、酶用量和底物摩尔比(极度氢化大豆油:油酸)的增加均呈先上升后缓慢下降的趋势;油酰基向Sn-2位转移受反应时间的影响更为显著。     

树脂催化法生产环氧大豆油的研究

鉴于我国至今生产环氧大豆油一般仍采用会污染环境的硫酸作催化剂,我们研究了在环氧化反应中以树脂取代硫酸作催化剂。树脂作催化剂不仅可以大大减少环境污染,还可以从反应物中回收醋酸。将精炼大豆油、冰醋酸、双氧水与阳离子交换树脂反应10小时以上,制得环氧值大于6％的环氧大豆油。本课题研究了不同因素对环氧化反应的影响,较理想的环氧化条件是1摩尔不饱和度的油,需加入0.5摩尔冰醋酸、1.15摩尔双氧水及油重2.5％的树脂催化剂。     

理性设计提高华根霉脂肪酶对不饱和长链脂肪酸的底物特异性及其在大豆油水解中的应用

为了提高华根霉脂肪酶在大豆油水解制备脂肪酸中的应用效果,通过理性设计的方法改造脂肪酶的脂肪酸特异性。对突变酶的酶学性质进行了研究,并通过单因素实验优化脂肪酶催化水解大豆油的反应条件。结果表明:利用定点突变技术获得了一系列脂肪酸特异性改变的脂肪酶,其中突变酶HQL增强了对不饱和长链脂肪酸的特异性,并且对p-NPP(C16)的水解活力相比野生型提高了2.72倍;所有突变酶的最适温度和最适p H均为40℃和8.0,与野生型脂肪酶一致;得到脂肪酶催化水解大豆油的最适反应条件为反应时间24 h、水油质量比1∶1、加酶量500 U/g(以油质量计)、p H 8.0、温度40℃,在最适反应条件下,野生型酶催化大豆油水解率仅为80%,而突变酶HQL由于增强了对长链不饱和脂肪酸的底物特异性,对大豆油水解率提高到98%。