有机相脂肪酶催化合成肉桂酸肉桂酯的研究

肉桂酸肉桂酯是一种重要的花香型香精定香剂。本实验对有机相中脂肪酶催化合成肉桂酸肉桂酯进行研究,对酶催化条件进行了优化研究。实验结果表明:Candida anatarctic脂肪酶(Novozyme 435)有较好的催化活性。通过单因素实验考察各反应参数(反应溶剂、温度、底物摩尔比、底物浓度等)对脂肪酶Novozyme 435合成肉桂酸肉桂酯反应的影响,确定了反应最优工艺条件:在5 mL甲基叔丁基醚溶剂(分子筛脱水)体系中,肉桂醇100 mmol/L,n(肉桂醇):n(肉桂酸乙酯)=2:1,反应温度50℃,Novozyme 435脂肪酶添加量1%(质量体积比),反应36 h后反应转化率可达到55%,产物结构经气相质谱(GC/MS)鉴定。     

肉桂酸-D-甘露糖醇酯的酶法合成优化

为合成一种高效、安全及高酯化率的糖醇酯,以肉桂酸和D-甘露糖醇为底物,采用脂肪酶Novozyme 435催化合成肉桂酸-D-甘露糖醇酯。通过薄层色谱、高效液相色谱和液相色谱串联质谱对目标产物进行表征。利用响应面试验对反应条件进行优化,确定肉桂酸D-甘露糖醇酯的最佳合成工艺条件。结果表明：肉桂酸-D-甘露糖醇酯的最佳合成条件为肉桂酸与D-甘露糖醇摩尔比为1∶3、脂肪酶Novozyme 435加入量为底物质量分数的6.8%、反应溶剂为叔戊醇5 mL、分子筛加入量为0.1 g/mL、反应温度为65℃。在该条件下反应120 h,肉桂酸与D-甘露糖醇酯的酯化率为（79.45±0.25）%,其中肉桂酸D-甘露糖醇单酯与肉桂酸D-甘露糖醇双酯的产率分别为（25.94±0.18）%、（53.51±0.31）%。     

微溶剂体系酶法合成松香酸淀粉酯

以松香和木薯淀粉为原料,叔戊醇为溶剂,研究了微溶剂体系下采用酶催化酯化法合成松香酸淀粉酯。通过单因素实验考察了松香与淀粉质量比、反应时间、反应温度、固定化脂肪酶用量对松香酸淀粉酯取代度的影响,确定最适反应条件为:松香与淀粉的质量比为4∶1,反应温度为55℃,反应时间为10 h,固定化脂肪酶用量为4%(以淀粉质量计)。通过红外光谱分析产物的结构发现,产物在1 725 cm-1处出现了酯羰基C=O的伸缩振动吸收峰,表明松香与淀粉发生了酯化反应合成了松香酸淀粉酯;通过X射线衍射分析和扫描电镜分析产物的结构发现,酯化反应没有破坏淀粉原有的晶体型貌和结构。对产物的亲油性能进行研究,结果表明,与原淀粉相比酯化产物在正辛烷中对橄榄油的吸附能力增加了166.67%。微溶剂体系的反应大大降低了成本,提高了产物的量。     

肉桂酸植物甾醇酯的酶法合成及对DPPH·的清除作用

在非水相反应体系中,通过脂肪酶催化合成肉桂酸植物甾醇酯。采用薄层色谱和高效液相色谱对产物进行分析。通过优化实验,确定最佳反应条件为:在5 mL 2-甲基四氢呋喃中,肉桂酸乙酯与植物甾醇底物摩尔比1∶1,反应温度60℃,Novozym435脂肪酶添加量120 mg(肉桂酸乙酯0.5 mmol),在此反应条件下,反应120 h后肉桂酸植物甾醇酯的产率可达76.34%。通过考察产物对自由基的清除能力,发现肉桂酸植物甾醇酯对DPPH·具有一定的清除能力,IC_(50)值为0.31 mg/mL,抗氧化能力强于底物,且通过酯化改善了植物甾醇的溶解性与稳定性。     

固定酶法催化胆固醇合成胆固醇油酸酯的研究

探讨了固定化Camdoda antarctica脂肪酶催化胆固醇与油酸合成胆固醇油酸酯,通过脂肪酶催化酯化反应的工艺路线进行研究,系统考察了反应溶剂、醇油比、催化剂用量、反应温度等对酯化反应的影响.结果表明,以环己烷为溶剂,30℃,物质的量比(胆固醇:油酸)为1:1,2%(质量分数)脂肪酶,反应时间48 h,反应的最高酯化率可达到88%以上,产品经HPLC和LC-MS分析的纯度可达98%以上,固定化Candida ant-arctica脂肪酶具有较高的催化的催化稳定性,其半衰期至少达100 d.     

脂肪酶非水相催化合成植物甾醇酯

研究了脂肪酶在非水相中催化合成植物甾醇酯,并利用单因素和正交实验优化酯化反应条件。结果表明:在酸醇摩尔比为3:1,溶剂添加量6 mL/g(底物),催化剂用量11%(底物百分比),反应温度45℃,反应48 h的条件下,植物甾醇的酯化率达到最大值(94.62%);产物经分离纯化后纯度达到98.2%;对产品采用薄层色谱、质谱和红外光谱进行结构表征分析,确定产物为植物甾醇酯。因此,脂肪酶可在非水相反应介质中高效催化合成植物甾醇酯。     

非水相中脂肪酶催化合成乙酸薄荷酯

研究了脂肪酶(candida rugosa lipase,CRL)在有机溶剂中催化薄荷醇与乙酸进行酯化反应的条件.探讨了脂肪酶加入量、溶剂、薄荷醇与乙酸摩尔比、底物浓度、温度等因素对脂肪酶催化合成乙酸薄荷酯的影响,并利用红外光谱、GC-MS、气相色谱等方法对合成的产物进行了表征.结果显示,合成的产物为乙酸薄荷酯.当溶剂为正己烷、脂肪酶量为1.2%(脂肪酶在薄荷醇和乙酸体系中的质量分数)、薄荷醇与乙酸的摩尔比为1:1、薄荷醇与乙酸的底物浓度均为0.1moL/L、温度为40℃、反应48h时,乙酸薄荷酯的酯合成转化率达92.4%.产物乙酸薄荷酯的色泽好、气味纯正.     

脂肪酶催化亚麻酸枇杷甾醇酯合成工艺优化

对脂肪酶催化亚麻酸枇杷甾醇酯工艺进行研究。以酯化率为参考指标,考察了在有机介质中不同脂肪酶催化合成亚麻酸枇杷甾醇酯,确定脂肪酶pseudomonas为催化剂。通过响应面分析法确定脂肪酶催化亚麻酸枇杷甾醇酯的最佳工艺,即在正己烷溶剂体系中,脂肪酶用量为7.8%,酸醇摩尔比为2.6∶1,反应温度为50.0℃,反应时间为52.5 h,此时亚麻酸枇杷甾醇酯的酯化率达到79.59%。     

大孔树脂负载南极假丝酵母脂肪酶B催化甘油解和酯化反应制备甘油二酯

目的 采用3种大孔树脂(DA-201,ADS-17,DM-301)对CALB进行固定化,研究固定化脂肪酶催化甘油解和酯化反应制备甘油二酯(diacylglycerol,DAG)。方法 以大孔树脂为载体,采用吸附法制备固定化脂肪酶;通过单因素实验对固定化酶催化甘油解和酯化反应制备DAG的反应条件进行优化。结果 CALB@DA-201催化甘油解反应制备DAG的效率最高,当反应温度为70℃,甘油解反应24 h后产物中的DAG含量最高为64.52%;CALB@DM-301催化酯化反应制备DAG的效率最高,当反应温度为80℃,酯化反应24 h后产物中DAG含量高达72.06%。此外,CALB@ADS-17催化酯化反应具有选择性合成甘油三酯(TAG)的特性,TAG含量可达89.74%。结论 大孔树脂负载的CALB能够有效催化甘油解和酯化反应,并获得可观含量的DAG,具有较好的应用前景。     

脂肪酶催化麦芽糖硬脂酸酯合成的研究

脂肪酸糖酯是一类用可再生资源合成的、无毒、易生物降解的非离子型表面活性剂,具有良好的乳化性、稠化性和膨化性,应用于食品、化妆品、制药和洗涤产品,是近20年来发展较快的一类乳化剂,以蔗糖酯为主,麦芽糖硬脂酸酯是一种新型的糖酯类乳化剂.本文利用固定化脂肪酶在有机溶剂中催化麦芽糖浆和硬脂酸的合成反应,研究了反应体系中脂肪酶的加入量、反应时间、反应温度、底物配比、体系含水量等因素对催化麦芽糖硬脂酸酯反应的影响规律,确定了酶促反应的工艺条件,同时对产物进行了定性、定量分析.研究结果表明:酶加入量为10.0%,反应温度75℃、含水量为有机溶剂的10.0%,底物中酸、糖的摩尔比为1:1,反应时间24h,在该条件下,酯化反应的最大转化率可达61.3%.     

逆相转移催化合成葵花籽油蔗糖酯

先由食用葵花籽油和甲醇在碱性催化剂条件下酯交换反应制得脂肪酸甲酯,然后脂肪酸甲酯与蔗糖通过水溶剂法,以逆相转移催化剂DMAP催化制备蔗糖脂肪酸酯.通过对酯糖摩尔比、催化剂用量、反应温度、反应时间进行考察,确定最佳合成条件为:酯糖摩尔比2.5∶1,催化剂用量4％,反应温度 85℃,反应时间7h.在最佳合成条件下,葵花籽油脂肪酸甲酯的转化率高达65.32％,所得产品具有良好的表面活性,其临界胶束质量浓度(CMC)为6.5 g/L,表面张力为27.41 mN/m,乳化力为79 s,浊点指数为7.2 mL,HLB值为10.1,碘值(Ⅰ)为126.9 g/100 g.     

棕榈油脂肪酸蔗糖酯的合成研究

本文先采用棕榈油与甲醇反应制备脂肪酸甲酯,然后将所得脂肪酸甲酯与蔗糖在1,2-丙二醇体系中反应制备蔗糖酯。采用单因素法优化了蔗糖酯制备的反应条件,优化条件为：碳酸钾用量为反应物质量的23.5%、丙二醇用量为蔗糖质量的3.7倍、反应温度70℃和时间9h,在该优化条件下,蔗糖酯产率达70.8%。     

有机溶剂中脂肪酶催化辛酸辛酯的合成

以猪胰腺脂肪酶为催化剂合成辛酸辛酯。研究有机溶剂、反应温度、加水量、加酶量、反应时间、底物浓度及底物物质的量比7 个因素对酶促酯化反应的影响,优化得到最佳合成条件。结果表明：最佳反应温度45℃、正己烷有机溶剂、加水量29μL、酶质量浓度2.314g/L、反应时间24h、辛酸与辛醇物质的量比为1:1.2～1:1.5、辛酸浓度为0.23～0.33mol/L。在优化条件下,辛酸的转化率达到98.12% 以上,并通过IR、1H NMR、13CNMR 谱表征了产物结构。酶催化法能在温和的反应条件下合成高产率的酯。     

Ester synthesis reaction with CALB displaying yeast whole cell biocatalyst: Effect of organic solvent and initial water content

The effect of the reaction conditions on the ester synthesis reaction with CALB displaying yeast whole cells was determined. Utilization of hydrophobic organic solvent improved the efficiency of the ester synthesis reaction. Also the initial water content was important for the expression of the ester synthesis activity of CALB displaying yeast whole cells.     

RELATIVE EFFICACY OF ESTER SYNTHESIS BY VARIOUS LIPASES IN MICROAQUEOUS MEDIA AND THE EFFECT OF WATER ON REACTION PROGRESS

Ten commercial sources of lipases were evaluated for comparative hydrolytic (in an aqueous emulsion) and ester synthesis (in microaqueous media) activities. There was little relationship between these activities for the lipases evaluated. An immobilized Rhizomucor miehei lipase had the greatest ester synthesis activity but had comparatively limited hydrolytic activity. For the five most effective ester synthesizing lipases, each had a characteristic optimum water content for maximum initial reaction rates. However, this optimum water content was greater than that associated with maximum reaction yield of ester formation, indicating the need for unique and differential moisture control during the progress of reaction to obtain maximum process efficiency.     

有机相脂肪酶催化合成阿魏酸乙酯

本实验研究了有机溶剂中脂肪酶催化阿魏酸乙酯合成反应。对催化合成阿魏酸乙酯反应的脂肪酶和反应介质进行了比较,最佳溶剂为叔丁醇,在所选的6种脂肪酶中,固定化于大孔丙烯酸树脂的南极假丝酵母脂肪酶B(Novozym 435)的催化活性最好。同时对影响合成阿魏酸乙酯反应的因素(底物浓度、底物摩尔比、温度、初始水含量、反应时间等)进行了探讨,优化了反应条件:在10ml无水叔丁醇中,当酸醇摩尔比为1:1,酸浓度为0.1mol/L,反应温度为60℃,反应时间为120h时产率达到最高,脂肪酶Novozym 435具有较高的稳定性,重复使用六次后产率仍然可达到23%。     

正己烷反应体系中酶法转化乙酸3-甲硫基丙醇酯的工艺条件

研究了脂肪酶催化合成天然香料乙酸3-甲硫基丙醇酯（EMTP）的关键因素及条件。以发酵3-甲硫基丙醇、己酸为主要原料酶法合成EMTP的反应中,固定化Novozym435脂肪酶为最佳催化剂,正己烷作为溶剂有利于提高酶活力;在正己烷反应体系中,Novozym435用量、分子筛吸水剂用量、乙酸加入次数、反应温度、反应时间等因素对EMTP合成有重要的影响,添加Novozyme435 50mg、分子筛2g、反应温度40℃、乙酸分3次加入、摇瓶速率100～150r／min,反30h为较佳的反应条件,其EMTP产量为6．5mg／mL.     

非水相酶促酸解制备类可可脂的工艺研究

在非水相条件下,利用固定化脂肪酶催化棕榈油中熔点分提物(POMF)与硬脂酸(St)进行酸解反应制备类可可脂(CBE).考察了不同固定化酶、酶添加量、反应溶剂、酶的水分活度、底物质量比和反应温度对反应产率、速率以及产物中甘三酯组成的影响.结果表明:Lipozyme RM IM<'IM>添加量8%(以底物质量计),环己烷为溶剂,酶水分活度0.54,St与POMF质量比2:1,反应温度60℃为最佳酸解条件;在此条件下反应150 min,产物中主要甘三酯POP、POS、SOS含量分别达到19.36%、44.17%和25.54%.这与天然可可脂组成(POP 18%、POS 42%、SOS 27%)较为相似,满足CBE指标要求.     

微波辅助植物甾醇油酸酯的酶促催化合成

以candida rugosa脂肪酶为催化剂,采用微波辅助酶法合成植物甾醇油酸酯的研究。通过单因素和正交试验考察反应时间、微波功率、催化剂用量、料液摩尔比4个因素对植物甾醇油酸酯酯化率的影响,优化得出植物甾醇油酸酯的最佳合成工艺条件:反应时间36 min,微波功率550 W,催化剂用量9%,料液摩尔比4∶1。在此工艺条件下合成产物的酯化率为75.26%,经分离纯化后的产物纯度可达到91.19%。气相色谱-质谱及红外光谱检测分析结果表明微波辅助酶法合成产物为甾醇油酸酯。