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维生素A棕榈酸酯是目前市场上替代不稳定维生素A的主要衍生物之一。相比维生素A,维生素A棕榈酸酯更稳定,广泛应用在药物、化妆品、饲料等行业。目前,市售维生素A棕榈酸酯的生产主要依赖于工艺较成熟的化学法合成,从环保等角度考虑,人们急需寻求一种绿色环保的制造工艺。本课题筛选几种固定化载体,优化南极假丝酵母脂肪酶B的固定化方法,应用于化学-酶法合成维生素A棕榈酸酯的新合成途径上。从南极假丝酵母脂肪酶B的生产、脂肪酶的固定化方法及固定化脂肪酶在非水相体系中酯化合成维生素A棕榈酸酯三个方面进行研究。以实验室构建的基因工程菌Pichia pastoris X-33/CALB分批补料发酵,绘制了发酵过程菌体生物量和酶活曲线,其细胞湿重达326.9g/L,重组脂肪酶酶活达8.3 U/mL。经分离纯化,最终获得纯化倍数为3.0倍,收率为77.7%,比酶活7.8 U/mg的脂肪酶酶粉。从10种树脂中筛选出三种固定化效果较好的树脂ECR1030M、LX-1000EP和MC150EP。物理吸附法固定化的最佳参数为:介质为pH8.0(ECR1030M和MC150EP树脂固定化酶)或pH6.0(LX-1000EP树脂固定化酶)的Na2HPO4-柠檬酸缓冲液,18 g/L酶液和树脂按20:1(v/w)比例混合,30℃,180 rmp下,固定化3 h,所得固定化脂肪酶的酯化比酶活分别为1055.7 U/g固定化酶(ECR1030M树脂)、1077.0 U/g固定化酶(LX-1000EP树脂)和1024.3 U/g固定化酶(MC150EP树脂),同时对固定化酶的性质进行了研究。选用ECR1030M和LX-1000EP两种树脂自制的固定化脂肪酶催化合成维生素A棕榈酸酯,进一步研究其酯化反应条件。研究发现,化学水解时加入助溶剂无水乙醇可以提高维生素A醋酸酯溶解度,增加水解率,但在固定化脂肪酶的催化下会和底物棕榈酸发生酯化反应生成副产物棕榈酸乙酯,不仅加大了棕榈酸的用量,增加了后续分离纯化的难度,也增加了反应成本。为了避免棕榈酸乙酯生成,本文利用水洗的方法在酯化反应前去除乙醇。其最佳酯化反应条件是:以正己烷为非水相体系,正己烷萃取液水洗4次,维生素A/棕榈酸摩尔比1:1.1,固定化酶添加量25 g/L,无水硫酸镁50 g/L,ECR1030M树脂固定化酶底物浓度300 g/L(以维生素A醋酸酯计),LX-1000EP树脂固定化酶底物浓度250 g/L,在35℃、180 rpm条件下,反应1 h,维生素A棕榈酸酯的产率分别达97.9%和96.8%。粗产物经两步冷冻结晶得到纯品(99%),并对其进行结构表征。根据红外光谱、质谱、1H NMR和13C NMR数据,可确定该化合物为维生素A棕榈酸酯。