【摘 要】
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L-抗坏血酸棕榈酸酯是近年来发现的一种新型、绿色、多功能抗氧化剂,由于其具有脂溶性抗氧化剂和乳化剂的特性,在食品、医药及化妆品行业中具有广泛的用途,酶法合成相比化学
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L-抗坏血酸棕榈酸酯是近年来发现的一种新型、绿色、多功能抗氧化剂,由于其具有脂溶性抗氧化剂和乳化剂的特性,在食品、医药及化妆品行业中具有广泛的用途,酶法合成相比化学法具有反应条件温和、产物安全性高等优点,是一条更为绿色环保的合成路线。然而经济型底物,廉价的催化剂及酶催化剂的稳定性和生产工艺成为酶法合成发展的限制因素。本文以棕榈酸甲酯为酰基供体,对非水相中酶法合成L-抗坏血酸棕榈酸酯进行了研究,鉴于国外进口酶价格昂贵的特点,以实验室自制的印迹脂肪酶为催化剂,探究了最佳反应工艺,得到了最适反应条件。首先,对比了几种固定化方式对印迹脂肪酶催化活性的影响,比较了物理吸附法、溶胶-凝胶法、海藻酸钠包埋法及离子交换树脂法等固定化方法对印迹脂肪酶活力的影响。海藻酸钠包埋法固定化得到的印迹脂肪酶催化活性高,酶负载率高,但是其稳定性较差,不利于循环使用。相比较而言,离子交换树脂法催化活性高,稳定性好,酶负载率适中,因此本实验仍选择离子交换树脂法固定化印迹脂肪酶为反应的催化剂。然后探究了印迹脂肪酶催化活力的影响因素,以橄榄油为印迹分子,考察了橄榄油生物印迹对假丝酵母脂肪酶酯化活力的影响,优化得到了印迹脂肪酶的最优条件为:室温条件下,pH8.0磷酸盐缓冲液,1OOmg橄榄油为印迹分子,1mL无水乙醇为助溶剂,1OOmg吐温20为表面活性剂,加入2g214型离子交换树脂为固定化载体,在最佳反应条件下用于L-抗坏血酸棕榈酸酯的合成反应,印迹酶相对于游离酶酯化活力提高了 4.4倍,相对于固定化酶酯化活力提高了 2倍。最后,对印迹脂肪酶催化合成反应体系进行了考察,确定酶促反应的介质叔丁醇,通过对酶促反应各因素的研究,发现溶剂种类和体系水活度(aw)是影响酶促反应的关键因素,溶剂用分子筛充分除水和在反应初始往体系中加入分子筛,可以有效控制水活度,提高反应产率。本实验的最适反应条件:在以20 mL分子筛充分除水的叔丁醇为反应介质,加入0.30g L-抗坏血酸和0.92g棕榈酸甲酯(L-抗坏血酸棕榈酸酯和棕榈酸甲酯的底物摩尔比为1:2)在0.45g 214树脂-印迹脂肪酶的催化作用下,反应6h后加入分子筛,温度50°C,摇床转200r/min,反应24h.后最大底物浓度约为22.26g/L,最佳转化率可达63.3%;通过酶循环利用实验可知,印迹固定化假丝酵母脂肪酶连续使用7个批次168h酶的相对活性仍为酶初始活性的90%以上,酶稳定性和循环使用性良好,降低了催化剂成本。
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