有机溶剂体系中癸酸甘油酯的酶法合成_论文

发布时间:2021-07-25 00:36:53

河南化工 30 D RY H N N cH E A EMc A I N u s T I L 20 10年9月 第27卷 第9期( 下) 有 机 溶 剂 体 系 中 癸 酸 甘 油 酯 的 酶 法 合 成 李论 ( 江苏省 淮安质量 技术监 督局,江 苏淮安 223001) 【摘要】从最常用的有机溶剂体系着手,进行了有机溶剂体系中脂肪酶催化辛酸与甘油酯化制备功能性中链甘油 酯的研究. 探讨酶量、反应时 间、反应温度、底 物比率等对反应的 影响。 【关键词】有机溶剂;癸酸甘油酯;酶法合成 【中图分类号】T 225.242 Q 【文献标识码】 A 【文章编号】1003—3467( 2010) 18一0030—02 目前,用于酶促反应的非水介质主要包括:①与 水混溶的有机溶剂和水形成的均一体系;②水与有 机溶剂形成的两相或多相 体系;③含微量水的有机 溶剂;④超临界流体;⑤反相胶束;⑥无溶剂体系;⑦ 离子液¨J 。超临界流体和离子液是两种绿色反应 介质,其在脂肪酶催化反应方面的应用也有报 条件为:温度,40℃;时间24h;底物物质的量比 2.5;脂肪酶100.0 m g。反应结束后,反应混合物通 过无水硫酸钠柱子除掉水 分和脂肪酶。用薄层层析 法对反应混合物进行分离( G F254硅胶板,厚度1 ×20 m , 20 cm m cm ,展开剂为氯仿:丙酮( 9.5: ) 0.5, 体积比) 。 1.4产物的液相色谱( H PLC) 分析 丙酮作为溶解样品的溶剂,取10¨L样品进行 道【2。31;但其作为一种反应介质在油脂改良方面的 研究报道却非常少。目前在甘油酯的合成中,应用 最多的是含微量水的有机溶剂体系和无溶剂体系。 l 材料和方法 1.1材料 固定化脂肪酶( Li pozym ,来自C ndi da m oe a g sa) 、癸酸、癸酸甘油单酯,癸酸甘油二酯和癸酸甘油 H PLc分析。H PLc系统为美国A ent 公司仪器, 舀l 配有R 检测器和O S—C 1 8色谱柱( 5斗m I D , 4.6 m ×250 m m ,A l ent ) ,以乙腈:乙酸( 94:6, m gi 体积比) 作为洗脱溶剂,采用梯度洗脱。梯度程序 为:起始洗脱剂流速l m L/m n ,保持7 m n,然后在l i i m n内线性增加到2 m i L/m n,保持8 m n,最后在1 i i 三酯均购自si 肿a—A dr i ch公司( St e i nhei m e m l ,G a ny) 。甘油和其他试剂为分析纯或色谱纯。 1.2酯化反应 将3.O m 癸酸、1.0m ol 甘油加入到装有3m m ol m L 正己烷的10 m L带螺旋盖的玻璃试管中,旋紧盖子, 在反应温度下预热使反应物溶解并混合均匀,然后 加入5 0.0 m g固定化脂肪酶。反应混合物在40℃ 旋转水 浴锅中以150 r /m n的转速反应24 h。加入 i 3.5 m n内线性降到1 m i L/m n ,保持3 i 2结果与讨论 2.1 mn。 i 时间对酯化反应的影响 在酶催化反应中,要以 最低的生产费用获得最 高产物量,反应时间是确定最佳反应条件中必需研 究的一个关键因素。随着反 应时间的延长,转化率 增加。尤其在0~16 h之间,酯化 初始速率增 加很 快,超 过16 h后,转化率的增长速度较慢。 2.2有机溶剂对酯化反应的影响 当酶悬浮于有机溶剂中时,酶构象的改变导致 m L乙醇/丙酮 ( 1:1,体 积比) 终止该 反应。采 用乙酸铜法测定反应混合物中剩余的游离脂肪酸 量。每次测定的百分比转化率表示为消耗癸酸物质 的量占起始癸酸物质的量的百分比。 1.3产品组成的鉴定 其底物专一性、立体选择性的改变和稳定性的提高。 有机溶剂的极性对于酶的催化活性至关重要,因为 酯化反应在最佳的反应条件下进行。最佳反应 收稿日期:20 l O 一0r 7—21 它影响着酶表层结合水的多少。在癸酸与甘油的酯 作者 简介 :李论 ( 197 3一) , 男,工 程师 ,主要 从事 技术管 理工 作,电 话:1 37052 38812 。 河南化工 2010年 9月第27卷第9期 ( 下) H N N C E l C L I N U RY E A HM A D ST 31 化反应中,为了选择出一 种适宜的有机溶剂作为反 应介质,对不同的l gP值的有机溶剂:丙酮( 19P= 2.6温度对酯化反应的影响 反应温度是酶促反应中的 一个重要的因子。反 应温度对癸酸/甘油酯化反应的影响:在10~60℃ 之间,癸酸转化率变化比较大,温度比较低时,随温 度升高其转化率也提高,50℃时其转化率达到最 一O .23) 、乙酸乙酯( 19P=0.68) 、氯仿(1妒= 2.O 、正己烷( 19P=3.5) 、正庚烷( 19P=4.00) 、异 ) 辛烷( 19P=4. 2) 、正辛烷( 19P=4.5) 、 正癸烷( 19P =5.60) 进行了研究。脂肪酶在正己烷、异辛烷、正 辛烷和正庚烷等非极性有 机溶剂中比极性有机溶剂 表现更活跃。l gP( 给定溶 剂在水和正辛醇中的分配 系数) >2.00的非极性有机溶剂被证明是最合适的 高,但40一50℃之间没有 明显的变化,当反应温度 超过50℃时,癸酸转化率 急剧降低。对于吸热反应 而言,高温使热力学*衡向产物方向移动,有利于产 物产量的提高。本研究中 ,反应在有机溶剂体系中 进行,不存在底物溶解性问题,反应体系的黏度问题 也不存在。因此可以避免使用过高的反应温度。 2.7产品组成分析 分析产品混合物的典型液 相色谱发现,剩余游 离癸酸物质的量比为18.31%,有81.69%的癸酸转 化为M 。在产品中癸酸甘油单酯、癸酸甘油二酯 CG 和癸酸甘油三酯的百分比分别为8.60%、35.18% 和56.22%。结果表明, 来源于C 908a 的脂肪酶 .m 可

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