非水相酶催化合成D-異抗壞血酸棕櫚酸酯及其在油脂中的應(yīng)用.pdf

1、D-異抗壞血酸(Erythorbic Acid，EA)是L-抗壞血酸（維生素C）的光學(xué)異構(gòu)體，作為一種安全、高效的食品抗氧化劑，已被FDA（美國(guó)食品及藥物管理局）列為一般公認(rèn)安全物質(zhì)(Generally Recognized as Safe，GRAS)。EA的水溶性極好（約150 g/L，25℃），但脂溶性較差，限制了其在油脂及脂類食品或化妝品中的應(yīng)用。因此，開發(fā)強(qiáng)脂溶性和高穩(wěn)定性EA酯化衍生物是拓展EA應(yīng)用范圍的重要途徑之一。

2、　　EA酯化衍生物的合成可以采用酶法或化學(xué)法。其中，酶法合成具有選擇性高、反應(yīng)條件溫和及產(chǎn)品下游分離操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。
　　本論文以EA和棕櫚酸為底物，以脂肪酶為催化劑，在非水相體系中合成了EA棕櫚酸酯(D-isoascorbyl palmitate，IP)，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征;系統(tǒng)研究了機(jī)械振蕩和超聲輔助催化兩種條件下酶促合成IP的工藝條件，并對(duì)其合成動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了比較;考察了IP的抗氧化活性，并初步評(píng)價(jià)了該產(chǎn)品應(yīng)用于

3、食用油類抗氧的可行性。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)采用HPLC、ESI-MS、FT-IR和1H、13C NMR等方法，對(duì)非水相酶促合成的IP進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，證實(shí)了酯化位置發(fā)生在EA的C-6位，合成的產(chǎn)物確為IP。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以轉(zhuǎn)化率為指標(biāo)，利用正交試驗(yàn)優(yōu)化了機(jī)械振蕩下酶法合成IP反應(yīng)條件。結(jié)果表明:在以20 mL丙酮為反應(yīng)介質(zhì)，固定化脂肪酶Novozym435為催化劑的反應(yīng)體系中，合成IP的最佳工藝為:底物摩爾比（EA

4、∶棕櫚酸）為1∶4，溫度為50℃，酶用量為底物總質(zhì)量的20％，分子篩濃度為80g/L，轉(zhuǎn)速為200rpm。在此條件下，反應(yīng)時(shí)間24 h，IP的轉(zhuǎn)化率達(dá)到94.08％。
　　(2)以提高生產(chǎn)強(qiáng)度為目標(biāo)，考察了超聲輔助催化條件下IP合成的工藝條件，確立了最優(yōu)工藝參數(shù):脂肪酶Novozym435用量為9％，反應(yīng)溫度61℃，EA與棕櫚酸摩爾比為1∶5，50g/L4A分子篩，超聲頻率40 kHZ，超聲功率137 W，反應(yīng)時(shí)間6h，此條件下I

5、P的轉(zhuǎn)化率為94.32％，生產(chǎn)強(qiáng)度高達(dá)8.67g L-1h-1，約為機(jī)械振蕩(2.19 g L-1h-1)的3.96倍;脂肪酶Novozym435在重復(fù)利用7次以后，IP轉(zhuǎn)化率仍可保持在40％以上。動(dòng)力學(xué)研究表明:表觀米氏常數(shù)Km和Vmax分別是機(jī)械振蕩條件下的1.58倍和2.85倍。
　　(3)以自由基清除能力和還原能力為指標(biāo)，評(píng)價(jià)了IP的體外抗氧化活性。與市售脂溶性抗氧化劑L-抗壞血酸棕櫚酸酯(AP)、特丁基對(duì)苯二酚(TBHQ