月桂酰精氨酸乙酯鹽酸鹽(LAE)的制備及工藝優(yōu)化.pdf

1、月桂酰精氨酸乙酯鹽酸鹽（LAE）是一種陽(yáng)離子表面活性劑，分子式為C20H41ClN4O3，近年來(lái)作為一種新型食品防腐劑引起廣泛的關(guān)注。LAE對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌、酵母和霉菌都具有明顯的抑制作用，是一種廣譜抗菌劑，且可被人體降解，生物安全性高，已被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)、美國(guó)農(nóng)業(yè)部(USDA)、歐洲食品安全管理局(EFSA)、國(guó)際食品法典委員會(huì)批準(zhǔn)用于食品防腐保鮮，具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大的市場(chǎng)需求。
　　LAE由

2、精氨酸乙酯鹽酸鹽(C8H18N4O2·2HCl)和月桂酰氯(Cl2H23ClO)經(jīng)過(guò)酰胺縮合得到，其制備主要包括酸堿中和、酰胺縮合及分離純化三個(gè)步驟。本研究采用水作為反應(yīng)介質(zhì)，首先以提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為主要目標(biāo)，對(duì)合成階段進(jìn)行優(yōu)化;再以提高產(chǎn)率和純度為目標(biāo)，對(duì)提取階段進(jìn)行優(yōu)化;進(jìn)而將最佳合成條件及最佳提取條件，用于公斤級(jí)LAE制備試驗(yàn)，以得到大批量的高產(chǎn)率、高純度的LAE產(chǎn)品。又通過(guò)文獻(xiàn)檢索和合成產(chǎn)物系統(tǒng)分析比較，進(jìn)行了LAE的安全性評(píng)估，

3、為在國(guó)內(nèi)進(jìn)行LAE的食品添加劑新品種申報(bào)奠定基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)通過(guò)對(duì)反應(yīng)pH、溫度、底物濃度、底物摩爾比、氫氧化鈉溶液濃度、氫氧化鈉滴加方式、月桂酰氯滴加速率等LAE合成影響因素的試驗(yàn)研究，得到LAE合成的最佳反應(yīng)條件為:反應(yīng)pH～7.3±0.2，反應(yīng)溫度15.0±1.0℃，底物濃度0.3 mol/L，底物摩爾比1∶1，氫氧化鈉溶液濃度20％，月桂酰氯滴加速率＜0.20 mL/min。在此條件下，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到9

4、0％以上。
　　(2)通過(guò)對(duì)萃取溶劑種類、萃取時(shí)間、萃取溶劑用量、萃取溫度、洗滌、干燥條件等的試驗(yàn)優(yōu)化，得到LAE分離提取的最佳工藝條件為:采用乙酸乙酯作為萃取溶劑，萃取時(shí)間15 min以上，乙酸乙酯用量為反應(yīng)液的1/2(v／v)，萃取溫度保持在20-30℃，收集的乙酸乙酯用飽和氯化鈉溶液洗滌，將乙酸乙酯旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到產(chǎn)物。在此條件下，LAE制備產(chǎn)率達(dá)到90％以上，產(chǎn)品純度達(dá)到90％以上。
　　(3)將最佳合成條件及最佳提取條

5、件，用于公斤級(jí)LAE產(chǎn)品制備。在公斤級(jí)合成階段，反應(yīng)pH、反應(yīng)溫度、底物濃度、底物摩爾比、氫氧化鈉溶液濃度與小試一致;月桂酰氯滴加速率調(diào)整為6.00 mL/min，反應(yīng)攪拌速率達(dá)到250 rpm以上，此條件下，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到90％以上，并可縮短反應(yīng)時(shí)間。在公斤級(jí)分離提取階段，萃取溶劑、萃取時(shí)間、乙酸乙酯用量、萃取溫度、飽和氯化鈉溶液洗滌、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)與小試一致，使旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)時(shí)真空度達(dá)到-0.1 MPa，并減少因轉(zhuǎn)移造成的損失，可使產(chǎn)率達(dá)到90

6、％以上，產(chǎn)物純度達(dá)到90％以上。
　　本研究制得的產(chǎn)品，90％為L(zhǎng)AE，10％為月桂酸。文獻(xiàn)檢索的結(jié)果表明，LAE在人體內(nèi)迅速降解為月桂酰精氨酸(LAS)，隨后分解為精氨酸，最終生成內(nèi)源性化合物。LAE無(wú)急性毒性（大鼠LD50大于2000 mg/kg體重），無(wú)亞慢性毒性，無(wú)慢性毒性，無(wú)致突變和致畸性，無(wú)生殖發(fā)育毒性。月桂酸在自然界中廣泛存在，是人乳的組成成分，無(wú)急性毒性（大鼠LD50為12000 mg/kg體重）。因此產(chǎn)品的安全性