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脂肪酸糖酯化合物是具有重要生理活性的一类非离子生物表面活性剂,广泛应用于食品、化妆品和制药工业。脂肪酶催化水解反应的逆反应——酯合成反应,通常在低水分有机溶剂体系反应,通过添加脱水剂或减压蒸馏去除反应体系中的副产物水,使反应向合成方向进行。本文利用分子筛作为脱水剂,在丙酮溶剂中用固定化脂肪酶Chirazyme L-2 c.-f. C2催化合成甘露糖酯,在研究了甘露糖酯分离纯化方法的基础上,对糖酯合成工艺进行了优化。建立了理论预测甘露糖酯平衡转化率的数学模型。首先对有机相脂肪酶催化体系中分子筛的脱水机制进行了研究。测定了乙腈、2-甲基-2-丙醇、2-甲基-2-丁醇三种有机溶剂中以及甘露糖、蔗糖、月桂酸等底物共存时不同分子筛的脱水等温线。在有机溶剂中同时加入月桂酸与甘露糖,分子筛脱水等温线介于单独加入月桂酸或甘露糖的脱水等温线之间,与未加底物时溶剂中的分子筛脱水等温线相似。3A分子筛的脱水能力大于4A分子筛,而5A分子筛的脱水能力太弱,不适用于有机相脂肪酶催化体系。确定了甘露糖糖酯的薄层层析(TLC)定性分析条件:取反应液3μL,在正己烷/乙酸乙酯(1:1,v/v)展开,用5%硫酸乙醇溶液喷雾,在120℃烘箱显色20min。甘露糖单酯、二酯及二酯异构体的比移值Rf分别为0.72、0.56、0.38。将TLC条件应用到硅胶柱层析分离纯化甘露糖酯,条件为:反应液5ml上硅胶层析柱(硅胶60-100目,柱12×600mm),流动相为正己烷/乙酸乙酯(1:1,v/v),流速为18ml/h,按1管/10min,收集洗出液,并用薄层层析TLC检测产物,再收集。高效液相色谱分析甘露糖酯:Zorbax SB-C18 (5μm,250×4.6mm)色谱柱,流动相甲醇/水(90:10, v/v),流速1ml/min,柱温30℃,UV检测器,检测波长210nm。分离纯化的甘露糖酯采用电喷雾质谱进行鉴定。对有机相脂肪酶催化合成甘露糖酯工艺进行了优化。确定了有机相脂肪酶催化合成甘露糖酯的反应介质为丙酮,脱水剂选用3A分子筛。确定有机相脂肪酶催化合成甘露糖酯的最优工艺条件:酸醇摩尔比为3:1,分子筛添加量为80mg/mL,50℃振荡水浴反应72h,甘露糖酯转化率达到48.8%。研究了分子筛的添加方式对脂肪酶催化合成甘露糖酯的影响,采用分批添加分子筛甘露糖酯转化率达到60%。对甘露糖酯的部分性质进行了研究,甘露糖单酯、二酯及其异构体的亲水亲油平衡值(HLB)为15.16、15.13和15.12;二酯异构体的临界胶束浓度(CMC)约为3.22×10-5mol/L。采用HPLC测定了反应体系中单酯、多酯的表观平衡常数以及丙酮溶剂中3A分子筛的脱水等温线,利用甘露糖在丙酮溶剂中溶解度随水分含量变化的关系式以及反应过程中水分的质量物料平衡,建立了理论预测甘露糖酯平衡转化率的数学模型。验证了3A分子筛存在时丙酮溶剂中脂肪酶催化合成甘露糖单酯、二酯及其异构体的预测模型的正确性。除酸醇摩尔比高的情况外,甘露糖总酯和二酯Ⅰ的理论预测平衡转化率与实验值非常吻合。单