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为提高维生素的稳定性并拓宽其应用范围,将维生素转化为其衍生物是一种有效的解决方式。目前,维生素类衍生物由于具有生物可降解性和疏水性已经广泛应用于医药、化妆品、食品等领域。其中,维生素C棕榈酸酯和维生素E琥珀酸酯是应用最广的两种维生素酯类衍生物。本文在非水相酶学的原理基础上,利用脂肪酶催化合成维生素C棕榈酸酯和维生素E琥珀酸酯。对影响底物转化率的各种因素进行优化分析,以期获得高的底物转化率。主要研究内容包括: ⑴采用介质工程的方法来提高维生素C的转化率,得到的最佳反应介质为叔戊醇和DMSO体积比9∶1和最佳脂肪酶类型为Novozym435。结果表明中采用混合溶剂作为反应介质来合成维生素C棕榈酸酯有很有前景的。为了获得最佳工艺条件,采用基于统计学原理的Plackett-Burman实验设计、最陡爬坡实验和响应面下的中心组合实验对其进行优化。混合溶剂中的最佳条件为:反应温度50℃,酶浓度5.8 g/L,底物摩尔比11∶1,转速160 r/min,分子筛的量50 g/L和反应时间18h。最优条件下的反应过程曲线表明在短短的6h就可以获得较满意底物转化率(64.74%)和产物浓度(20.13 g/l)。验证实验说明了模型的可行性和精确性。预测值也能够很好地与实验值相符合。很显然,统计实验设计结合介质工程方法应用到合成维生素C棕榈酸酯是非常有效的,以及统计分析在优化合成条件方面是一个很好的工具。 ⑵开发和优化了一种新的酶催化合成维生素E琥珀酸酯的合成方法。来源于Candida rugosa的脂肪酶展现出了较高的转化率。在从-1.3到3.5的不同LogP值的有机溶剂中具有最低LogP值的DMSO具有最高的转化率。这说明了单一的理化性质,如Log P值,并不能完全指导有亲水性和疏水性底物同时参与的相对复杂的酶催化反应中有机溶剂的选择。对其工艺条件:酶浓度,转速,底物摩尔比,反应温度和反应时间进行了考察。在最优工艺条件(酶浓度10 g/l,转速100r/min,底物摩尔比5∶1,反应温度55℃和反应时间18h)下,底物转化率为46.95%。 ⑶界面活化的溶胶凝胶包被的Candiida rugosa脂肪酶催化合成了维生素E珀酸酯。首先对影响溶胶凝胶包埋固定化因素进行了考察。得到的最佳固定化条件为硅烷前体的比例为1∶1,酶的添加量为0.5 mg/mL溶胶凝胶,R为15,PEG400的添加量为12(μL/mL溶胶)。溶胶凝胶包被的酶在50℃,18小时后其活性仍然保持了70.58%,是游离酶的2.6倍。基于Candiida rugosa脂肪酶的界面特性,采用5种表面活性剂对其进行界面活化。结果表明采用橄榄油活化的溶胶凝胶包被的CRL合成维生素E琥珀酸酯的的酯化活力最高,相比原酶提升了6.7倍,相比未界面活化的溶胶凝胶包被酶提高了1.43倍。