双溶剂体系中脂肪酶催化合成蔗糖月桂酸酯的研究

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蔗糖酯是蔗糖与各种脂肪酸结合而成的-大类有机化合物的总称。蔗糖酯无毒性、无嗅、无色,无味,对人体皮肤无刺激作用。水解后成为蔗糖和可食用的脂肪酸,具有营养价值。与一般合成的表面活性剂不同,蔗糖酯在好氧和厌氧的条件下都能生物降解,是一种绿色表面活性剂。不同取代度的蔗糖酯已被广泛地用于食品、医药、化妆品和洗涤剂中。此外,它们的抗肿瘤、抗菌和杀虫活性也已被报导。   蔗糖酯可以通过化学法或酶法进行合成。化学法反应条件苛刻,区域选择性低,并且有很多的副产物。而酶可以区域选择性地合成蔗糖酯。高纯度的蔗糖月桂酸单酯有明显的杀菌、抑菌活性。   对不同有机溶剂中蔗糖溶解度与酶催化活性的相关性进行研究,在有机溶剂对酶活与蔗糖溶解度的影响上确立了一个最佳点。确定了基础反应体系中有机溶剂体系以及蔗糖的浓度分别为DMSO:叔戊醇(1:4)作为反应溶剂,蔗糖浓度为20.6mg/mL(0.06M)。所用蔗糖必须经过研磨。   对四种脂肪酶以酯化活力为标准进行筛选。发现NOVO-435及C.rugosa有较高的酯化活力。利用这两种酶分别研究了有机溶剂种类、酶的加入量、底物摩尔比、反应初始水活度、反应温度、反应时间、反应中是否添加分子筛及摇床转速等对酯化率的影响。发现对于NOVO-435而言在DMSO:叔戊醇(1:4)溶剂体系中,酯化率最高;最佳酶加入量为50mg;最适酸糖摩尔比为3:1;初始水分活度为0.75时获得了最高的酯化率;催化的酯化反应最适温度为60℃;最佳反应时间为18h;在反应过程中加入适量的分子筛有利于反应平衡向合成的方向进行;最适摇床转速为150r/min。获得68%的酯化率。而对于C.rugosa来说,在DMSO:叔戊醇(1:4)溶剂体系中酯化率也是最高;最佳酶加入量60mg;最适酸糖摩尔比为4:1;在初始水分活度为0.43时获得了最高的酯化率;催化的酯化反应最适温度分别为50℃;最佳反应时间为30h;在反应过程中加入适量的分子筛同样有利于反应平衡向合成的方向进行;最适摇床转速为160r/min。获得75%的酯化率。利用TLC和HPLC对合成的蔗糖酯进行了定性分析,发现利用C.rugosa进行催化时只有两种单酯生成,推测单酯可能为蔗糖-6-月桂酸酯和蔗糖-6-月桂酸酯。而NOVO-435作为催化剂时除了两种单酯外还有二酯生成。推测分别为蔗糖-6-月桂酸酯,蔗糖-6-月桂酸酯和6,6-蔗糖月桂酸二酯。
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