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L-抗坏血酸棕榈酸酯(简称L-AP),是世界公认的最新营养型抗氧化剂,是美国FDA认可的食品营养添加剂。它可作为食品、医药、化妆品等的抗氧化剂及强化剂,减少掺合物质中氧气的含量及自由基的形成,尤其可以防止油脂氧化酸败,延长油脂及含油食品的货架期。另外,L-AP还具有具有良好的抗肿瘤和抗衰老等作用。
目前,L-AP的合成方法主要有化学合成法和酶催化合成法。由于化学合成法对设备要求严格,生成成本高,在合成过程中会对人造成伤害及合成的产物不纯等缺点,因此对生物酶催化法的研究具有重大意义。酶催化法的反应条件温和,选择性高,副反应少,产物分离相对简单,现成为非水相酶学研究的热点。
论文以研究固定化的Aspergillus sp.脂肪酶催化L-AP酯化反应主,相关的研究工作包括以下几个方面:
第一,通过对本实验保存的Aspergillus sp.脂肪酶活化培养,在单因素实验的基础上,通过均匀设计实验,获得该脂肪酶的最佳发酵条件:2 g/L玉米淀粉为碳源、70 g/L豆饼粉为氮源、7ml/L橄榄油为诱导物、起始pH为6、摇瓶装量为10 mL(250mL三角瓶)、转速250 rpm、发酵周期为4 d,最适发酵条件下达到的最大产酶水平约为60 U/mL。
第二,经实验性研究。Aspergillus sp.脂肪酶的最适作用温度45℃,最适作用pH为9.0,为中温、碱性脂肪酶。
第三,通过对高效液相色谱法(HPLC)的相关参数试验,确定了L-AP的最佳检测条件:Eclipse XDB-C18柱(5 μm,4.6 mm×150 mm),流动相为水(含0.5%醋酸):乙腈=10:90,流速为0.5 ml/min,UV检测波长λ=249 nm,进样量20 μl,柱温35℃。
第四,通过对固定化Aspergillus sp.脂肪酶催化抗坏血酸与棕榈酸酯化的研究,确立了该酶作用下的最佳反应体系为V丙:V正=3:1。在2mL该体系中,经研究得出固定化Aspergillus ap.脂肪酶催化L-AP合成的最佳条件:温度40℃、棕榈酸与抗坏血酸的底物摩尔比值7、酶量0.0.g、分子筛0.0.g、反应时间72 h、转速20.rpm。
第五,通过不同糖类保护剂对酶固定化保护作用的比较,及从经济效益考虑,确立了蔗糖为最适酶固定冻干的保护剂。在添加蔗糖的作用下,研究了共固定化的Aspergillus sp.脂肪酶催化抗坏血酸与棕榈酸酯化的反应条件,确定了L-AP酯化的最佳条件:溶剂V丙:V正=3:1(V总=2 mL)、温度45℃、棕榈酸与抗坏血酸的摩尔比值7、固定化酶0.0.g、分子筛0.0.g、转速20.rpm、反应时间72 h。
第七,考察了在添加蔗糖的共固定化Aspergillus sp.脂肪酶的操作稳定性。连续反应7批次后,酶的催化活性和稳定性一直没变化,到反应20批次后,酶的残留活性保存了50%,与未添加任何保护剂的固定化Aspergillus sp.脂肪酶的稳定性比较,蔗糖共固定化Aspergillus sp.脂肪酶的稳定性大大增加。