有机相脂肪酶催化合成麦芽糖酯的研究

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1、摘要分类号密级硕士学位论文题目：有机相脂肪酶催化合成麦芽糖酯的研究英文并列题目：Thestudyoflipase-catalyzedsynthesisoflauroylmaltoseinorganicsolvent研究生：高旭专业：食品科学研究方向：食品生物化工导师：冯骉教授指导小组成员：张晓鸣教授学位授予日期：答辩委员会主席：张灏教授江南大学地址：无锡市二○○年月摘要有机相脂肪酶催化合成麦芽糖酯的研究摘要糖酯是一类用可再生资源合成的、无毒、易生物降解的非离子型表面活性剂，目前已经广泛应用于食品、医药和化妆品等行业，并

2、且可以通过调控脂肪酸和糖的种类以及酰化的程度来合成不同HLB值的糖酯。本文以麦芽糖和月桂酸为原料，通过脂肪酶在有机相中催化合成麦芽糖月桂酸酯。首先对麦芽糖酯的分析检测和分离纯化方法进行了研究。确定了麦芽糖酯的薄层层析定性分析条件：取反应液5μL，三氯甲烷/甲醇(4:1,v/v)展开，用5%硫酸乙醇溶液喷雾，在120℃烘箱显色20min。麦芽糖、单酯及二酯的比移值Rf分别为0.18、0.50和0.93。将TLC条件应用到硅胶柱层析分离纯化麦芽糖酯，条件为：浓缩液5ml上硅胶层析柱（硅胶60-100目，柱12×600mm）

3、，流动相为三氯甲烷/甲醇(4:1,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。高效液相色谱定量分析麦芽糖酯：ZorbaxSB-C18(5μm,250mm×4.6mmi.d)色谱柱，流动相甲醇/水(90:10,v/v)，流速0.8mL/min，柱温30℃，进样量15mL，蒸发光散射检测器。分离纯化的麦芽糖酯采用电喷雾质谱和红外进行鉴定。对有机相脂肪酶催化合成麦芽糖酯的间歇生产工艺进行了优化。确定了有机相脂肪酶催化合成麦芽糖月桂酸酯的反应溶剂为丙酮。通过单因素实验，确定

4、了有机相脂肪酶催化合成麦芽糖月桂酸酯的间歇反应最佳工艺条件：麦芽糖的浓度为25mmol/L,酸醇摩尔比为3：1，分子筛添加量为60g/L，脂肪酶添加量为20g/L，50℃振荡水浴反应72h，麦芽糖月桂酸酯的转化率达到93%。根据本反应的要求，设计并定制了一个小型连续酶反应器，研究了其连续生产工艺：起始反应器中麦芽糖的浓度为50mmol/L，月桂酸浓度为200mmol/L，加酶量为10g，每天添加4g麦芽糖，200mmol/L的月桂酸丙酮溶液以0.15mL/min流速进入反应器。本反应器的产量可以达到12.32g/(L·

5、d)，麦芽糖的转化率为58%，麦芽糖酯的产量大大高于间歇式生产，而且在生产中不需要添加分子筛。研究了产物的分离纯化方法，利用正己烷对产物进行三次洗涤、离心处理，得到的产物麦芽糖月桂酸酯纯度达到94.16%。设计了一个适合工业生产的工艺流程。研究了麦芽糖月桂酸单酯作为表面活性剂的一些基本性质如溶解性、HLB值、CMC浓度、起泡性和乳化性。麦芽糖单酯在水中的溶解度为1.525g/L，饱和浓度为2.91mmol/L，HLB值为13.9，CMC为7.5×10-4mol/L。同时研究了不同浓度的麦芽糖单酯的起泡性和泡沫稳定性以及

6、乳化性和乳化稳定性。关键词：有机相脂肪酶催化；麦芽糖酯；间歇生产；连续生产；表面活性AbstractAbstractThestudyoflipase-catalyzedsynthesisoflauroylmaltoseinorganicsolventAbstractCarbohydratefattyacidestersarenon-ionicsurfactantsthatcanbesynthesizedfromrenewablesources.Themainpropertiesofthesecompoundsareth

7、eirbiodegradabilityandnontoxicity.Inaddition,theirhydrophilic-lipophilicbalance(HLB)maybemodulatedbyvaryingthefattyacid,thesugarmoietyandthedegreeofsubstitution.Nowtheyhavebeenwidelyusedinfood,pharmaceuticalindustriesandcosmetic.Inthisarticle,lauroylmaltosewassy

8、nthesizedbylauricacidandmaltose.Themethodsofdetectionandseparationwerefirstlystudied.AnalyseconditionfortheThinLayerChromatography–TLCwasconfirmed,5μlofthereactionmix