酶法合成植物甾醇酯.pdf

1、植物甾醇是廣泛存在于植物油、堅(jiān)果和種子中的一類天然成分。因植物甾醇與膽固醇分子結(jié)構(gòu)相似，能夠有效抑制小腸對(duì)膽固醇的吸收，對(duì)于降低血液中膽固醇含量以及心血管疾病發(fā)生概率有顯著意義，近些年引起廣泛研究。然而，植物甾醇具有熔點(diǎn)高，水溶性及脂溶性差等特點(diǎn)，嚴(yán)重限制了植物甾醇的應(yīng)用。植物甾醇酯是植物甾醇的酯化產(chǎn)物，具有更好的脂溶性、且兼具植物甾醇及脂肪酸兩組分生理功能，是目前國(guó)際生命科學(xué)學(xué)會(huì)推薦的十大功能性食品配料之一。本論文以植物甾醇和油酸為原

2、料，利用假絲酵母脂肪酶合成植物甾醇酯。通過(guò)對(duì)體系中過(guò)量的油酸的去除制備得到高純度的植物甾醇酯。主要內(nèi)容如下:
　　1.游離脂肪酶催化無(wú)溶劑體系合成植物甾醇酯:1335g油酸，645g植物甾醇，酶量18000 U/g，50℃反應(yīng)110 h植物甾醇轉(zhuǎn)化率達(dá)到91.1％。針對(duì)無(wú)溶劑體系粘度大的特點(diǎn)，對(duì)攪拌槳槳型進(jìn)行模擬優(yōu)化，選擇更適合高粘度體系的錨式槳及四窄葉軸流槳的組合槳型作為酯化反應(yīng)槳型。其中組合型槳反應(yīng)102h植物甾醇轉(zhuǎn)化率可達(dá)9

3、3.1％。
　　2.開發(fā)并建立水活度智能控制系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)研究水活度對(duì)酯化反應(yīng)的影響規(guī)律，最終選取15％rh作為酯化反應(yīng)的水活度。并成功將水活度控制系統(tǒng)應(yīng)用于中試批次實(shí)驗(yàn)。
　　3.硅藻土固定化脂肪酶催化無(wú)溶劑體系合成植物甾醇酯:1335 g油酸，645 g植物甾醇，硅藻土固定化酶酶量18000 U/g，水活度15％rh，55℃反應(yīng)70 h植物甾醇轉(zhuǎn)化率為97.4％。在硅藻土固定化脂肪酶重復(fù)使用性實(shí)驗(yàn)中，共進(jìn)行902.5

4、h十批酯化反應(yīng)，共計(jì)生產(chǎn)植物甾醇酯9840 g。
　　4.“底物預(yù)處理+硅藻土固定化酶”工藝合成植物甾醇酯:預(yù)處理溫度75℃，時(shí)間30 min，反應(yīng)溫度55℃，油酸1335 g，植物甾醇645 g，硅藻土固定化脂肪酶酶量18000 U/g，水活度15％rh，55℃反應(yīng)42.5h時(shí)植物甾醇轉(zhuǎn)化率為96.2％。通過(guò)二級(jí)反應(yīng)工藝將酯化時(shí)間進(jìn)一步縮短至35 h。通過(guò)甾醇流加工藝將產(chǎn)物中油酸含量由60.07％降至10.62％，利于后續(xù)分離除

5、酸操作。
　　5.逆流離心萃取工藝:輕重相流量比5 mL/min∶2.5 mL/min，萃取劑甲醇，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速3500 rpm，萃取溫度30℃。五級(jí)連續(xù)離心萃取后得到植物甾醇酯含量99.45％，酸值為0.55 mg(KOH)/g符合國(guó)標(biāo)要求的植物甾醇酯酸值產(chǎn)品。該工藝收率為81.6％。
　　6.分子蒸餾+萃取脫色工藝:蒸發(fā)器溫度120℃，真空度0.001mbar，處理量286 g/h，甲醇脫色，得到植物甾醇酯含量99.28％，