負(fù)載型催化劑合成植物甾醇酯及其結(jié)晶純化工藝的研究.pdf

1、植物甾醇酯較植物甾醇具有更好的油溶性和生理功效，所以一般需將植物甾醇轉(zhuǎn)換成植物甾醇酯以提高其生物利用率和應(yīng)用范圍。目前化學(xué)法合成植物甾醇酯所使用的催化劑一般都存在腐蝕性強、毒性大、反應(yīng)時間長、用量大、催化活性低等問題，而且研究主要集中在一次性反應(yīng)合成單一甾醇酯上，對于特定催化劑催化合成混合甾醇酯的研究較少。
　　本課題先采用堿法皂化從菜籽油中提取混合脂肪酸，并由熱乙醇法測定該脂肪酸的酸值以評定脂肪酸的提取程度，再利用GC-MS和G

2、C對該混合脂肪酸的組成進(jìn)行分析，結(jié)果表明油酸的百分含量最高為41.35％，飽和脂肪酸:單不飽和脂肪酸:多不飽和脂肪酸的比例約為1∶6∶2，這樣的脂肪酸組成不僅易被人體吸收，而且生理活性高，可以考慮作為酯化反應(yīng)原料。
　　選取水熱擴孔處理后的食品級材料納米羥基磷灰石作為酯化反應(yīng)催化劑的載體，對擴孔前后的載體進(jìn)行BET-BJH和SEM表征。結(jié)果表明水熱擴孔后載體的總孔容和平均孔徑分別提高了65％和197％，而且在放大倍數(shù)為5000倍的

3、SEM下可觀察到載體的表面結(jié)構(gòu)疏松多孔，因此負(fù)載并焙燒后的CuO碎片可高度分散于載體表面。利用XRD對等體積浸漬后的載體進(jìn)行分析，結(jié)果在2θ=35.46°和38.64°時活性組分CuO對應(yīng)的(002)和(111)晶面的衍射峰明顯，但是在酯化反應(yīng)重復(fù)使用6次后，CuO的衍射峰減弱明顯，因此該催化劑可至少重復(fù)使用5個批次以上的酯化反應(yīng)。
　　以硝酸銅-納米羥基磷灰石作為酯化反應(yīng)催化劑，結(jié)合單因素試驗和Box-Behnken Desig

4、n設(shè)計考察反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、酸醇摩爾比和催化劑劑量對于脂肪酸轉(zhuǎn)化率的影響。Design Expert7.0軟件分析得知模型的p=0.0044＜0.01，失擬項的p=0.1664＞0.05，說明所得二次回歸模型極顯著，失擬項不顯著，由該模型分析可得最佳酯化反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度180℃、反應(yīng)時間6.3h，酸醇摩爾比1.9和催化劑劑量0.7％，再對該酯化條件進(jìn)行重復(fù)性實驗驗證，最終三次酯化反應(yīng)的平均脂肪酸轉(zhuǎn)化率為126.50％，與預(yù)測值127

5、.13％接近。
　　目前，甾醇酯粗產(chǎn)物純化分離方法主要采用有機溶劑萃取法，常用的有機溶劑包括正己烷和丙酮等毒性較強的溶劑，這在食品工業(yè)中是不期望的。本課題先利用DSC對辛酸、辛酸甲酯、乙酸乙酯和辛酸甘油三酯中的甾醇酯進(jìn)行結(jié)晶性能測試，據(jù)此選定適宜結(jié)晶溫度，再以商品化甾醇酯為原料開展結(jié)晶模擬實驗來確定合適的溶劑/產(chǎn)物摩爾比，實際酯化產(chǎn)物結(jié)晶純化時的結(jié)晶溫度和溶劑/產(chǎn)物摩爾比分別參考上述DSC分析和模擬實驗結(jié)果，最后發(fā)現(xiàn)辛酸中產(chǎn)物甾醇