不飽和脂肪酸海藻糖單酯酶法合成及水相氧化研究.pdf

1、脂肪酸糖酯是一類(lèi)具有重要生理活性的、綠色、安全、可生物降解的非離子表面活性劑，因其具有良好的乳化能力和殺菌性能以及對(duì)皮膚刺激性低等諸多優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品和農(nóng)業(yè)。目前商業(yè)上使用的脂肪酸糖酯大多來(lái)自飽和脂肪酸和糖的合成，不飽和脂肪酸糖酯的文獻(xiàn)及商品相對(duì)較少，然而不飽和脂肪酸具有許多特殊的保健功能以及較低的凝固點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn)，因此，不飽和脂肪酸糖酯已經(jīng)成為近年來(lái)糖酯類(lèi)表面活性劑研究的新焦點(diǎn)。不飽和脂肪酸及其酯很容易氧化，關(guān)于其在油相

2、和水溶液中氧化行為的報(bào)道不盡相同。因此，本文對(duì)不飽和脂肪酸海藻糖單酯的合成、性質(zhì)以及其在水溶液中的氧化行為進(jìn)行了研究，并對(duì)膠束模型中不飽和脂肪酸海藻糖單酯的氧化行為與其自身結(jié)構(gòu)的關(guān)系進(jìn)行了探討。
　　 在間歇式反應(yīng)器中對(duì)固定化脂肪酶Novozym435催化合成不飽和脂肪酸海藻糖酯的工藝進(jìn)行了研究。利用分子篩作為脫水劑，分別以油酸、亞油酸、亞麻酸和海藻糖為原料，采用直接酯化法合成了油酸海藻糖酯、亞油酸海藻糖酯和亞麻酸海藻糖酯。分別

3、以EPA乙酯、DHA乙酯和海藻糖為原料，采用酯交換法合成了EPA海藻糖酯和DHA海藻糖酯。考察了反應(yīng)時(shí)間、分子篩、溶劑、溫度、脂肪酶、底物濃度等因素在酶催化反應(yīng)中的作用和對(duì)不飽和脂肪酸海藻糖單酯轉(zhuǎn)化率的影響，確定了有機(jī)相脂肪酶催化合成海藻糖酯的反應(yīng)介質(zhì)為叔丁醇，脫水劑選用4A分子篩。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)Box-Behnken二次回歸正交設(shè)計(jì)對(duì)影響合成的主要工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，確定了合成亞油酸海藻糖單酯的最佳工藝條件：海藻糖13.2 mmol/

4、L，亞油酸41.7 mmol/L，分子篩添加量3.1 g，脂肪酶添加量0.3 g，在20 mL叔丁醇中，50℃、150 rpm恒溫水浴振蕩器反應(yīng)50.4 h，亞油酸海藻糖單酯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到74.5%。
　　 對(duì)非水相酶法合成的不飽和脂肪酸海藻糖酯反應(yīng)液采用硅膠柱層析分離，流動(dòng)相為正己烷/異丙醇/甲醇(5/4/1，v/v/v)和正己烷/異丙醇/甲醇(4/4/2，v/v/v)，梯度洗脫，流速為1.3 mL/min。采用薄層層析(TLC

5、)技術(shù)對(duì)不飽和脂肪酸海藻糖酯的組成進(jìn)行定性分析，TLC的展開(kāi)劑為乙酸乙酯/甲醇/水(8.5/1/0.5，v/v/v)，，用飽和碘蒸氣顯色。采用制備HPLC對(duì)硅膠柱提純的產(chǎn)物進(jìn)行精制，提純EPA海藻糖單酯的流動(dòng)相為甲醇/水(80/20，v/v)，提純其余四種糖酯的流動(dòng)相為甲醇/水(85/15，v/v)，流速為8 mL/min。利用高效液相-質(zhì)譜聯(lián)用(HPLC-MS)技術(shù)對(duì)不飽和脂肪酸海藻糖單酯產(chǎn)品進(jìn)行分析，并采用1H NMR和13C NM

6、R對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行確認(rèn)和結(jié)構(gòu)鑒定，確定它們分別為6-O-油酸海藻糖單酯、6-O-業(yè)油酸海藻糖單酯、6-O-亞麻酸海藻糖單酯、6-O-EPA海藻糖單酯和6-O-DHA海藻糖單酯。其中6-O-亞麻酸海藻糖單酯、6-O-EPA海藻糖單酯和6-O-DHA海藻糖單酯是新化合物。
　　 采用表面張力法研究了油酸海藻糖單酯、亞油酸海藻糖單酯、亞麻酸海藻糖單酯、EPA海藻糖單酯和DHA海藻糖單酯的吸附性質(zhì)，得到了表征各個(gè)不飽和脂肪酸海藻糖單酯表面

7、活性的參數(shù)CMC、γCMC、г、A，并與對(duì)應(yīng)的飽和脂肪酸糖酯表面活性劑進(jìn)行比較，研究了?；溕咸荚藬?shù)量、雙鍵數(shù)量和溫度等因素對(duì)不飽和脂肪酸海藻糖單酯表面張力、CMC等界面性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，酰基鏈上碳原子數(shù)增加使CMC值減小，酰基鏈上雙鍵數(shù)增加使CMC值增大，溫度對(duì)不飽和脂肪酸海藻糖單酯CMC的影響很小，隨著溫度升高，CMC值略有下降。
　　 研究了油酸海藻糖單酯、業(yè)油酸海藻糖單脂、亞麻酸海藻糖單酯、EPA海藻糖單酯和DHA

8、海藻糖單酯在水溶液中的氧化行為?？疾炝缩－I鏈上雙鍵數(shù)量、脂肪酸鏈長(zhǎng)以及不同濃度對(duì)不飽和脂肪酸海藻糖單酯在水溶液中氧化行為的影響、并分析了氧化與不飽和脂肪酸海藻糖單酯結(jié)構(gòu)的關(guān)系。結(jié)果表明，當(dāng)不飽和脂肪酸海藻糖單酯存水溶液中以單體狀態(tài)存在時(shí)，其穩(wěn)定性遞減順序?yàn)椋河退岷Ｔ逄菃熙?、亞油酸海藻糖單酯、亞麻酸海藻糖單酯、EPA海藻糖單酯和DHA海藻糖單酯；當(dāng)不飽和脂肪酸海藻糖單酯在水溶液中以膠束狀態(tài)存在時(shí)，其穩(wěn)定性遞增順序?yàn)椋簛喡樗岷Ｔ逄菃熙ァ営?/p>