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皮膚刺激性低等諸多優(yōu)點而廣泛應(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自飽和脂肪酸和糖的合成，不飽和脂肪酸糖酯的文獻及商品相對較少，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等優(yōu)點，因此，不飽和脂肪酸糖酯已經(jīng)成為近年來糖酯類表面活性劑研究的新焦點。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道不盡相同。因此，本文對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行了研究，并對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)系進行了探討。
　　 在間歇式反應(yīng)器中對固定化脂肪酶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?？疾炝朔磻?yīng)時間、分子篩、溶劑、溫度、脂肪酶、底物濃度等因素在酶催化反應(yīng)中的作用和對不飽和脂肪酸海藻糖單酯轉(zhuǎn)化率的影響，確定了有機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Box-Behnken二次回歸正交設(shè)計對影響合成的主要工藝參數(shù)進行優(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)化率達到74.5%。
　　 對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)對不飽和脂肪酸海藻糖酯的組成進行定性分析，TLC的展開劑為乙酸乙酯/甲醇/水(8.5/1/0.5，v/v/v)，，用飽和碘蒸氣顯色。采用制備HPLC對硅膠柱提純的產(chǎn)物進行精制，提純EPA海藻糖單酯的流動相為甲醇/水(80/20，v/v)，提純其余四種糖酯的流動相為甲醇/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)對不飽和脂肪酸海藻糖單酯產(chǎn)品進行分析，并采用1H NMR和13C NM

6、R對目標產(chǎn)物進行確認和結(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，并與對應(yīng)的飽和脂肪酸糖酯表面活性劑進行比較，研究了?；溕咸荚藬?shù)量、雙鍵數(shù)量和溫度等因素對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，?；溕咸荚訑?shù)增加使CMC值減小，?；溕想p鍵數(shù)增加使CMC值增大，溫度對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、脂肪酸鏈長以及不同濃度對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，其穩(wěn)定性遞減順序為：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；當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，其穩(wěn)定性遞增順序為：亞麻酸海藻糖單酯、亞油