离子液体中阿魏酸淀粉酯的酶法合成及抗氧化性研究
发布时间：2022-01-21 20:04
酯化淀粉是应用较为广泛的改性淀粉之一,在食品、医药、纺织多个行业有重要应用。阿魏酸是一类来源广泛、具有抗氧化性的植物酚酸。阿魏酸淀粉酯具有抗酶解、清除亚硝酸盐、抗氧化等生物学功能。现有阿魏酸淀粉酯的合成方法多采用化学合成法,本文采用离子液体[BMIm]Cl及酶催化合成阿魏酸淀粉酯,并对其结构和性质进行相关研究。利用两步法,在离子液体[BMIm]Cl中脂肪酶Novozym 435催化合成了阿魏酸淀粉酯,采用傅立叶红外（FT-IR）、扫描电镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）对其进行结构表征。FT-IR图谱显示1726 cm-1处出现新峰,为酯基伸缩振动吸收峰,表明在淀粉分子的羟基上引入了阿魏酸酯基团,合成了阿魏酸淀粉酯。SEM图像显示,经过离子液体[BMIm]Cl溶解得到的预处理淀粉,颗粒表面粗糙、凹凸不平,表明淀粉颗粒结构可能完全被破坏;阿魏酸淀粉酯颗粒表面则出现很多密集的小孔,表明酯化过程可能进一步破坏淀粉结构。XRD结果表明,原玉米淀粉晶体结构为A型;经过离子液体[BMIm]Cl溶解得到的预处理淀粉,失去衍射峰,晶体结构完全被破坏;阿魏酸淀粉酯只表现出一个广泛...
【文章来源】：沈阳师范大学辽宁省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
阿魏酸标准曲线
离子液体中阿魏酸淀粉酯的酶法合成及其性能研究18第三章结果与讨论3.1两步法合成阿魏酸淀粉酯3.1.1两步法合成阿魏酸淀粉酯及酶的筛选两步法是一种在离子液体中脂肪酶催化合成脂肪酸淀粉酯的方法[105，106]：首先，使离子液体[BMIm]Cl于高温下加热使其融化，加入淀粉使颗粒溶解，破坏其分子结构，释放出淀粉分子链；对混合液进行洗涤，用无水乙醇溶解离子液体[BMIm]Cl，离心后的沉淀物即为溶解后的淀粉。然后，在离子液体[BMIm][BF4]中加入溶解后的淀粉。在适宜的反应温度下，加入酰基供体和催化剂，在脂肪酶的催化作用下，使分散的淀粉分子和酰基供体发生酯化反应，生成脂肪酸淀粉酯。研究表明，以短、中长碳链脂肪酸及其脂肪酸酯和淀粉为原料，两步法已成功合成脂肪酸淀粉酯[107-109]，但利用此方法合成酚酸淀粉酯未见报道，所以本文采用两步法合成阿魏酸淀粉酯。在利用两步法合成阿魏酸淀粉酯的预实验中，对脂肪酶进行筛眩脂肪酶对于化学反应的发生起着重要作用，不同的酶在化学反应出表现出不同的催化活性，影响反应速率。酶的筛选结果如图3-1所示（反应条件：普通玉米淀粉，脂肪酶用量为0.3g，阿魏酸/AGU摩尔比为3:1，反应温度60℃反应时间5h。）。图3-1酶的种类对阿魏酸淀粉酯取代度的影响Fig.3-1Effectofenzymetypesonthedegreeofsubstitutionofstarchferulate相同反应条件下，不同脂肪酶催化作用下合成的阿魏酸淀粉酯取代度不同。由
离子液体中阿魏酸淀粉酯的酶法合成及其性能研究19脂肪酶RMIM、TLIM、Novozym435催化得到的阿魏酸淀粉酯取代度分别为0.21%、0.17%、0.3%。其中，脂肪酶Novozym435催化生成的阿魏酸淀粉酯取代度最高，所以本实验选择脂肪酶Novozym435作为催化剂。3.1.2阿魏酸淀粉酯的结构表征3.1.2.1傅立叶红外（FT-IR）FT-IR是一种表征产物结构的重要手段，通过分析红外图谱上的特征峰，可以判断产物所含的官能团，以此来鉴定产物。图3-2原淀粉、预处理淀粉及阿魏酸淀粉酯的红外光谱Fig.3-2Infraredspectrumofrawstarch,pretreatedstarchandferulicacidstarchester图3-2中，FASE-1、2、3取代度分别为0.09%、0.28%、0.53%。3438cm-1处对应的是淀粉葡萄糖残基（AGU）上O-H的弯曲伸缩振动峰，2930cm-1是C-H的伸缩振动吸收峰，1166cm-1、1082cm-1、1017cm-1出现的吸收峰是AGU上的C-O伸缩振动吸收峰[110]。由离子液体[BMIm]Cl的溶解过程得到的预处理淀粉和原淀粉的红外图谱上出现的吸收峰是一致的，说明离子液体[BMIm]Cl对淀粉的溶解过程是一个物理变化的过程，并未和淀粉产生化学变化，只是物理方式达到破坏淀粉颗粒的目的。在溶解过程中，[BMIm]Cl中的Cl-与淀粉分子上氢键的结合破坏掉淀粉原有的颗粒结构[111]。除了具有淀粉骨架的特征峰外，与原淀粉对比，阿魏酸淀粉酯的红外图谱上1726cm-1处新出现了酯羰基C=O的特征伸缩振动吸收峰，这说明淀粉的葡萄糖残基AGU上的羟基O-H发生酯化反应，此外，
【参考文献】：
期刊论文
[1]阿魏酸抑制A549肺癌移植瘤生长及其机制研究[J]. 吴竞,王廷祥,魏楠,吴秀绍,刘杏娥. 浙江医学. 2018(12)
[2]阿魏酸对痴呆小鼠脑内胶质细胞活化与炎性细胞因子表达的影响[J]. 孟锐,陈逸青,陈勤. 中国医院药学杂志. 2018(01)
[3]酶催化合成脂肪族聚酯的研究进展[J]. 王景昌,商雪航,王卫京,陈淑花,詹世平. 化工进展. 2017(07)
[4]挤压-酶解联用抗性淀粉制备工艺的优化研究[J]. 任海斌,肖志刚,赵妍,王鹏,杨庆余,解梦汐,刘春景,许岩,白俊堃. 中国粮油学报. 2017(02)
[5]阿魏酸钠对冠心病的疗效及其对血管内皮功能的影响[J]. 韦卓. 心血管病防治知识(学术版). 2016(11)
[6]离子液体中脂肪酶催化合成硬脂酸淀粉酯及其性质研究[J]. 汤晓智,代飞云,余梦菲. 中国粮油学报. 2016(11)
[7]离子液体中脂肪酶活性调控对硬脂酸淀粉酯合成的影响[J]. 苏安祥,代飞云,余梦菲,汤晓智. 食品与机械. 2016(06)
[8]阿魏酸钠治疗冠心病合并糖尿病患者血浆PAPP-A、NF-κB水平变化[J]. 黄丽,纪燕玲,刘贺,刘娟,张洁钰. 山东医药. 2016(15)
[9]阿魏酸钠对糖尿病大鼠造影剂肾损害的保护作用[J]. 曾星若,陈文莉,刘昌璇,方珣. 武汉大学学报(医学版). 2014(01)
[10]挤压膨化技术及其最新应用进展[J]. 叶琼娟,杨公明,张全凯,谢蓝华. 食品安全质量检测学报. 2013(05)
博士论文
[1]预处理对淀粉结构及化学反应活性的影响[D]. 耿凤英.天津大学 2010
硕士论文
[1]非水体系脂肪酶催化阿魏酸淀粉酯合成[D]. 李泉荟.哈尔滨商业大学 2017
[2]离子液体的设计及其在淀粉酯酶法合成中的应用[D]. 张曦文.江南大学 2017
[3]槟榔芋全粉挤压膨化特性的研究[D]. 陈子意.福建农林大学 2015
[4]淀粉的酶处理技术及其发泡的研究[D]. 李静.天津科技大学 2015
[5]离子液体介质中脂肪酶催化合成长链脂肪酸淀粉酯的研究[D]. 卢旋旋.华南理工大学 2013
[6]挤压法制备大米抗性淀粉的工艺及其性质研究[D]. 李俊伟.暨南大学 2008
[7]阿魏酸及其衍生物的合成研究[D]. 蓝志东.暨南大学 2001
本文编号：3600873
【文章来源】：沈阳师范大学辽宁省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
阿魏酸标准曲线
离子液体中阿魏酸淀粉酯的酶法合成及其性能研究18第三章结果与讨论3.1两步法合成阿魏酸淀粉酯3.1.1两步法合成阿魏酸淀粉酯及酶的筛选两步法是一种在离子液体中脂肪酶催化合成脂肪酸淀粉酯的方法[105，106]：首先，使离子液体[BMIm]Cl于高温下加热使其融化，加入淀粉使颗粒溶解，破坏其分子结构，释放出淀粉分子链；对混合液进行洗涤，用无水乙醇溶解离子液体[BMIm]Cl，离心后的沉淀物即为溶解后的淀粉。然后，在离子液体[BMIm][BF4]中加入溶解后的淀粉。在适宜的反应温度下，加入酰基供体和催化剂，在脂肪酶的催化作用下，使分散的淀粉分子和酰基供体发生酯化反应，生成脂肪酸淀粉酯。研究表明，以短、中长碳链脂肪酸及其脂肪酸酯和淀粉为原料，两步法已成功合成脂肪酸淀粉酯[107-109]，但利用此方法合成酚酸淀粉酯未见报道，所以本文采用两步法合成阿魏酸淀粉酯。在利用两步法合成阿魏酸淀粉酯的预实验中，对脂肪酶进行筛眩脂肪酶对于化学反应的发生起着重要作用，不同的酶在化学反应出表现出不同的催化活性，影响反应速率。酶的筛选结果如图3-1所示（反应条件：普通玉米淀粉，脂肪酶用量为0.3g，阿魏酸/AGU摩尔比为3:1，反应温度60℃反应时间5h。）。图3-1酶的种类对阿魏酸淀粉酯取代度的影响Fig.3-1Effectofenzymetypesonthedegreeofsubstitutionofstarchferulate相同反应条件下，不同脂肪酶催化作用下合成的阿魏酸淀粉酯取代度不同。由
离子液体中阿魏酸淀粉酯的酶法合成及其性能研究19脂肪酶RMIM、TLIM、Novozym435催化得到的阿魏酸淀粉酯取代度分别为0.21%、0.17%、0.3%。其中，脂肪酶Novozym435催化生成的阿魏酸淀粉酯取代度最高，所以本实验选择脂肪酶Novozym435作为催化剂。3.1.2阿魏酸淀粉酯的结构表征3.1.2.1傅立叶红外（FT-IR）FT-IR是一种表征产物结构的重要手段，通过分析红外图谱上的特征峰，可以判断产物所含的官能团，以此来鉴定产物。图3-2原淀粉、预处理淀粉及阿魏酸淀粉酯的红外光谱Fig.3-2Infraredspectrumofrawstarch,pretreatedstarchandferulicacidstarchester图3-2中，FASE-1、2、3取代度分别为0.09%、0.28%、0.53%。3438cm-1处对应的是淀粉葡萄糖残基（AGU）上O-H的弯曲伸缩振动峰，2930cm-1是C-H的伸缩振动吸收峰，1166cm-1、1082cm-1、1017cm-1出现的吸收峰是AGU上的C-O伸缩振动吸收峰[110]。由离子液体[BMIm]Cl的溶解过程得到的预处理淀粉和原淀粉的红外图谱上出现的吸收峰是一致的，说明离子液体[BMIm]Cl对淀粉的溶解过程是一个物理变化的过程，并未和淀粉产生化学变化，只是物理方式达到破坏淀粉颗粒的目的。在溶解过程中，[BMIm]Cl中的Cl-与淀粉分子上氢键的结合破坏掉淀粉原有的颗粒结构[111]。除了具有淀粉骨架的特征峰外，与原淀粉对比，阿魏酸淀粉酯的红外图谱上1726cm-1处新出现了酯羰基C=O的特征伸缩振动吸收峰，这说明淀粉的葡萄糖残基AGU上的羟基O-H发生酯化反应，此外，
【参考文献】：
期刊论文
[1]阿魏酸抑制A549肺癌移植瘤生长及其机制研究[J]. 吴竞,王廷祥,魏楠,吴秀绍,刘杏娥. 浙江医学. 2018(12)
[2]阿魏酸对痴呆小鼠脑内胶质细胞活化与炎性细胞因子表达的影响[J]. 孟锐,陈逸青,陈勤. 中国医院药学杂志. 2018(01)
[3]酶催化合成脂肪族聚酯的研究进展[J]. 王景昌,商雪航,王卫京,陈淑花,詹世平. 化工进展. 2017(07)
[4]挤压-酶解联用抗性淀粉制备工艺的优化研究[J]. 任海斌,肖志刚,赵妍,王鹏,杨庆余,解梦汐,刘春景,许岩,白俊堃. 中国粮油学报. 2017(02)
[5]阿魏酸钠对冠心病的疗效及其对血管内皮功能的影响[J]. 韦卓. 心血管病防治知识(学术版). 2016(11)
[6]离子液体中脂肪酶催化合成硬脂酸淀粉酯及其性质研究[J]. 汤晓智,代飞云,余梦菲. 中国粮油学报. 2016(11)
[7]离子液体中脂肪酶活性调控对硬脂酸淀粉酯合成的影响[J]. 苏安祥,代飞云,余梦菲,汤晓智. 食品与机械. 2016(06)
[8]阿魏酸钠治疗冠心病合并糖尿病患者血浆PAPP-A、NF-κB水平变化[J]. 黄丽,纪燕玲,刘贺,刘娟,张洁钰. 山东医药. 2016(15)
[9]阿魏酸钠对糖尿病大鼠造影剂肾损害的保护作用[J]. 曾星若,陈文莉,刘昌璇,方珣. 武汉大学学报(医学版). 2014(01)
[10]挤压膨化技术及其最新应用进展[J]. 叶琼娟,杨公明,张全凯,谢蓝华. 食品安全质量检测学报. 2013(05)
博士论文
[1]预处理对淀粉结构及化学反应活性的影响[D]. 耿凤英.天津大学 2010
硕士论文
[1]非水体系脂肪酶催化阿魏酸淀粉酯合成[D]. 李泉荟.哈尔滨商业大学 2017
[2]离子液体的设计及其在淀粉酯酶法合成中的应用[D]. 张曦文.江南大学 2017
[3]槟榔芋全粉挤压膨化特性的研究[D]. 陈子意.福建农林大学 2015
[4]淀粉的酶处理技术及其发泡的研究[D]. 李静.天津科技大学 2015
[5]离子液体介质中脂肪酶催化合成长链脂肪酸淀粉酯的研究[D]. 卢旋旋.华南理工大学 2013
[6]挤压法制备大米抗性淀粉的工艺及其性质研究[D]. 李俊伟.暨南大学 2008
[7]阿魏酸及其衍生物的合成研究[D]. 蓝志东.暨南大学 2001
本文编号：3600873
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