新型功能性油脂的生物催化合成，表征与应用研究

发布时间：2017-03-30 12:13

  本文关键词：新型功能性油脂的生物催化合成，表征与应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：功能性油脂因为其较高的生物相容性、特殊功能性、“量身定制”的多种应用而成为油脂领域研究的重点。本论文主要致力于脂肪酶催化合成新型功能性油脂,研究其物理化学性质,并尝试开发不同的用途,实现多种应用的功能性油脂。论文内容主要包括以下三部分：一、通过酶促酸解反应制备1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯(OPO)。首先采用气象色谱(GC)、高效液相色谱(HPLC)、气质联用(GC-MS)建立了油脂的脂肪酸组成、分布和甘油三酯组成的检测方法。其次测定了浙江特色油脂山茶油中脂肪酸组成、分布和甘油三酯组成,并通过皂化反应利用山茶油制备高油酸含量(约76%)的混合脂肪酸,利用sn-1,3专一性脂肪酶催化三棕榈酸甘油酯(PPP)与油酸(酰基供体)的酸解反应制备OPO。以总脂肪酸组成、sn-2位脂肪酸组成和甘油三酯组成为主要指标,系统地优化了不同体系下、两种固定化专一性脂肪酶(Lipozyme TL IM和Lipozyme RM IM)催化合成OPO的反应条件,并对两种脂肪酶的稳定性(重复利用次数)进行了研究,最后在优化的实验条件下进行了20倍OPO合成放大试验。二、通过超长链脂肪酸和糖醇的酶促合成制备两亲性酯类。首先采用固定化脂肪酶Novozym 435催化山嵛酸(behenic acid,22:0)与糖醇(乙二醇,甘油,赤藓糖醇,季戊四醇,木糖醇,阿拉伯糖醇和山梨糖醇)的酯化反应,并优化了反应条件。其次通过核磁共振(1H NMR)和质谱(MS)鉴定合成化合物的分子结构,通过示差扫描量热法(DSC)对化合物的热力学性质进行表征,通过变温傅氏转换红外线光谱(Temp-Ramp-FT-IR)分析测定化合物的热致相变。结果显示,超长烷烃链之间的疏水作用导致合成化合物具有热稳定性,而头基的大小和体积决定了合成化合物的分子排布；合成化合物具有表面活性,体外酶解试验显示出合成化合物具有抗酶解特性。最后系统地构建了合成化合物结构-性质与功能的关系,由此得知合成化合物有不同的应用潜能。三、山嵛酸糖醇单酯在无表面活性剂的药物载体领域的应用研究。首先利用乳化-扩散方法将前述这组合成化合物制备成无表面活性剂的固体脂质纳米粒(SF-SLN),并对纳米粒的粒径和表面电势进行表征,结果显示化合物头基的大小影响纳米粒的性质：头基较大的化合物制备的纳米粒具有较小的粒径和均一的粒径分布。之后,采用山嵛酸木糖醇单酯和山嵛酸山梨糖醇单酯制备的纳米粒包裹亲脂类模型药物非诺贝特(FBT)。结果显示,包裹10% FBT的纳米粒表现出很强的稳定性和长时间药物缓释性,多种电子显微镜和原子力显微镜的观察表明纳米粒具有囊泡结构。最后得出结论,基于超长链两亲性脂类的无表面活性剂的固体脂质纳米粒,由于其制备简单、对亲脂类药物具有较高的包裹率、生物相容性好、长效缓释等诸多优点,有望在药物可控释放领域得到应用。
【关键词】：脂肪酶催化 1 3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯 山嵛酸 两亲性酯类 固体脂质纳米粒
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TS224
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-15
• 第一章 绪论15-35
• 1.1 食用油脂15-16
• 1.2 功能性油脂16
• 1.3 脂肪酶用于油脂的生物催化合成16-18
• 1.4 母乳脂肪替代品18-24
• 1.4.1 母乳脂肪替代品简介18
• 1.4.2 母乳脂肪中甘油三酯的脂肪酸组成与分布18-19
• 1.4.3 1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的合成研究近况19-24
• 1.5 脂肪酸糖醇酯24-25
• 1.6 山嵛酸25
• 1.7 固体脂质纳米粒25-33
• 1.7.1 脂质纳米粒的组成26-27
• 1.7.2 脂质纳米粒的制备方法27-28
• 1.7.3 固体脂质纳米粒的表征28-29
• 1.7.4 固体脂质纳米粒的结构29-30
• 1.7.5 无表面活性剂的固体脂质纳米粒30-33
• 1.8 本论文的设计思想33-35
• 第二章 1,3二油酸-2棕榈酸甘油三酯的合成与放大试验35-61
• 2.1 引言35-36
• 2.2 材料、试剂与设备36-37
• 2.3 实验方法37-42
• 2.3.1 GC方法测定油脂脂肪酸和sn-2位脂肪酸组成37-38
• 2.3.2 GC/GC-MS方法测定山茶油的甘油三酯组成38-39
• 2.3.3 1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的检测方法39-41
• 2.3.4 山茶油制备油酸酰基供体41
• 2.3.5 三棕榈酸甘油酯的合成41-42
• 2.3.6 1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的酶法合成42
• 2.3.7 1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯合成的放大试验42
• 2.4 结果与讨论42-59
• 2.4.1 山茶油的脂肪酸组成、甘油骨架上脂肪酸分布与甘油三酯组成分析42-47
• 2.4.2 山茶油制备的油酸酰基供体47-49
• 2.4.3 1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油测定方法的比较49-51
• 2.4.4 1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的酶法合成51-54
• 2.4.5 不同反应条件对酶法合成的影响54-55
• 2.4.6 含水量对酶法合成效率的影响55-56
• 2.4.7 固定化酶的重复利用56-57
• 2.4.8 1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯酶法合成的放大试验57-59
• 2.5 小结59-61
• 第三章 山嵛酸糖醇单酯的合成及表征61-84
• 3.1 引言61
• 3.2 材料、试剂与设备61-62
• 3.3 实验方法62-66
• 3.3.1 山嵛酸的制备及纯化62
• 3.3.2 检测方法的建立62-63
• 3.3.3 山嵛酸糖醇单酯的酶法合成与纯化63-65
• 3.3.4 山嵛酸糖醇单酯的化学法合成65
• 3.3.5 山嵛酸糖醇单酯的物理-化学性质表征65-66
• 3.4 结果与讨论66-83
• 3.4.1 山嵛酸的制备及提纯66-68
• 3.4.2 山嵛酸糖醇单酯的酶法合成68-73
• 3.4.3 山嵛酸糖醇单酯的化学方法合成73-75
• 3.4.4 热力学性质与分子排布特性分析75-81
• 3.4.5 表面活性研究81-82
• 3.4.6 体外酶解实验82-83
• 3.5 小结83-84
• 第四章 山嵛酸糖醇单酯作为赋形剂制备无表面活性剂固体脂质纳米粒84-101
• 4.1 引言84-85
• 4.2 材料、试剂与设备85
• 4.3 实验方法85-88
• 4.3.1 乳化-扩散方法制备无表面活性剂固体脂质纳米粒85-86
• 4.3.2 固体脂质纳米粒的表征86
• 4.3.3 模型类药物非诺贝特的测定方法86
• 4.3.4 体外缓释实验86-87
• 4.3.5 形态学表征87
• 4.3.6 数据统计87-88
• 4.4 结果与讨论88-100
• 4.4.1 赋形剂性质与无表面活性剂固体脂质纳米粒88-90
• 4.4.2 无表面活性剂固体脂质纳米粒包裹非诺贝特90-93
• 4.4.3 稳定性试验93-94
• 4.4.4 药物缓释实验94-95
• 4.4.5 表面形态及结构假设95-100
• 4.5 小结100-101
• 第五章 总结与展望101-103
• 参考文献103-115
• 附录A 常用缩略词115-116
• 附录B ~1H NMR图谱116-119
• 附录C 攻读博士期间发表的学术论文与研究成果119-121
• 致谢121

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