脂肪酶Candida sp.99-125催化合成棉籽糖酯

发布时间：2017-04-26 20:03

  本文关键词：脂肪酶Candida sp.99-125催化合成棉籽糖酯，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：糖酯是由糖类与脂肪酸反应得到具有两亲性结构的脂类化合物,是一类新型非离子表面活性剂,可通过调节糖基种类与脂肪酸碳链长度达到改善表面活性的目的。脂肪酶催化合成糖酯避免了化学合成的工艺条件复杂、选择性差等缺点,具有反应条件温和、位置选择性好等优势,成为糖酯合成的主要趋势。本研究通过脂肪酶催化棉籽糖和脂肪酸的反应合成棉籽糖酯,在建立定性分析、定量表征的基础上,对影响反应的相关条件进行单因素实验研究,通过溶剂萃取与硅胶柱色谱实现产物分离,并进行产物结构分析与产物表面活性、抑菌性的研究。主要包括以下几个方面：1.建立了反应分析方法。通过TLC硅胶薄层层析色谱对反应作定性分析,展开剂为氯仿：乙酸乙酯：甲醇：乙酸=50：50：5：0.1,磷钼酸为显色剂。建立以蒸发光高效液相色谱(HPLC-ELSD)为主的定量表征手段,C18色谱柱,流动相为甲醇,流速1.0mL/min,飘移管温度为60℃,载气流速为2.0L/min对反应体系有较好的分离效果。2.优化了脂肪酶催化合成棉籽糖酯反应条件。通过对不同溶剂中底物溶解度与脂肪酶催化活性的研究,确定以叔戊醇为反应体系。其中,棉籽糖的溶解度为1.24mg/mL,脂肪酶Candidia sp.99-125的酯化酶活为108.71 U。催化棉籽糖和月桂酸的酯化反应中棉籽糖转化率为33.97%,不仅保证了底物棉籽糖较高的溶解性,也保证了脂肪酶的催化活性,具有较高棉籽糖转化率。对比四种脂肪酶催化结果表明,Candida sp.99-125对棉籽糖有最大转化率为34.42%,因此本研究选用Candida sp.99-125进行酶促酯化反应。对Candida sp.99-125加酶量的研究表明,40%为最佳酶量条件。不同链长的酰基供体的研究结果表明,随着碳链长度的增加,一方面酯化反应合成的速率逐渐降低,另一方面棉籽糖的转化率也降低。反应体系初始含水量为2%时,棉籽糖的转化率最大为38.39%。反应温度为40℃时,棉籽糖转化率达到42.90%。棉籽糖和月桂酸的初始投入量分别为1.65x 10-2mmol/mL、8.27×10-2mmol/mL时,棉籽糖转化率达到45.12%。3.产物的分离与鉴定。溶剂萃取和硅胶柱层析色谱实现了产物的分离,反应体系液质分析(LC-MS)与硅胶薄层层析色谱分析(TLC)表明,体系中存在三种产物,并且均为棉籽糖月桂酸单酯的不同取代产物。红外光谱分析(IR)表明,产物有明显的C=O羰基吸收峰,进一步证明了产物为酯化化合物。4.产物的性质分析。棉籽糖月桂酸单酯的亲水亲油值(HLB)为11.5,乳化性和乳化稳定性分别为78.77%和84.48%。抑菌性实验结果表明,产物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均表现出较好的抑菌性。
【关键词】：非离子表面活性剂 棉籽糖酯 脂肪酶 催化 Candida sp.99-125
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R914.5
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-17
• 第一章 绪论17-33
• 1.1 引言17
• 1.2 脂肪酶综述17-18
• 1.2.1 脂肪酶17
• 1.2.2 脂肪酶催化机制17-18
• 1.3 糖酯-非离子型表面活性剂18-24
• 1.3.1 糖酯简介18-19
• 1.3.2 糖酯的功能19-21
• 1.3.3 糖酯的应用21-22
• 1.3.4 糖酯的生产方法22-24
• 1.4 脂肪酶催化合成糖酯的反应控制24-28
• 1.4.1 糖的种类24
• 1.4.2 脂肪酸24-25
• 1.4.3 酶25
• 1.4.4 反应介质25-26
• 1.4.5 反应体系水含量的控制26-28
• 1.5 棉籽糖的研究28-30
• 1.5.1 棉籽糖简介28-29
• 1.5.2 棉籽糖的生理功能29-30
• 1.5.3 棉籽糖在食品工业中的应用30
• 1.5.4 棉籽糖酯的研究30
• 1.6 本研究的主要目的和意义30-33
• 第二章 分析方法的建立33-43
• 2.1 引言33
• 2.2 实验材料33-34
• 2.2.1 实验试剂33-34
• 2.2.2 实验仪器及设备34
• 2.3 实验方法34-35
• 2.3.1 TLC展开体系对反应分析效果的影响34-35
• 2.3.2 TLC-FID对反应体系的分析检测35
• 2.3.3 HPLC-ELSD对反应体系的分析检测35
• 2.4 实验结果与讨论35-41
• 2.4.1 TLC展开体系对反应分析效果的影响35-37
• 2.4.2 TLC-FID对反应体系的分析检测37-38
• 2.4.3 HPLC-ELSD对反应的分析检测38-41
• 2.5 本章小结41-43
• 第三章 脂肪酶催化合成棉籽糖醋的条件优化43-63
• 3.1 引言43
• 3.2 实验材料43-45
• 3.2.1 实验试剂43-44
• 3.2.2 实验仪器及设备44-45
• 3.3 实验方法45-51
• 3.3.1 脂肪酶催化棉籽糖酯反应的分析方法45
• 3.3.2 溶剂体系的选择45-48
• 3.3.3 脂肪酶种类对反应的影响48-49
• 3.3.4 加酶量对反应的影响49
• 3.3.5 脂肪酸碳链长度对反应的影响49
• 3.3.6 初始加水量对反应的影响49-50
• 3.3.7 反应温度对反应的影响50
• 3.3.8 不同底物浓度对反应的影响50-51
• 3.4 实验结果与讨论51-61
• 3.4.1 脂肪酶催化棉籽糖酯反应的分析方法51-52
• 3.4.2 溶剂体系对反应的影响52-57
• 3.4.3 脂肪酶种类对反应的影响57
• 3.4.4 加酶量对反应的影响57-58
• 3.4.5 脂肪酸碳链长度对反应的影响58-59
• 3.4.6 初始加水量对反应的影响59-60
• 3.4.7 反应温度对反应的影响60
• 3.4.8 不同底物浓度对反应的影响60-61
• 3.5 本章小结61-63
• 第四章 产物的分离及鉴定63-73
• 4.1 引言63
• 4.2 实验材料63-64
• 4.2.1 实验试剂63
• 4.2.2 实验仪器及设备63-64
• 4.3 实验方法64-65
• 4.3.1 脂肪酶催化合成棉籽糖月桂酸酯64
• 4.3.2 产物萃取分离64
• 4.3.3 硅胶柱色谱分离64-65
• 4.3.4 产物的LC-MS检测分析65
• 4.3.5 薄层色谱(TLC)检测分析65
• 4.3.6 产物的红外检测分析65
• 4.4 实验结果与讨论65-72
• 4.4.1 产物萃取分离65-66
• 4.4.2 硅胶柱色谱分离66-67
• 4.4.3 产物的LC-MS检测分析67-70
• 4.4.4 薄层色谱(TLC)对反应体系的分析70
• 4.4.5 产物的红外分析检测70-72
• 4.5 本章小结72-73
• 第五章 产物的性质测定73-83
• 5.1 引言73
• 5.2 实验材料73-74
• 5.2.1 实验试剂73-74
• 5.2.2 实验仪器及设备74
• 5.3 实验方法74-76
• 5.3.1 产物HLB的测定74-75
• 5.3.2 产物乳化性与乳化稳定性的测定75
• 5.3.3 产物抑菌活性的测定75-76
• 5.4 实验结果与讨论76-81
• 5.4.1 产物的HLB值76-77
• 5.4.2 产物的乳化性与乳化稳定性77-78
• 5.4.3 产物的抑菌活性78-81
• 5.5 本章小结81-83
• 第六章 总结与展望83-85
• 6.1 结论83
• 6.2 问题和建议83-84
• 6.3 展望84-85
• 参考文献85-89
• 致谢89-91
• 作者和导师简介91-93
• 研究成果及发表的学术论文93-94
• 附件94-95

【参考文献】

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本文编号：329114