一种酶法生产抗坏血酸棕榈酸酯的方法技术

本发明专利技术公开了一种酶法生产抗坏血酸棕榈酸酯的方法，包括向生物反应容器中加入棕榈酸甲酯、L‑抗坏血酸、吸附剂和固定化脂肪酶；控制反应体系的温度为40℃～45℃，经酶催化转酯化反应获得L‑抗坏血酸棕榈酸酯；其中，所述固定化脂肪酶为疏水无纺布复合膜固定化皱褶假丝酵母脂肪酶；且将氨基功能化介孔硅分子筛加作为吸附剂和脂肪酶的辅助固定化载体。本发明专利技术制备方法制备的L‑抗坏血酸棕榈酸酯在进行较短的酯化反应时间，且在固定化脂肪酶的添加量极少时，所得L‑抗坏血酸棕榈酸酯转化率仍然很高；所采用的NH2‑MSU‑H分子筛吸附剂和疏水无纺布复合膜固定化褶皱假丝酵母脂肪酶使固定化酶的活性较高，有效催化合成L‑抗坏血酸棕榈酸酯。

【技术实现步骤摘要】
一种酶法生产抗坏血酸棕榈酸酯的方法
本专利技术属于棕榈酸酯合成
，尤其涉及一种酶法生产抗坏血酸棕榈酸酯的方法。
技术介绍
L-抗坏血酸棕榈酸酯是一种脂溶性抗氧化剂,具有良好的自由基清除、抗氧化、抗衰老、抗癌抗肿瘤等营养保健功能，是国内外保健品市场上深受欢迎的产品之一。目前市场上销售的L-抗坏血酸棕榈酸酯基本上为化学催化合成法生产，传统的化学法虽然技术成熟，转化率较高，但与生物酶催化合成法相比存在环境污染大、副反应多、对设备抗腐蚀性要求高等诸多缺点。生物酶催化法反应条件温和、能耗低，符合国家经济发展所倡导的节能减排和低碳经济政策。但是在酶催化L-抗坏血酸棕榈酸酯的合成反应中还存在着一些问题，如实验规模小、酶制剂操作稳定性较差、商业固定化酶价格昂贵等问题，在一定程度上阻碍了酶催化反应的大规模工业应用。
技术实现思路
为克服相关技术中存在的问题，本专利技术提供一种酶法生产抗坏血酸棕榈酸酯的方法，包括：向生物反应容器中加入棕榈酸甲酯、L-抗坏血酸、吸附剂和固定化脂肪酶；其中，所述固定化脂肪酶的脂肪酶组分为皱褶假丝酵母脂肪酶；所述固定化脂肪酶的载体为疏水无纺布复合膜；控制反应体系的温度为40℃～45℃，经酶催化转酯化反应获得L-抗坏血酸棕榈酸酯。优选的，所述固定化脂肪酶的固定工艺包括：用磷酸缓冲溶液作溶剂，加入皱褶假丝酵母脂肪酶配制成15-20mg/mL的溶液，室温下搅拌30min，制成脂肪酶溶液；剪取一定面积的疏水无纺布复合膜，用磷酸缓冲溶液清洗、沥干，将沥干后复合膜放入过滤容器中，采用过滤一吸附一交联的组合固定化方式制得固定脂肪酶；制得固定脂肪酶在30℃条件下烘干即可。优选的，所述磷酸缓冲溶液为pH＝7.4、25mM的磷酸缓冲溶液。优选的，所述棕榈酸甲酯与L-抗坏血酸的摩尔比为1:1～1:8。优选的，所述吸附剂的添加量为棕榈酸甲酯添加质量的18％～22％。优选的，所述吸附剂为氨基功能化介孔硅分子筛。优选的，所述固定化脂肪酶的添加量为棕榈酸甲酯添加质量的1％～7％。优选的，所述生物反应容器是摇床反应器、旋转填料床反应器、真空搅拌式反应器或固定床式反应器中的一种。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术利用棕榈酸甲酯作为反应底物，且反应体系除底物外无其他有机溶剂，代替传统的酸和醇为原料合成L-抗坏血酸棕榈酸酯，使得反应迅速，且能够实现连续化高效生产，此外，本专利技术还寻找到适配于用棕榈酸甲酯做反应底物，加入L-抗坏血酸的合成反应体系的疏水无纺布复合膜固定化脂肪酶、改性的NH2-MSU-H分子筛吸附剂，本专利技术所采用的NH2-MSU-H分子筛吸附剂和疏水无纺布复合膜固定化褶皱假丝酵母脂肪酶能够很好的适配，使固定化酶的活性较高，热稳定较好，从而能够有效催化合成L-抗坏血酸棕榈酸酯。本专利技术制备方法制备的L-抗坏血酸棕榈酸酯在进行较短的酯化反应时间，且在固定化脂肪酶的添加量仅为底物棕榈酸甲酯的7％时，所得L-抗坏血酸棕榈酸酯转化率能够高达99.73％。本专利技术提出的固定化脂肪酶在参加了四次L-抗坏血酸棕榈酸酯合成反应后，L-抗坏血酸棕榈酸酯的酯化率仍能保持64.53％，这说明固定化脂肪酶的稳定性很高。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。目前的酶法催化合成L-抗坏血酸棕榈酸酯，一般是直接以酸和醇为原料，通过脂肪酶的催化合成酯，整个反应进程较慢，无法实现连续化高效生产，且酶的选取不合适，造成其催化稳定性、催化活性均不能达到理想的要求，且产物L-抗坏血酸棕榈酸酯的转化率并不高。为解决上述问题，本专利技术提出将反应底物替换为廉价易得的棕榈酸甲酯，且反应体系除底物外无其他有机溶剂，使得反应迅速，且能够实现连续化高效生产，此外，本专利技术还寻找到适配于用棕榈酸甲酯做反应底物，加入L-抗坏血酸的合成反应体系的新型固定化脂肪酶。褶皱假丝酵母脂肪酶相对于其它脂肪酶廉价易得，广泛应用于食品生产中，但由于游离的褶皱假丝酵母脂肪酶在使用中存在分离回收困难，酶利用回收率低等问题，限制了褶皱假丝酵母脂肪酶的在酯类合成中的应用，而固定化的褶皱假丝酵母脂肪酶可以提高酶的利用率，有利于其连续生产；因此，本专利技术采用以疏水无纺布复合膜为载体，经吸附—过滤—交联的复合固定化方法制备出固定化假丝酵母脂肪酶作为转酯化的催化剂。由于有机相中酶催化醋合成反应是热力学控制的反应，水是反应的副产物。适量的水能提高酶的活性，促进反应的进行，但水过量时其是一种抑制剂，与底物竞争酞基酶中间体，降低平衡转化率，促进逆反应—水解反应的进行，因此本专利技术中引进吸附剂进行脱水处理，抑制副产物-水的产生；本专利技术人发现相对于传统的硫酸镁、硫酸铝、3A/4A分子筛脱水剂，在纯硅介孔分子筛的孔道内引入氨基后，不仅能保持介孔分子筛原有的结构，同时又改善了介孔孔道界面的疏水性，有助于提高介孔分子筛的水热稳定性，有效解决未改性的介孔分子筛存在着热稳定性差和反应活性低的缺陷；介孔硅有机功能化的方法主要有后嫁接法和共缩聚法，其中共缩聚法可以将有机官能团锚定在介孔材料的墙壁上，并且使有机官能团的分布相对较均匀，因此本专利技术采用共缩聚法将氨基锚定在介孔分子筛MSU-H上，形成改性的NH2-MSU-H分子筛。此外，本专利技术中改性的NH2-MSU-H分子筛在反应体系中还能起到脂肪酶的固定化辅助载体的作用，且当酶分子尺寸与载体的孔径相匹配时，固定化酶的活性较高，热稳定较好；当酶分子尺寸大于载体的孔径时，酶分子不易进入载体的孔道内，吸附容易发生在载体的外表面，酶的活性较低，而且操作过程中吸附的酶容易脱落；本专利技术所采用的NH2-MSU-H分子筛和褶皱假丝酵母脂肪酶能够很好的适配，使固定化酶的活性进一步提高，热稳定较好。下面将结合具体实施例对本专利技术的技术方案加以解释。实施例1一种固定化脂肪酶的固定工艺，包括：用pH＝7.4、25mM磷酸缓冲溶液作溶剂，加入皱褶假丝酵母脂肪酶配制成15mg/mL的溶液，室温下搅拌30min，制成脂肪酶溶液；剪取长宽为0.5cm*0.1cm的疏水无纺布复合膜，用磷酸缓冲溶液清洗、沥干，将沥干后复合膜放入过滤容器中，采用过滤一吸附一交联的组合固定化方式制得固定脂肪酶；将上述固定化脂肪酶在30℃条件下烘干即可。实施例2一种固定化脂肪酶的固定工艺，包括：用pH＝7.4、25mM磷酸缓冲溶液作溶剂，加入皱褶假丝酵母脂肪酶配制成18mg/mL的溶液，室温下搅拌30min本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酶法生产抗坏血酸棕榈酸酯的方法，其特征在于，包括：/n向生物反应容器中加入棕榈酸甲酯、L-抗坏血酸、吸附剂和固定化脂肪酶；其中，所述固定化脂肪酶的脂肪酶组分为皱褶假丝酵母脂肪酶；所述固定化脂肪酶的载体为疏水无纺布复合膜；/n控制反应体系的温度为40℃～45℃，经酶催化转酯化反应获得L-抗坏血酸棕榈酸酯。/n

【技术特征摘要】
1.一种酶法生产抗坏血酸棕榈酸酯的方法，其特征在于，包括：
向生物反应容器中加入棕榈酸甲酯、L-抗坏血酸、吸附剂和固定化脂肪酶；其中，所述固定化脂肪酶的脂肪酶组分为皱褶假丝酵母脂肪酶；所述固定化脂肪酶的载体为疏水无纺布复合膜；
控制反应体系的温度为40℃～45℃，经酶催化转酯化反应获得L-抗坏血酸棕榈酸酯。


2.根据权利要求1所述的酶法生产抗坏血酸棕榈酸酯的方法，其特征在于，所述固定化脂肪酶的固定工艺包括：
用磷酸缓冲溶液作溶剂，加入皱褶假丝酵母脂肪酶配制成15-20mg/mL的溶液，室温下搅拌30min，制成脂肪酶溶液；
剪取一定面积的疏水无纺布复合膜，用磷酸缓冲溶液清洗、沥干，将沥干后复合膜放入过滤容器中，采用过滤一吸附一交联的组合固定化方式制得固定脂肪酶；
制得固定脂肪酶在30℃条件下烘干即可。


3.根据权利要求2所述的酶法生产抗坏血酸棕榈酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩忠睦，曾启明，梁冰，
申请(专利权)人：惠州市康维健生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44