专利名称：一种组合脂肪酶水解蓖麻油制备蓖麻油酸的工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于油脂水解领域，特别是提出了一种组合脂肪酶水解蓖麻 油制备蓖麻油酸的工艺，采用不同脂肪酶有效组合，水解蓖麻油制备蓖 麻油酸，该工艺可以有效保护蓖麻油中的羟基，同时显著提高了酶法水 解效率和蓖麻油酸的得率，具有明显的应用前景。 背彔技术
蓖麻油世界年产量达1 800kt，主要用于涂料、表面活性剂、医药、 硬化油、癸二酸、十一烯酸、化妆品和多种高分子单体的生产。蓖麻油 组成主要为高级脂肪酸的甘油三酸酯，脂肪酸中80% 90%是蓖麻油酸 (9-烯基-12羟基十八酸)。蓖麻油的皂化值在178mgKOH/g以上，碘 值为82 90mgl2/ g。蓖麻油的支链上含有大量的羟基和不饱和双键， 这些活性基团为蓖麻油的改性创造了有利条件，因此蓖麻油可以发生水 解、酯化、加成、氧化、裂解、环氧化、乙氧基化、脱水等多种反应，经 过这些反应，可以得到不同的蓖麻油改性产品。目前蓖麻油及其改性产 品已广泛应用于皮革、涂料、胶粘剂、密封胶等领域。在自然界中，蓖麻 油是含羟值最高的油脂，羟值可高达为155mgKOH/g以上。
在目前广泛采用的蓖麻油水解工艺中(化学工艺)， 一般在较高的 温度和压力下进行。在这种较为苛刻的反应条件下，蓖麻油中的羟基容 易被破坏，同时，蓖麻油本身也容易发生内酯化和交酯化反应，导致蓖 麻油酸的得率大幅度降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种组合脂肪酶水解蓖麻油制备蓖麻油酸的 工艺，解决了高温高压制备蓖麻油发生内酯化和交酯化反应的问题。
本发明采用不同脂肪酶组合水解蓖麻油制备蓖麻油酸，反应在35 — 60。C进行，水量为蓖麻油量的l-50倍(基于摩尔比)，反应时间为10-30 小时，蓖麻油中的羟基不受破坏，蓖麻油可以被有效水解成蓖麻油酸； 反应可以在酶反应的任何生化反应器中进行。
本发明所述脂肪酶组合为如下任何2 4种脂肪酶的组合。包括 Novozym 435 (来源于Ca"d油朋tar"ica)、 Lipozyme RM (来源于 /P/ ^o7Z7〃cor孤'e/ ei)、来源于疋o/yzae IF04697的脂肪酶或Lipozyme TL (来源于7^ei7Z70,ce51 7朋喂'/ os"s)。
本发明的优点在于利用不同脂肪酶的位置选择性和底物专一性特 性，提出将不同脂肪酶组合使用，用于蓖麻油水解制备蓖麻油酸，反应 在常温常压下进行，该反应条件温和，能耗低；而且，这种温和的反应 条件可以有效保护羟基不受破坏，显著提高了酶法水解效率和蓖麻油酸 的得率(》90%),具有很好的工业应用前景。
具体实施例方式
实施例1
将摩尔比为1: 1的蓖麻油和水(蓖麻油IO克)，装入具塞三角瓶中
混合均匀，并置于可自动控温的往复摇床中加热至35'C后，加入干重为 油脂质量3%的脂肪酶Lipozyme TL和1%的脂肪酶Novozym435开始反应， 经30小时蓖麻油的水解率为60%，羟值没有改变(表示在反应过程中羟 基没有发生破坏)。对照实验表明，如果单用任何一种脂肪酶，其效果要 明显低于两种脂肪酶的组合。 实施例2
将摩尔比为1: 5的蓖麻油和水(蓖麻油10克)，装入具塞三角瓶中 混合均匀，并置于可自动控温的往复摇床中加热至5(TC后，加入干重为 油脂质量5%的脂肪酶Lipozyme TL和2%的脂肪酶Novozym435开始反应， 经10小时蓖麻油的水解率为80%,羟值没有改变(表示在反应过程中羟 基没有发生破坏)。
实施例3
将摩尔比为l: 50的蓖麻油和水(蓖麻油10克)，装入具塞三角瓶 中混合均匀，并置于可自动控温的往复摇床中加热至45°。后，加入干重 为油脂质量5%的脂肪酶(来源于A07yz朋IF04697)和3%的脂肪酶 Novozym435开始反应，经20小时蓖麻油的水解率为90%,羟值没有改变 (表示在反应过程中羟基没有发生破坏)。
实施例4
将摩尔比为l: 10的蓖麻油和水(蓖麻油10克)，装入具塞三角瓶 中混合均匀，并置于可自动控温的往复摇床中加热至6(TC后，加入干重 为油脂质量5%的脂肪酶Lipozyme RM和5%的脂肪酶Novozym435开始反
应，经10小时蓖麻油的水解率为97%，羟值没有改变(表示在反应过程 中羟基没有发生破坏)。 实施例5
将摩尔比为l: IO的蓖麻油和水(蓖麻油20公斤)，装入液液环流 反应器中反应，温度控制为6(TC，加入干重为油脂质量5%的脂肪酶 Lipozyme RM和5%的脂肪酶Novozym435开始反应，经10小时蓖麻油的 水解率为95%，羟值没有改变(表示在反应过程中羟基没有发生破坏)。
实施例6
将摩尔比为l: 20的蓖麻油和水(蓖麻油20公斤)，装入气升式环 流反应器中，温度控制为60'C，加入干重为油脂质量5%的脂肪酶 Lipozyme RM和5%的脂肪酶Lipozyme TL开始反应，经10小时蓖麻油的 水解率为93%，羟值没有改变(表示在反应过程中羟基没有发生破坏)。
实施例7
将摩尔比为1: 20的蓖麻油和水(蓖麻油10克)，装入具塞三角瓶 中混合均匀，并置于可自动控温的往复摇床中加热至45。C后，加入干重 为油脂质量3%的脂肪酶(来源于尤o2丁zae IF04697)、 1%的脂肪酶 Novozym435和2%的脂肪酶Lipozyme TL开始反应，经30小时蓖麻油的 水解率为90%，羟值没有改变(表示在反应过程中羟基没有发生破坏)。
根据上述实施例，利用不同脂肪酶的位置选择性和底物专一性特性， 将不同脂肪酶组合使用，用于蓖麻油水解制备蓖麻油酸，反应在常温常 压下进行，能耗低；而且，这种温和的反应条件可以有效保护羟基不受 破坏，同时还可以得到较高得率的蓖麻油酸。这里涉及的脂肪酶特别指 Novozym 435 (来源于C朋d油朋tarc"ca)、 Lipozyme RM (来源于 朋2'zoM/cor啦.e力ei)、 Lipozyme TL (来源于T^e/Tzzcvz^ces1 7a/7,V7as〃51) 或来源于兄oryzae IF04697的脂肪酶以及其它脂肪酶。
权利要求
1.一种组合脂肪酶水解蓖麻油制备蓖麻油酸的工艺，其特征在于，利用不同脂肪酶组合水解蓖麻油制备蓖麻油酸，反应在35-60℃进行，水量为蓖麻油量的1-50倍摩尔比，反应时间为10-30小时，反应在酶反应的生化反应器中进行，蓖麻油中的羟基不受破坏，蓖麻油可以被有效水解成蓖麻油酸。
2. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述脂肪酶组合为-Novozym 435、 Lipozyme RM、来源于允02y^3e IF04697的脂肪酶或 Lipozyme TL中的任何2 4种。
3、 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，Novozym 435来源于 Ca/ o(/Gfe朋tar"ica, Lipozyme RM来源于y / j'zoM/cor加.e力e力 Lipozyme TL来源于7力ei7zoz77ce51 ya"柳'/70s"510
全文摘要
一种组合脂肪酶水解蓖麻油制备蓖麻油酸的工艺，属于油脂水解领域。利用不同脂肪酶组合水解蓖麻油制备蓖麻油酸，反应在35-60℃进行，水量为蓖麻油量的1-50倍摩尔比，反应时间为10-30小时，反应在酶反应的生化反应器中进行，蓖麻油中的羟基不受破坏，蓖麻油可以被有效水解成蓖麻油酸。优点在于，反应在常温常压下进行，能耗低；而且，这种温和的反应条件可以有效保护羟基不受破坏，同时还可以得到较高得率≥90％的蓖麻油酸，具有很好的工业应用前景。
文档编号C12N9/20GK101100628SQ20071011846
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月6日 优先权日2007年7月6日
发明者刘德华, 伟 杜 申请人:清华大学