专利名称：脂肪酶催化异Vc混合脂肪酸酯的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种脂肪酶催化异Vc混合脂肪酸酯的制备方法，属于生物催化和精细化工领域。
背景技术：
异Vc (D-异抗坏血酸)与Vc (L-抗坏血酸)互为同分异构体。由于异Vc被氧化的速度大于Vc，所以异Vc作为抗氧化剂的市场占有量越来越大。但异Vc和Vc都是水溶性的，作为抗氧化剂难以用于脂溶性食品的保鲜。为克服这一缺点，扩大其作为抗氧化剂的应用范围，不少学者对异Vc和Vc进行化学修饰，将其衍生为高级脂肪酸酯或高级脂肪醛缩醛，尤其是衍生为高级脂肪酸酯。
将异Vc或Vc衍生为高级脂肪酸酯可以用化学合成法，也可以用生物酶催化法。化学合成法副反应较多，所用无机酸对设备易产生腐蚀，同时不适合于不饱和脂肪酸酯的合成。生物酶催化具有催化效率高、特异性好、环境友好等优点，在化工、食品、酿造、制药等领域具有明显的经济和环保优势，已被用于Vc脂肪酸酯的合成。另外，动植物油脂对人体具有丰富的营养价值，在申请号为201010224746. 2的中国发明专利和“脂肪酶催化猪油合成L-抗坏血酸脂肪酸酯工艺条件”(食品科学，2010年第31卷第18期第134 138页)、“Synthesis of mixed esters of ascorbic acid using methyl esters of palm andsoybean oils，， (Preparative Biochemistry & Biotechnology,2005,35 (2):113 118)等论文中，公开或报道了利用猪油、棕榈油和豆油在脂肪酶催化下合成Vc混合脂肪酸酯的方法，它们涉及到先将相应的油脂与甲醇发生酯交换反应生成混合脂肪酸甲酯，然后利用Vc与混合脂肪酸甲酯发生酯交换反应制备Vc混合脂肪酸酯，合成和分离纯化过程较复杂。到目前为止，尚未见直接利用动植物油脂合成异Vc混合脂肪酸酯的相关报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用动植物油脂直接与异Vc反应合成异Vc混合脂肪酸酯的制备方法。反应原理是
OHQH
關2—严 HO—^0V0 Γ讀 RCO Η0—严 R-CO2-CH +Β I Tr.H \_/ + HO-CH
R-CO3^CH2He/ OHif EfixOE Η0 一'CHs
識騰异。界VcMS繼廳酸K曾油
R -RifR11j Γ
该制备方法包括如下步骤
步骤I :在具塞锥形瓶中加入异Vc、动植物油脂、Lipozyme 435脂肪酶和有机溶剂，放入水浴恒温摇床中反应。步骤2:反应结束后，过滤除去酶和未反应的异Vc，旋转蒸发去除有机溶剂，加入乙酸乙酯和蒸馏水，充分混合后，分出乙酸乙酯层。乙酸乙酯层用饱和蒸馏水洗涤至水层中无异Vc残留，经无水硫酸钠干燥，过滤、减压蒸馏去除乙酸乙酯，得到粗产物。步骤3 :粗产物用柱层析法分离纯化。未反应或部分发生酯交换反应的油脂用二氯甲烷洗脱流出硅胶柱，常压蒸馏去除二氯甲烷，回收油脂。产物被硅胶柱顶部硅胶吸附，取下该段硅胶，用乙酸乙酯萃取产物，减压蒸馏去除乙酸乙酯后，真空干燥得到蜡状固体。步骤I中，动植物油脂可以为猪油、山茶油、芝麻油或菜籽油等。步骤I中，异Vc与动植物油脂的质量比(wt/wt)为1.0:2. O 15. O。 步骤I中，Lipozyme 435脂肪酶的用量为异Vc用量的5 30%( wt%)。步骤I中，反应温度为20 65°C。步骤I中，反应时间为5 36小时。步骤I中，有机溶剂为叔丁醇或叔戊醇。步骤3中，回收的动植物油脂可以循环使用。
具体实施方式
实施例I
具塞锥形瓶中，加入异Vc 3. 52 g (20 mmol),新鲜山茶油24.0 g, Lipozyme 435脂肪酶O. 70 g，叔丁醇80 mL，放入恒温摇床中，固定反应温度55°C，摇床转速180 rpm，反应30h0反应结束，过滤去除脂肪酶和未反应的异Vc、旋转蒸馏去除叔丁醇后，加入乙酸乙酯(80 mL)和蒸馏水(80 mL)，充分搅拌混合后，分出乙酸乙酯层。将乙酸乙酯层继续用蒸馏水洗涤，去除异Vc (洗至水层没有异Vc存在)后，用无水硫酸钠干燥处理，再减压蒸馏去除其中的乙酸乙酯，得到粗产物25. 7 g。量取约200 mL硅胶，用石油醚湿法装柱，粗产物直接上柱后，用约300 mL 二氯甲烷缓慢洗脱硅胶柱，放干柱中二氯甲烷，截取硅胶柱上端前四分之一的硅胶，用乙酸乙酯萃取产物，减压蒸馏去除乙酸乙酯后用油泵真空干燥O. 5 h，得到蜡状固体4. 61 g。用碘量法测得含异Vc结构单元9. 60 mmol，基于异Vc的反应转化率为48. 0%。合并二氯甲烷溶液，常压蒸馏二氯甲烷，得到回收山茶油19. lg。用新鲜猪油、芝麻油、菜籽油代替新鲜山茶油，其它反应条件和分离纯化条件同上，反应结果如下表
舰称嶋ψψ〒學I固f脂
61 !4804fO | ^IPJ^
Ii
.....I'vciaiiin......................4:07η 475^^4H^ ^Wf^
"WWSMIiW" ^3J8M6470413 ^IU^
_
舁 Vc 菜賴 離酸 3i797J448339；2I5
II___I
实施例2具塞锥形瓶中，加入异Vc 3. 52 g(20 mmol),新鲜山茶油7. I g, Lipozyme 435脂肪酶O. 18 g,叔丁醇80 mL,放入恒温摇床中，固定反应温度20°C,摇床转速180 rpm,反应5 h。反应结束，过滤去除脂肪酶、旋转蒸发去除叔丁醇后，加入乙酸乙酯(80 mL)和蒸馏水(80 mL)，充分搅拌混合后， 分出乙酸乙酯层。分出的乙酸乙酯层继续用蒸馏水洗涤去除异Vc (洗至水层没有异Vc存在)后，用无水硫酸钠干燥。减压蒸馏去除乙酸乙酯后，得到粗产物9. 4 g0量取约90 mL硅胶，用石油醚湿法装柱，粗产物直接上柱后，用约160 mL二氯甲烷缓慢洗脱硅胶柱，放干柱中二氯甲烷，截取硅胶柱上端前四分之一的硅胶，用乙酸乙酯萃取产物，减压蒸馏去除乙酸乙酯后用油泵真空干燥O. 5 h，得到蜡状固体I. 53 g。用碘量法测得含异Vc结构单元3. 21 mmol，基于异Vc的反应转化率为16. 1%。合并二氯甲烷溶液，常压蒸馏二氯甲烷，得到回收山茶油5. I g。实施例3
具塞锥形瓶中，加入异Vc I. 76 g (10 mmol),新鲜山茶油26. 4 g, Lipozyme 435脂肪酶O. 27 g，叔戊醇40 mL，放入恒温摇床中，固定反应温度65°C，摇床转速180 rpm，反应36h0反应结束，过滤去除脂肪酶、旋转蒸发去除叔戊醇后，加入乙酸乙酯(80 mL)和蒸馏水(40 mL)，充分搅拌混合后，分出乙酸乙酯层。分出的乙酸乙酯层继续用蒸馏水洗涤去除异Vc (洗至水层没有异Vc存在)后，用无水硫酸钠干燥。减压蒸馏去除乙酸乙酯后，得到粗产物25. 8 g0量取约200 mL硅胶，用石油醚湿法装柱，粗产物直接上柱后，用约350 mL 二氯甲烷缓慢洗脱硅胶柱，放干柱中二氯甲烷，截取硅胶柱上端前四分之一的硅胶，用乙酸乙酯萃取产物，减压蒸馏去除乙酸乙酯后用油泵真空干燥0.5 h，得到蜡状固体2. 06 g。用碘量法测得含异Vc结构单元4. 30 mmol，基于异Vc的反应转化率为43. 0%。合并二氯甲烷溶液，常压蒸馏二氯甲烷，得到回收山茶油22. 3 g。实施例4
具塞锥形瓶中，加入异Vc I. 76 g (10 mmol),新鲜猪油12. 3 g, Lipozyme 435脂肪酶
0.52 g，叔戊醇40 mL，放入恒温摇床中，固定反应温度55°C，摇床转速180 rpm，反应30 h。反应结束，过滤去除脂肪酶、旋转蒸发去除叔戊醇后，加入乙酸乙酯(40 mL)和蒸馏水(40 mL)，充分搅拌混合后，分出乙酸乙酯层。分出的乙酸乙酯层继续用蒸馏水洗涤去除异Vc (洗至水层没有异Vc存在)后，用无水硫酸钠干燥。减压蒸馏去除乙酸乙酯后，得到粗产物11. 5 g0量取约100 mL硅胶，用石油醚湿法装柱，粗产物直接上柱后，用约180 mL 二氯甲烷缓慢洗脱硅胶柱，放干柱中二氯甲烷，截取硅胶柱上端前四分之一的硅胶，用乙酸乙酯萃取产物，减压蒸馏去除乙酸乙酯后用油泵真空干燥0.5 h，得到蜡状固体I. 76 g。用碘量法测得含异Vc结构单元3. 72mmol，基于异Vc的反应转化率为37. 2%。合并二氯甲烷溶液，常压蒸馏二氯甲烷，得到回收猪油9. 4 Eo实施例5
用实施例I 3回收的山茶油代替实施例I中新鲜山茶油，其它反应条件(投料量、反应温度、反应时间等)、分离纯化程序与实施例I完全相同，得到蜡状固体4. 39 g，用碘量法测得含异Vc结构单元9. 12 mmol，基于异Vc的反应转化率为45. 6%。回收山茶油18. I g。附录
I、产品的表征数据
异Vc猪油脂肪酸酯、异Vc山茶油脂肪酸酯、异Vc芝麻油脂肪酸酯和异Vc菜籽油脂肪酸酯的 EI-MS 谱图分别出现 m/z=438、m/z=440、m/z=438 和 m/z=440 的峰。其中，m/z=438为异Vc亚油酸酯的分子离子峰，m/z=440为异Vc油酸酯的分子离子峰。2、产品的抗氧化性能数据
将实施例I制备的异Vc混合脂肪酸酯添加到新鲜茶籽油中(添加量为油样的O. 056%,折合异Vc添加量约O. 02%, wt%),在60°C下进行强氧化试验。每隔一定时间，按GB/T5009. 37-2003的方法进行过氧化值(POV)测定，并与未添加异Vc混合脂肪酸酯的对照油样(CK)进行比较，结果如下表。
权利要求
1.一种脂肪酶催化异Vc混合脂肪酸酯的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤(1)具塞锥形瓶中加入异Ve、动植物油脂、Lipozyme435脂肪酶和有机溶剂，放入水浴 恒温摇床中反应；(2)反应结束后过滤，除去脂肪酶和未反应的异Vc，滤液减压蒸馏去除有机溶剂，再加 入乙酸乙酯和蒸馏水，充分混合，分离出乙酸乙酯层；乙酸乙酯层继续用饱和蒸馏水洗涤 至水层中无异Vc残留，再用无水硫酸钠干燥处理后，减压蒸馏去除乙酸乙酯，得到粗产物；(3)粗产物用柱层析法分离纯化，未反应或部分发生酯交换反应的油脂用二氯甲烷洗 脱流出硅胶柱，常压蒸馏去除二氯甲烷，回收油脂；产物被硅胶柱顶部硅胶吸附，取下顶部 硅胶，用乙酸乙酯萃取产物，减压蒸馏去除乙酸乙酯后，真空干燥得到蜡状固体。
2.根据权利要求I一种脂肪酶催化异Vc混合脂肪酸酯的制备方法，所述的酯交换反应 其特征在于异Vc与动植物油脂的质量比(wt/wt)为I. 0:2. 0 15. 0, Lipozyme 435脂肪 酶的用量为异Vc用量的5 30% (wt%)，反应温度为20 65°C，反应时间为5 36小时。
3.根据权利要求I一种脂肪酶催化异Vc混合脂肪酸酯的制备方法，所述的有机溶剂其 特征在于有机溶剂可以是叔丁醇或叔戊醇。
4.根据权利要求I一种脂肪酶催化异Vc混合脂肪酸酯的制备方法，所述的动植物油其 特征在于动植物油脂可以是猪油、山茶油、芝麻油或菜籽油。
5.根据权利要求I一种脂肪酶催化异Vc混合脂肪酸酯的制备方法，所述的动植物油脂 其特征还在于回收的动植物油脂可以循环使用。
全文摘要
本发明提供了一种脂肪酶催化异Vc混合脂肪酸酯的制备方法。该方法包括以下步骤在Lipozyme435脂肪酶存在下，异Vc与动植物油脂在有机溶剂中发生酯交换反应；反应结束后过滤，除去脂肪酶和未反应的异Vc，滤液减压蒸馏去除有机溶剂后，再加入乙酸乙酯和水，进一步去除其中未反应的异Vc；乙酸乙酯层经无水硫酸钠干燥、减压蒸馏去除乙酸乙酯后，用柱层析法分离纯化，得到蜡状固体。异Vc的转化率最高达到48%，未反应的动植物油脂可以回收循环使用。该制备方法简单，操作方便，符合绿色环保要求。
文档编号C12P7/64GK102660594SQ201210184290
公开日2012年9月12日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者余彬, 余泗莲, 周强, 彭化南, 祝显红, 郑大贵 申请人:上饶师范学院, 江西省德兴市百勤异Vc钠有限公司