酶合成脂肪酸酯的三步法
【专利说明】酶合成脂肋酸醒的H步法
[0001] 本发明包括一种由脂肪醇和脂肪酸制备醋的方法，其中W液体形式除去在反应期 间形成的大部分水。
[0002] 由脂肪醇和脂肪酸酶合成醋是已知的。酶合成是一种环境友好的方法，其中在完 全蒸发所形成的反应水下进行合成。
[0003] 脂肪酶在制备脂肪酸醋中的工业应用已由GeofTr巧Hills描述于化r.J.Lipid Sci.Technol. 105, 2003,第601-607页中。所生产的脂肪酸醋，尤其是肉豆證酸肉豆證醋W 固定床法制备，其中将反应物数次粟经培并在减压下蒸出所形成的反应水。
[0004] 脂肪酸醋W日益提高的程度在化妆品皮肤护理产品中用作油体或润肤剂。为了满 足市场就感官性能和最佳皮肤病学耐受性而言的高要求，持续开发并测试新型油体和油体 混合物。制备该些脂肪酸醋的创新技术也是其的一部分。
[0005] 如前文所述，由脂肪醇和脂肪酸合成醋会形成水，其必须除去W使反应平衡偏向 完全合成。酶催化制备脂肪酸醋必须在较低的温度下进行，从而保持最佳的酶稳定性。因 此，需要非常强的真空W蒸发水。该蒸发是非常耗能的。
[000引此外，已显示在放大至间歇式反应器时会发生问题。在lO-lOOm3的典型制备反应 器中，由于填充深度，借助压降蒸发水仅在上层中发生。进一步发现该反应非常快速进行至 80-90%的转化率且通常在小于5小时内进行。然而，其结果是在该期间在制备反应器中形 成的水量无法通过工业装置取出，或者仅能用非常大的设备资源除去。此外，由于反应器中 的低内部温度，蒸发反应水所需的能量输入仅可困难地引入反应器中。
[0007] 另一问题在于如下事实；酶催化剂在高温下仅具有极低的稳定性或者变得失活。 已知酶是极其温度敏感的。因此，所述醋合成不能在高于60-8(TC的温度下进行。特别地， 已发现在短链醇和短链脂肪酸（C8/C10)存在下酶的长期稳定性在甚至更低的温度（从约 4(TC)下也会降低，从而使得所述反应理想地应在约4(TC的温度下进行。
[000引基于现有技术的酶法醋合成的该些问题和缺点，本发明的目的是建立一种可由脂 肪醇和脂肪酸制备醋的技术，其中确保了更低的总体能量消耗，在放大至大型间歇式反应 器时不发生问题，且确保了改善的酶稳定性。
[0009] 该目的由专利权利要求1的方法实现。
[0010] 本发明涉及一种由脂肪醇和脂肪酸制备醋的方法，包括如下步骤：
[0011] 使式Ri-OH的脂肪醇与式R2-C00H的脂肪酸在酶存在下在30-5(TC的温度下反应， 直至达到反应平衡，其中Ri为具有6-22个碳原子的脂族直链或支化姪基，其中R2为具有 6-22个碳原子的脂族直链或支化姪基；
[0012] 除去在反应期间形成的水；和
[0013] 在减压下在50-8(TC的温度下使反应完全。
[0014] 从属权利要求定义了本发明方法的优选实施方案。
[0015] 本发明的由脂肪醇和脂肪酸制备醋的方法是由现有技术的相应方法清楚可见的 问题和缺点的有效解决方案。本发明的方法是一种H步酶程序，其中合成首先在不减压下 在低温下进行，直至反应平衡。在第二步骤中，除去反应水。在随后的第H反应步骤中，在 比步骤1更高的温度下在减压下合成脂肪酸醋，直至完全转化。
[0016] 图1显示了根据本发明制得的醋在通过蒸觸纯化后的GC色谱图。
[0017] 在本发明方法的优选实施方案中，在完全反应期间（即直至完全转化），合成在汽 提气气氛中进行。可使用所有常规汽提气作为汽提气。合适汽提气的实例为氮气、空气、二 氧化碳和氮气，但优选使用氮气作为汽提气。
[0018] 本发明方法的一个必要特征在于，首先在不减压下进行第一步骤，直至达到反应 平衡。直到在例如通过谨析除去反应期间形成的水之后，才再次开始本发明的反应，然后施 加减压。在该完全反应期间，使用100-10000化的压力。在本发明方法的优选实施方案中， 在完全反应期间使用1500-4500Pa的压力。
[0019] 在开始时在不减压下实施的该反应在较低温度下进行。优选选择35-45C的温度 范围。
[0020] 在反应完全期间，理想地使用55-65C的较高温度范围。
[0021] 本发明的方法可在任何酶存在下进行，条件是该酶能够催化由脂肪醇和脂肪酸合 成醋。实践中证明有利的是使用脂肪酶作为酶。优选的脂肪酶是例如获自南极假丝酵母 (Candidaantarctica)的脂肪酶B。所述酶优选W固定形式使用。优选的固定方法例如为 吸附至载体材料上。载体材料的实例为AccurelMP1000和LewatitVP0C1600。实践中 已证明有利的是在合成中使用量为0. 5-5. 0重量％的固定化酶。固定在载体上的酶催化剂 的特别优点还在于，在反应期间形成水时，该可容易地借助筛网或过滤器保留。
[0022] 本发明的方法可例如如下实施：
[0023] 在所述酶合成的第一步骤中，对间歇式反应器中的混合物进行机械揽动，例如揽 拌，直至达到反应平衡。在该步骤中，获得了至少80%的醋产物转化率。
[0024] 在除去反应期间形成的水的中间步骤中，停止所述批料的机械揽动，此时允许分 离出水，优选0. 5-2小时。所述水理想地经由底部出口排出，而固定的酶例如借助反应器中 筛网或过滤单元保留。
[00巧]在减压下的完全反应的最后步骤在相同的间歇式反应器中进行，直至达到至少 95%的转化率，优选高于95%的醋产物转化率。理想地，可再次使用第一步骤的酶，从而使 得就经济角度而言，所述固定的酶可再次用于整个合成。
[0026] 用作所述醋合成中的起始物质的脂肪醇和脂肪酸可为工业脂肪醇或脂肪酸。然 而，所述脂肪醇和脂肪酸优选获自可再生原材料。
[0027] 脂肪醇应理解为意指下式的脂族伯醇：
[0028] Ri-OH
[0029] 其中Ri为具有6-22个碳原子的脂族直链或支化姪基。还包括具有至少一个双 键的不饱和姪基。典型实例为己醇、辛醇、2-己基己醇、癸醇、月桂醇、异十H焼醇、肉豆 證醇、錄蜡醇、踪搁油醇（palmo