脂肪酶催化合成乙酸肉桂酯的应用研究.pdfVIP

中文摘要 本文以脂肪酶在酯类化合物合成中的应用为主要研究内容，对不同的酶促酯 合成反应路线及反应体系进行了比较，提出了在无溶剂体系中进行转酯化反应合 成乙酸肉桂酯的新思路，在保证高转化率的同时提高了酶的稳定性；通过交联酶 聚体技术成功制备了无载体固定化脂肪酶，在将其应用于酯类香料的合成反应时 取得了理想的效果。本文的主要结论如下： 酶促直接酯化反应合成乙酸肉桂酯的研究：在有机溶剂体系中通过脂肪酶催 化乙酸与肉桂醇直接酯化反应成功合成乙酸肉桂酯，通过对反应进行优化，得到 最佳反应条件为：底物乙酸/ 肉桂醇摩尔比为5/4 ，15ml 反应体系中酶加入量为 o 30mg （4.5U ），反应温度为 30 C 。在最佳反应条件下肉桂醇的转化率可以达到 88%以上。通过对酶回收步骤的优化，使得固定化脂肪酶(Novozym435 )在此体 系下可以重复使用4 次，转化率均在74% 以上。 酶促转酯化反应合成乙酸肉桂酯的研究：以乙酸乙酯为酰基供体，在无溶剂 体系下实现了酶促转酯化反应合成乙酸肉桂酯。优化后的反应条件为：底物乙酸 - 1 - 1 o 乙酯/肉桂醇摩尔比为15/1，酶加入量为2.67g·L （392U·L ）,反应温度为40 C ， 最终肉桂转化率为 90.06%。在转酯化反应体系中，Novozym435 在重复使用 6 次后活性仅下降5%。通过两种反应体系的对比发现，无论是在肉桂醇的转化率 还是在固定化脂肪酶的可重复利用性上转酯化反应体系都具有较大的优势。 脂肪酶CLEAs 的制备及应用研究：以饱和硫酸铵为沉淀剂，80mM 戊二醛 为交联剂，经过6h 交联反应后制得了南极假丝酵母脂肪酶CLEAs。经过无载体 固定化后脂肪酶的热稳定性和 pH 稳定性与游离酶相比均有所提高。将脂肪酶 CLEAs 用于催化乙酸乙酯与肉桂醇转酯化合成乙酸肉桂酯的反应中，最终肉桂 醇的转化率为84%，固定化酶在重复使用6 次后残留活性为80%以上。 脂肪酶催化转酯化合成乙酸肉桂酯动力学研究：建立了带有单底物醇抑制的 Ping-Pong Bi-Bi 反应模型，通过非线性拟合得到反应动力学参数： V =41.807mmol·L- 1min- 1 ， K =2.241mmol·L- 1 ， K =206.82mmol·L- 1 ， max A B KiB=0.461mmol·L- 1 。 关键词：酯类香料，乙酸肉桂酯，脂肪酶，酶促酯合成，交联酶聚体，动力学 模型 ABSTRACT In this thesis，application of lipase to the synthesis of esters is the major purpose of research. Comparing with different reaction routes or reaction systems, the synthesis of cinnamyl acetate by lipase (Novozym 435) through transesterification route in a solvent- free system was put forward which can ensure a high conversion as well as high enzyme stability. We also prepared carrier- free immobilized lipase as cross- linked enzyme aggregates (CLEAs) and achieved the desired results when applied them to the synthesi