Aspergillus sp.脂肪酶催化合成L-抗坏血酸棕榈酸酯的研究

摘要

L-抗坏血酸棕榈酸酯(简称L-AP)，是世界公认的最新营养型抗氧化剂，是美国FDA认可的食品营养添加剂。它可作为食品、医药、化妆品等的抗氧化剂及强化剂，减少掺合物质中氧气的含量及自由基的形成，尤其可以防止油脂氧化酸败，延长油脂及含油食品的货架期。另外，L-AP还具有具有良好的抗肿瘤和抗衰老等作用。 目前，L-AP的合成方法主要有化学合成法和酶催化合成法。由于化学合成法对设备要求严格，生成成本高，在合成过程中会对人造成伤害及合成的产物不纯等缺点，因此对生物酶催化法的研究具有重大意义。酶催化法的反应条件温和，选择性高，副反应少，产物分离相对简单，现成为非水相酶学研究的热点。 论文以研究固定化的Aspergillus sp.脂肪酶催化L-AP酯化反应主，相关的研究工作包括以下几个方面： 第一，通过对本实验保存的Aspergillus sp.脂肪酶活化培养，在单因素实验的基础上，通过均匀设计实验，获得该脂肪酶的最佳发酵条件：2 g/L玉米淀粉为碳源、70 g/L豆饼粉为氮源、7ml/L橄榄油为诱导物、起始pH为6、摇瓶装量为10 mL(250mL三角瓶)、转速250 rpm、发酵周期为4 d，最适发酵条件下达到的最大产酶水平约为60 U/mL。 第二，经实验性研究。Aspergillus sp.脂肪酶的最适作用温度45℃，最适作用pH为9.0，为中温、碱性脂肪酶。 第三，通过对高效液相色谱法(HPLC)的相关参数试验，确定了L-AP的最佳检测条件：Eclipse XDB-C18柱(5 μm，4.6 mm×150 mm)，流动相为水(含0.5％醋酸)：乙腈=10:90，流速为0.5 ml/min，UV检测波长λ=249 nm，进样量20 μl，柱温35℃。 第四，通过对固定化Aspergillus sp.脂肪酶催化抗坏血酸与棕榈酸酯化的研究，确立了该酶作用下的最佳反应体系为V丙:V正=3:1。在2mL该体系中，经研究得出固定化Aspergillus ap.脂肪酶催化L-AP合成的最佳条件：温度40℃、棕榈酸与抗坏血酸的底物摩尔比值7、酶量0.0.g、分子筛0.0.g、反应时间72 h、转速20.rpm。 第五，通过不同糖类保护剂对酶固定化保护作用的比较，及从经济效益考虑，确立了蔗糖为最适酶固定冻干的保护剂。在添加蔗糖的作用下，研究了共固定化的Aspergillus sp.脂肪酶催化抗坏血酸与棕榈酸酯化的反应条件，确定了L-AP酯化的最佳条件：溶剂V丙:V正=3:1(V总=2 mL)、温度45℃、棕榈酸与抗坏血酸的摩尔比值7、固定化酶0.0.g、分子筛0.0.g、转速20.rpm、反应时间72 h。 第七，考察了在添加蔗糖的共固定化Aspergillus sp.脂肪酶的操作稳定性。连续反应7批次后，酶的催化活性和稳定性一直没变化，到反应20批次后，酶的残留活性保存了50％，与未添加任何保护剂的固定化Aspergillus sp.脂肪酶的稳定性比较，蔗糖共固定化Aspergillus sp.脂肪酶的稳定性大大增加。

目录

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声明

第1章绪论

1.1 L-抗坏血酸棕榈酸酯主要应用及作用机理

1.1.1 L-抗坏血酸棕榈酸酯的应用

1.1.2 L-抗坏血酸棕榈酸酯的作用机理

1.2 L-抗坏血酸棕榈酸酯的合成研究

1.2.1化学合成法

1.2.2酶催化合成法

1.3脂肪酶的研究进展

1.3.1脂肪酶的特性

1.3.2脂肪酶的固定化

1.4酶促合成L-抗坏血酸棕榈酸酯的研究

1.4.1酶对L-AP合成的影响

1.4.2有机溶剂对酶法合成的影响

1.4.3水含量在酶催化中的作用

1.4.4反应底物对反应的影响

1.4.5温度对酶促反应的影响

1.4.6转速对反应的影响

1.4.7反应时间对反应的影响

1.5本论文的研究思路及主要内容

第2章黑曲霉脂肪酶的发酵条件优化及酶学性质的研究

2.1前言

2.2材料和方法

2.2.1菌种

2.2.2实验试剂

2.2.3实验仪器

2.2.4培养基

2.2.5实验方法

2.3结果与讨论

2.3.1脂肪酶发酵条件优化

2.3.2黑曲霉脂肪酶酶学性质研究

2.4小结

第3章 HPLC方法的建立及固定化脂肪酶催化合成L-抗坏血酸棕榈酸酯的研究

3.1前言

3.2材料和方法

3.2.1实验材料

3.2.2实验试剂

3.2.3实验仪器

3.2.4实验方法

3.3结果与讨论

3.3.1 HPLC方法的建立

3.3.2固定化脂肪酶催化L-AP合成的影响因素

3.3.3固定化酶的稳定性研究

3.4小结

第4章保护剂共固定化脂肪酶催化合成L-AP的研究

4.1前言

4.2材料和方法

4.2.1实验材料

4.2.2实验试剂

4.2.3实验仪器

4.2.4实验方法

4.3结果与讨论

4.3.1糖共固定化酶的制备

4.3.2糖共固定化酶催化L-AP合成的影响因素

4.3.3共固定化脂肪酶的稳定性

4.3.4 L-AP合成的比较

4.4小结

第5章总结与展望

5.1创新点

5.2总结

5.3展望

参考文献

攻读学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

个人简历