體系下磁性固定化酶法合成中碳鏈甘三脂的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超臨界CO2體系下磁性固定化酶法合成中碳鏈甘三脂的方法。
【背景技術】
[0002]中碳鏈甘三脂(MCT)是指飽和辛酸甘油三酯或飽和癸酸甘油三酯或飽和辛酸-癸酸混合的甘油三酯。在室溫下，是無刺激性氣味的液體，粘度較低，約是普通植物油的50% ;MCT因其具有穩(wěn)定的抗氧化性和在體內代謝速率快的特點，作為一種低能量，既具有保健作用又不影響食品風味的膳食脂肪引起了人們的廣泛關注并被廣泛應用在減肥食品、術后專用食品等食品、醫(yī)藥和化妝品工業(yè)中。
[0003]MCT的制備方法主要分為化學法和酶法，酶法催化反應，有效避免了化學法中反應過程繁瑣，時間長，污染嚴重等缺點，但是酶法制備MCT同樣具備產率低、游離酶結構不穩(wěn)定，容易變性失活，并且與底物反應后，酶與底物分離較難等缺點，因此不利于酶的循環(huán)利用，限制了酶的工業(yè)化生產。磁性納米粒子作為一種納米顆粒，以其優(yōu)越的超順磁性、比表面積大等物理特性，在諸多方面顯示出巨大的應用價值，將酶固定在一些磁性載體上并進行反應，可以有效地解決游離酶回收難的問題，而且酶經過固定化后表現(xiàn)出良好的酶活力和對環(huán)境更強的適應能力，重復使用次數增多，與游離酶對比其催化過程更易于控制。在超臨界CO2條件下進行酶催化反應，溶液有較大的溶解能力和較高傳遞特性，因此降低了反應過程中的傳遞阻力，能夠提高酶反應速率;另外CO2是一種無毒、惰性、成本低、可循環(huán)使用、對環(huán)境相當友好的反應介質。目前，傳統(tǒng)的酶法生產工藝的產率低，酶的使用次數低，成本高，且產品后處理難度較大。因此，選擇適當的磁性材料固定脂肪酶，優(yōu)化中碳鏈甘三酯的生產工藝，是所面臨的挑戰(zhàn)之一，而常態(tài)游離酶法制備MCT的研究報道較多，超臨界0)2體系下磁性固定化酶法制備MCT卻鮮見報道。因此，本發(fā)明得出了在超臨界CO2體系下采用磁性固定化酶法制備MCT的最佳工藝參數，此發(fā)明提高了 MCT的得率、酶的使用次數、縮短了反應時間、提高了原料的利用價值和經濟效益，使其在工業(yè)上具有廣闊的前景。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明是在超臨界C02體系下，以磁性固定化酶Novozyme435為催化劑，甘油和辛酸、癸酸混合酸為原料制備中碳鏈甘三酯，得到了酶催化反應的最佳反應參數，在此條件下，酶催化反應時間較短，MCT的得率較高，酶易于分離，酶的使用次數可達8次，且制備工藝簡單，無污染。
【具體實施方式】
[0005]【具體實施方式】一:
[0006]步驟一:磁性固定化Novozyme 435的制備，磁性固定化Novozyme 435的制備，將3克殼聚糖粉末溶解在200mL的350mol/L的乙酸溶液中；然后將47.3g FeCl3.6H20和27.8gFeSO4.7H20加入到上述溶液中；將得到的混合物在室溫下劇烈攪拌，隨后加入NH4OH溶液，直到pH值增加至10;反應I小時后，將溶液加熱至80 °C并保持30min，然后過濾并用蒸餾水洗滌;將所得的沉淀物通過凍干進行干燥，得到具有較強磁場感應的Fe3O4-殼聚糖微球;將2g干式磁選殼聚糖微球與20mL質量分數為9%的戊二醛溶液混合，添加20mL 450U/mL的Novozyme 435酶液，調節(jié)pH為7，在溫度35°C下反應7.5h;固定化完成后，用外加磁場將磁性物質沉淀，然后用蒸餾水沖洗至洗滌液中不能檢測到酶，凍干后得到磁性固定化Novozyme435；
[0007]步驟二:向不銹鋼反應釜中按2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1 (辛酸、癸酸混合酸:甘油)比例加入反應物，再加入脂肪酸質量的2%、3%、4%、5%、6%的磁性固定化脂肪酶Novozyme 435，用玻璃棒攪拌均勾，加入轉子后將反應爸密封，然后向不銹鋼反應爸中注入2?6MPa的⑶2氣體，進行試漏；再用⑶2置換不銹鋼反應釜中的空氣3?5次，其壓力小于5MPa ；向不銹鋼反應釜中充入CO2氣體，壓力為8、9、1、11、12MPa，使其在反應溫度下處于超臨界狀態(tài);再將其放入磁力攪拌水浴鍋中，調節(jié)轉速為90、120、150、180、210r/min，溫度為85、90、95、100、105°C，反應時間為6、8、10、12、14h;反應后，用外加磁場將磁酶分離，測該反應中MCT的得率。
[0008]【具體實施方式】二:本實施方法與具體實施方法一不同點在于步驟二中選取反應物比例為2.5:1,3:1,3.5:1(辛酸、癸酸混合酸:甘油)，其它組成和步驟與【具體實施方式】一相同。
[0009]【具體實施方式】三:本實施方法與具體實施方法一不同點在于步驟二中選取酶添加量為脂肪酸質量的3%、4%、5%，其它組成和步驟與【具體實施方式】一相同。
[0010]【具體實施方式】四:本實施方法與具體實施方法一不同點在于步驟二中選取反應釜中CO2的壓力為9、10、I IMPa，其它組成和步驟與【具體實施方式】一相同。
[0011]【具體實施方式】五:本實施方法與具體實施方法一不同點在于步驟二中選取轉速為120、150、180r/min，其它組成和步驟與【具體實施方式】一相同。
[0012]【具體實施方式】六:本實施方法與具體實施方法一不同點在于步驟二中選取水浴溫度為90、95、100°(:，其它組成和步驟與【具體實施方式】一相同。
[0013]【具體實施方式】七:本實施方法與具體實施方法一不同點在于步驟二中選取反應時間為8、10、12h，其它組成和步驟與【具體實施方式】一相同。
【主權項】
1.一種超臨界CO2體系下磁性固定化酶法合成中碳鏈甘三脂的方法，其特征在于以下步驟: 步驟一:磁性固定化Novozyme 435的制備方法； 步驟二:向不銹鋼反應釜中按2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1 (辛酸、癸酸混合酸:甘油)比例加入反應物，再加入脂肪酸質量的2%、3%、4%、5%、6%的磁性固定化脂肪酶Novozyme435，用玻璃棒攪拌均勻，加入轉子后將反應釜密封，然后向不銹鋼反應釜中注入2?6MPa的CO2氣體，進行試漏;再用CO2置換不銹鋼反應釜中的空氣3?5次，其壓力小于5MPa ；向不銹鋼反應釜中充入CO2氣體，壓力為8、9、10、11、12MPa，使其在反應溫度下處于超臨界狀態(tài);再將其放入磁力攪拌水浴鍋中，調節(jié)轉速為90、120、150、180、210r/min，溫度為85、90、95、100、105 °C,反應時間為6、8、10、12、14h;反應后，用外加磁場將磁酶分離，測該反應中MCT的得率。2.根據權利要求1所述的一種超臨界CO2體系下磁性固定化酶法合成中碳鏈甘三脂的方法，其特征在于步驟一中磁性固定化Novozyme 435的制備方法。3.根據權利要求1所述的一種超臨界CO2體系下磁性固定化酶法合成中碳鏈甘三脂的方法，其特征在于步驟二中選取反應物比例為2.5:1、3:1、3.5:1。4.根據權利要求1所述的一種超臨界CO2體系下磁性固定化酶法合成中碳鏈甘三脂的方法，其特征在于步驟二中選取酶添加量為脂肪酸質量的3%、4%、5%。5.根據權利要求2所述的一種超臨界CO2體系下磁性固定化酶法合成中碳鏈甘三脂的方法，其特征在于步驟二中選取反應釜中CO2的壓力為9、10、I IMPa。6.根據權利要求2所述的一種超臨界CO2體系下磁性固定化酶法合成中碳鏈甘三脂的方法，其特征在于步驟二中選取轉速為120、150、180r/min。7.根據權利要求2所述的一種超臨界CO2體系下磁性固定化酶法合成中碳鏈甘三脂的方法，其特征在于步驟二中選取水浴溫度為90、95、100 °C。8.根據權利要求2所述的一種超臨界CO2體系下磁性固定化酶法合成中碳鏈甘三脂的方法，其特征在于步驟二中選取反應時間為8、1、12h。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超臨界CO2體系下磁性固定化酶法合成中碳鏈甘三脂的方法，其特征是：在超臨界CO2體系下，以磁性固定化脂肪酶Novozyme？435為催化劑，甘油和辛酸、癸酸混合酸為原料制備中碳鏈甘三酯，得到了酶催化反應的最佳反應參數，由于磁性固定化酶的耐熱溫度提高了5℃，使酶的活性增大，而且在超臨界CO2體系下，溶液有較大的溶解能力和較高傳遞特性，因此降低了反應過程中的傳遞阻力，提高酶反應速率，使反應時間縮短2～3h，MCT的得率可達90％以上，制備工藝簡單，酶易于分離，且使用次數增多，無污染。
【IPC分類】C12N11/14, C12P7/64, C12N11/10
【公開號】CN105602931
【申請?zhí)枴緾N201610136967
【發(fā)明人】于殿宇, 王立琦, 江連洲, 齊曉芬, 潘明喆, 李中賓, 張旭, 劉欣, 任悅, 王文華, 姜洋
【申請人】東北農業(yè)大學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年3月11日