張淑青 操麗麗 吳學(xué)鳳 莫玉穩(wěn) 潘麗軍
L-抗壞血酸辛酸酯的酶法合成及性質(zhì)研究
張淑青 操麗麗 吳學(xué)鳳 莫玉穩(wěn) 潘麗軍
(合肥工業(yè)大學(xué)生物與食品工程學(xué)院安徽省農(nóng)產(chǎn)品精深加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,合肥 230009)
在叔丁醇體系中,Novozym 435固定化脂肪酶催化L-抗壞血酸和中鏈脂肪酸正辛酸發(fā)生酯化反應(yīng)合成L-抗壞血酸辛酸酯(L-AO),在底物(L-抗壞血酸)濃度0.2 mol/L、底物摩爾比6∶1、脂肪酶用量20%、反應(yīng)溫度55℃、分子篩添加量60 mg/mL條件下反應(yīng)12 h,L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率可達(dá)85.6%。DSC分析結(jié)果表明L-AO具有較低的結(jié)晶溫度和較高的結(jié)晶焓,使其在低溫時不易結(jié)晶析出。油溶性測定結(jié)果顯示,L-AO在植物油中的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于L-抗壞血酸棕櫚酸酯(L-AP),較高的油溶性有利于擴(kuò)展其在油脂及脂溶性產(chǎn)品中的應(yīng)用。羥自由基清除能力以及對油脂的抗氧化性能試驗(yàn)結(jié)果表明L-AO具有較強(qiáng)的抗氧化能力,是一種很有潛力的油溶性抗氧化劑。
正辛酸 L-抗壞血酸 脂肪酶 L-抗壞血酸辛酸酯 DSC 油溶性 抗氧化活性
隨著食品工業(yè)的高速發(fā)展,人民生活水平的不斷提高,食品和食品添加劑的安全性越來越受到重視。用以延緩油脂及含油食品酸敗劣變的化學(xué)合成類抗氧化劑,如二丁基羥基甲苯(BHT)、丁基羥基茴香醚(BHA)、叔丁基對苯二酚(TBHQ)等因可能具有致癌性而受到人們的質(zhì)疑[1],天然類抗氧化劑高效、低毒的特性受到越來越多的關(guān)注。L-抗壞血酸脂肪酸酯是近年來研究較多的一種新型綠色抗氧化劑[2-3],主要以長鏈脂肪酸尤其是棕櫚酸和硬脂酸為酰基供體[4-5]。其中,L- 抗壞血酸棕櫚酸酯(L -ascorbyl palmitate,L-AP)已得到世界衛(wèi)生組織等機(jī)構(gòu)的認(rèn)可,并被多國藥典收載,作為食品添加劑廣泛應(yīng)用于食用油、含油食品及肉制品中[6]。但L-抗壞血酸長鏈脂肪酸酯較高的熔點(diǎn)使得其在油脂及脂溶性產(chǎn)品中的溶解度并不理想,溫度較低時容易結(jié)晶析出,從而影響其抗氧化活性。
本研究通過非水相固定脂肪酶催化,將低熔點(diǎn)的中鏈脂肪酸正辛酸引入到L-抗壞血酸的第六位羥基上,得到L-抗壞血酸辛酸酯(L-ascorbyl octanoate,L-AO),考察各因素對合成效果的影響,并對產(chǎn)物的熱性能、油溶性及抗氧化性進(jìn)行了研究,以期為L-抗壞血酸中鏈脂肪酸酯的后續(xù)研究及生產(chǎn)提供參考。
L-抗壞血酸(純度≥99.7%)、正辛酸(純度≥99.0%)、4A分子篩、水楊酸、硫酸亞鐵、過氧化氫:國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;叔丁醇、叔戊醇、丙酮、乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷、正己烷:無錫市展望化工試劑有限公司,以上均為分析純;色譜級甲醇:美國天地色譜試劑公司;超純水:實(shí)驗(yàn)室自制;商品化固定化脂肪酶Novozym 435、Lipozyme TL IM、Lipozyme RM IM:美國諾維信公司;食用油:市售。
SHY-2A型水浴恒溫振蕩器:江蘇金壇市金城國勝實(shí)驗(yàn)儀器廠;HPLC系統(tǒng):美國Waters公司;Q2000型差熱示差掃描量熱儀:美國TA儀器公司;T6新世紀(jì)型紫外可見分光光度計(jì):北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。
1.2.1 L-AO的酶法合成條件優(yōu)化
稱取一定量的正辛酸、L-抗壞血酸及固定化脂肪酶于干凈的具塞錐形瓶中,加入反應(yīng)介質(zhì)和4A分子篩,塞緊塞子,用保鮮膜密封,于恒溫振蕩器中反應(yīng)。以L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率為指標(biāo),考察酶的種類、反應(yīng)介質(zhì)、反應(yīng)時間、底物(L-抗壞血酸)濃度、底物摩爾比(正辛酸∶L-抗壞血酸)、脂肪酶用量(以L-抗壞血酸的質(zhì)量計(jì))、反應(yīng)溫度、分子篩添加量對合成效果的影響。在最優(yōu)合成條件下,考察脂肪酶的重復(fù)使用效果。
1.2.2 L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率的測定
反應(yīng)結(jié)束后,將反應(yīng)液過濾、稀釋、過膜,采用高效液相色譜法(HPLC)檢測反應(yīng)液中產(chǎn)物的含量,計(jì)算L-抗壞血酸的酯化轉(zhuǎn)化率。HPLC檢測參數(shù)[7]如下:色譜柱Waters Symmetry?C18(5 μm,3.9×150 mm);檢測器光電二極管陣列檢測器(Waters 2996);流動相甲醇/水=70/30;進(jìn)樣量5 μL;流速1 mL/min;柱溫25℃。L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率(y)的計(jì)算公式[8]:
式中:nd為未反應(yīng)完的L-抗壞血酸的物質(zhì)的量/mol;n0為反應(yīng)初始加入的L-抗壞血酸的總物質(zhì)的量/mol。
1.2.3 L-AO的分離純化
反應(yīng)液經(jīng)固液分離,除去酶、分子篩,再經(jīng)減壓蒸餾除去反應(yīng)介質(zhì),所得粗產(chǎn)物用乙酸乙酯溶解,加水洗滌,分液,有機(jī)層真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)所得經(jīng)正己烷結(jié)晶、正己烷-二氯甲烷(3∶1)混合溶劑重結(jié)晶、真空干燥得成品。
1.2.4 L-AO純度的測定
參考GB 16314—1996中關(guān)于測定L-AP純度的碘量法測定產(chǎn)物的純度[9]。
1.2.5 L-AO的DSC分析
采用差示掃描量熱儀(DSC)對L-AO的熱性能進(jìn)行分析研究。N2為尾吹氣,液氮降溫,升溫速率10℃/min,降溫速率5℃/min,溫度范圍0~100℃。并與L-AP作比較。
1.2.6 L-AO油溶性的測定
將過量的L-AO置于不同油品中,常溫下振蕩或超聲一段時間,待溶解達(dá)到平衡,過濾除去未溶解的L-AO,通過碘量法[9]測定其在各油品中的溶解度,并與L-AP作比較。
1.2.7 L-AO對羥自由基清除能力的測定
利用水楊酸捕捉Fenton反應(yīng)產(chǎn)生的羥自由基產(chǎn)生有色物質(zhì)的原理,參考Smironff等[10]的方法測定L-抗壞血酸辛酸酯對羥自由基清除能力。取9 mmol/L硫酸亞鐵溶液1 mL,加1 mL 9 mmol/L 水楊酸-乙醇溶液(50%),混勻后加入1 mL不同濃度的L-AO乙醇溶液為處理樣,對照樣加入1 mL無水乙醇,最后加入0.03%H2O21 mL啟動反應(yīng),37℃保溫30 min,于510 nm處測定吸光度。同時與VC、TBHQ、PG(沒食子酸丙酯)、L-AP、VE比較清除能力。對羥自由基的清除率按公式計(jì)算:
1.2.8 L-AO對油脂的抗氧化性能的測定
采用烘箱法[11]測定L-AO對油脂的抗氧化性能。準(zhǔn)確稱取160 mg L-AO,配成16 mg/mL乙醇溶液,移取100μL樣品液到8 g油樣中,配成抗氧化劑添加量為0.02%的試樣。轉(zhuǎn)入(40±0.5)℃的烘箱中加速氧化,并按GB/T 5538—2005每隔4 d測定過氧化值(POV)[12]。同時與TBHQ、BHT、BHA、PG、L-AP、VE比較抗氧化性能。
2.1.1 酶的種類對L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率的影響
由圖1可知,Novozym 435固定化脂肪酶催化合成L-AO效果較好,而其余2種固定化脂肪酶幾乎無效果,故選擇Novozym 435脂肪酶。
圖1 酶的種類對L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率的影響
2.1.2 反應(yīng)介質(zhì)對L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率的影響
反應(yīng)介質(zhì)的極性對酶的活性和穩(wěn)定性有直接的影響,極性過大會破壞酶的水化層,致使酶失活;極性過小,L-抗壞血酸的溶解度大大降低,也不利于反應(yīng)的進(jìn)行[13]。
圖2 反應(yīng)介質(zhì)對L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率的影響
由圖2可知,極性適中的叔戊醇、叔丁醇、丙酮酯化轉(zhuǎn)化率較高,極性較大的乙腈則較低,其中叔戊醇和叔丁醇效果最好,考慮到沸點(diǎn)低的叔丁醇在后續(xù)的真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除溶劑的過程中相對容易且耗能低,且價格比叔戊醇低一半左右,故選擇叔丁醇作為反應(yīng)介質(zhì)。
2.1.3 反應(yīng)時間對L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率的影響
反應(yīng)時間不僅影響催化效率,而且還關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和脂肪酶的活性。反應(yīng)時間過短,反應(yīng)不充分,產(chǎn)品得率低,造成底物的浪費(fèi);但是反應(yīng)時間過長,部分酶活喪失,產(chǎn)品顏色發(fā)黃,增加資源的浪費(fèi)及設(shè)備的磨損。因此,選擇合適的反應(yīng)時間至關(guān)重要[14]。
由圖3可知,12 h以內(nèi)隨著時間的延長,L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率逐漸升高,12 h后增長緩慢并趨于平衡,時間再延長轉(zhuǎn)化率還有下降的趨勢,這可能是由于分子篩吸附造成的產(chǎn)物損失導(dǎo)致的。故反應(yīng)時間選12 h。
圖3 反應(yīng)時間、底物濃度、底物摩爾比對L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率的影響
2.1.4 底物濃度對L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率的影響
底物濃度小,酶促反應(yīng)達(dá)到平衡所需時間短,但產(chǎn)量低;底物濃度過大,酶促反應(yīng)達(dá)到平衡所需時間長,且轉(zhuǎn)化率低,產(chǎn)量也不會很高。故選擇合適的底物濃度十分關(guān)鍵,應(yīng)綜合考慮時間、轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)量等因素。
由圖3可知,底物濃度小于0.2 mol/L時,隨著底物濃度的增加,其與固定化脂肪酶的接觸面積也會增加,L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率不斷提高。但當(dāng)?shù)孜餄舛壤^續(xù)增加時,L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率反而降低,這可能是因?yàn)殡S著底物濃度的增加,固定化脂肪酶的作用位點(diǎn)被包裹住,而且反應(yīng)生成的水也會對固定化脂肪酶的催化活性有很大影響,從而大大限制了L-AO的生成。因此選擇L-抗壞血酸的濃度為0.2 mol/L。
2.1.5 底物摩爾比對L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率的影響
酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng),依照反應(yīng)平衡原理,要提高其中一種底物L(fēng)-抗壞血酸的酯化轉(zhuǎn)化率,可以通過增加另一底物正辛酸的濃度使反應(yīng)朝正反應(yīng)方向進(jìn)行,在L-抗壞血酸和脂肪酸的酯化反應(yīng)中,提高酰基供體的濃度對提高脂肪酶的催化穩(wěn)定性也有一定的作用[15]。
如圖3所示,當(dāng)正辛酸與L-抗壞血酸的摩爾比從0.8∶1上升至6∶1時,L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率不斷提高,繼續(xù)增加正辛酸濃度,轉(zhuǎn)化率不再上升,主要原因是隨著底物摩爾比的增加,固定化脂肪酶的結(jié)合位點(diǎn)逐漸趨于飽和,且過量的正辛酸增加了空間位阻。故選擇底物摩爾比為6∶1比較合適。
2.1.6 脂肪酶用量對L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率的影響
由圖4可知,當(dāng)脂肪酶用量小于20%時,隨著脂肪酶用量的增加,L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率逐漸增大,主要原因是隨著酶用量的增加,底物與酶的接觸面積增大,催化反應(yīng)速率加快,L-抗壞血酸辛酸酯的產(chǎn)率提高。繼續(xù)增加脂肪酶用量,L-抗壞血酸的轉(zhuǎn)化率趨于平衡。故選擇脂肪酶用量為20%。
圖4 脂肪酶用量、反應(yīng)溫度、分子篩添加量對L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率的影響
2.1.7 反應(yīng)溫度對L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率的影響
溫度對脂肪酶的催化活性有很大的影響。溫度升高,酶活提高,反應(yīng)速率加快,反應(yīng)達(dá)到平衡所需時間縮短,另一方面,溫度會影響酶的穩(wěn)定性,過高的溫度會導(dǎo)致酶變性失活,反應(yīng)速率隨之下降。故選擇合適的反應(yīng)溫度十分重要。
如圖4所示,反應(yīng)溫度在40~55℃范圍內(nèi),隨著溫度的升高,L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率迅速提高,但隨著溫度的繼續(xù)上升,轉(zhuǎn)化率呈現(xiàn)下降趨勢。根據(jù)Novozym 435脂肪酶的產(chǎn)品使用要求,反應(yīng)體系溫度應(yīng)控制在60℃以下。此外,L-抗壞血酸的連烯二醇結(jié)構(gòu)對溫度比較敏感,高溫易被破壞。因此,選擇最佳反應(yīng)溫度為55℃。
2.1.8 分子篩添加量對L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率的影響
對非水相酶促反應(yīng)而言,適量的水對酶活的維持是必需的[14]。酯化反應(yīng)的開始,體系中水分活度較低,酶活未被完全激發(fā),隨反應(yīng)的進(jìn)行,水分活度增大,酶活提高,但當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定的程度后,過量的水會引起酶分子內(nèi)部“水簇”的形成,改變酶的活性結(jié)構(gòu),導(dǎo)致酶活降低[16]。因此,控制反應(yīng)體系各個階段的水分活度十分關(guān)鍵。通過添加適量的4A分子篩可以有效控制體系的水分活度,從而使酶活處于較高的狀態(tài)。
由圖4可知,分子篩添加量在60~200 mg/mL溶劑時,L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率較高,較未添加分子篩高出20%左右,繼續(xù)增加用量,轉(zhuǎn)化率下降,這可能是因?yàn)榇罅糠肿雍Y導(dǎo)致水分活度過低,破壞了脂肪酶的水化層,酶活降低,或者是因?yàn)榉肿雍Y的吸附作用導(dǎo)致產(chǎn)物損失。故選擇分子篩添加量為60 mg/mL,此時轉(zhuǎn)化率可達(dá)85.6%。
2.1.9 脂肪酶使用次數(shù)對L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率的影響
圖5 脂肪酶使用次數(shù)對L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率的影響
由圖5可知,隨脂肪酶使用次數(shù)的增加,L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率先稍有增加后逐漸下降,最高轉(zhuǎn)化率為第2次使用時的88.3%,使用第10次時轉(zhuǎn)化率仍保持在75%以上。Novozym 435固定化脂肪酶在重復(fù)使用次數(shù)較多的情況下仍能保持較好的催化效果,有利于降低生產(chǎn)成本。
根據(jù)最佳合成條件,在叔丁醇反應(yīng)體系中,由Novozym 435固定化脂肪酶催化合成粗產(chǎn)物,經(jīng)有機(jī)溶劑萃取結(jié)晶法分離純化后得到的產(chǎn)物為白色有光澤的針狀晶體,用碘量法測定產(chǎn)物的純度為96.5%。
圖6 L-AO的DSC分析
圖7 L-AP的DSC分析
由圖6和圖7可知,在升溫過程中,L-AO的熔融峰出現(xiàn)在61.85℃,熔融焓為112.05 J/g,比LAP的熔融焓123.18 J/g低;在降溫過程中,L-AO的結(jié)晶峰出現(xiàn)在22.07℃,結(jié)晶焓為96.24 J/g,較L-AP的27.58 J/g高出很多。L-AO較低的熔融溫度、熔融焓、結(jié)晶溫度和較高的結(jié)晶焓使得其在油脂及脂溶性產(chǎn)品中有較高的溶解度,且當(dāng)溫度較低時不易結(jié)晶析出。另外,L-AO較寬的結(jié)晶區(qū)間使得分離純化結(jié)晶步驟中溫度的控制非常重要,否則很容易形成黏稠的膏狀固體,不利于后續(xù)分離[14]。
由圖8可知,L-AO在各類植物油中的溶解度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于L-AP。其在大豆油、花生油、菜籽油、葵花籽油及稻米油中的溶解度分別為933、1 708、1 311、1 157、1 689 mg/kg,均為L-AP 的5~7倍,尤其在玉米油中的溶解度為1 995 mg/kg,約為L-AP(145 mg/kg)的14倍,可見在L-抗壞血酸結(jié)構(gòu)中引入中鏈脂肪酸,有利于增加其油溶性,擴(kuò)展其在油脂及脂溶性產(chǎn)品中的應(yīng)用。雖然L-AO的極性大于L-AP,但其較小的相對分子質(zhì)量和較短的碳鏈?zhǔn)蛊渚哂休^小的空間位阻,可能有助于其溶解于油脂中。同時,較低的熔融溫度、熔融焓也可能是其油溶性遠(yuǎn)大于L-AP的原因。
圖8 L-AO及L-AP在不同植物油脂中的溶解度
羥自由基是引發(fā)脂肪過氧化的重要活性氧,羥自由基清除率是反應(yīng)抗氧化性能的一個重要指標(biāo)[17]。
圖9可知,在一定質(zhì)量濃度范圍內(nèi),VC、TBHQ、L-AP和L-AO對羥自由基的清除能力隨質(zhì)量濃度的增加而增強(qiáng),基本呈量效關(guān)系,清除能力大小依次為:TBHQ>VC>L-AO >L-AP,最終趨于平衡;PG和VE對羥自由基的清除能力較弱,在0.2~1.4 mg/mL質(zhì)量濃度范圍內(nèi),清除率最高分別只有32%、14%。VC、L-AO、L-AP對羥自由基的清除能力依次降低是因?yàn)樵谙嗤|(zhì)量濃度條件下具有抗氧化活性的連二烯醇結(jié)構(gòu)所占比重依次下降[13]。
圖9 L-AO的羥自由基清除能力
由圖10可知,在強(qiáng)制氧化作用下,隨著強(qiáng)制氧化時間的延長,各油樣的過氧化值(POV)均呈上升趨勢,其中空白油樣上升趨勢尤為顯著,添加各類抗氧化劑的油樣的POV值均比空白對照低,說明各類抗氧化劑對大豆油的氧化有一定的抑制作用,其抗氧化能力大小依次為:TBHQ>L-AO>L-AP>PG>BHT>BHA>VE。最初的24 d內(nèi),添加PG、BHT、BHA的油樣的POV值基本呈線性上升,氧化開始進(jìn)行,而添加TBHQ、L-AP和L-AO的油樣的POV值基本不變,說明L-AO可以有效地延緩油脂的氧化起始,對油脂的抗氧化性能較強(qiáng),基本可以達(dá)到TBHQ的效果,但之后POV值稍有增加,可能是因?yàn)槠渥陨頍岱€(wěn)定性不如TBHQ所導(dǎo)致的。
圖10 L-AO與其他抗氧化劑在大豆油中的抗氧化性能比較
3.1 本研究以中鏈脂肪酸正辛酸為?;w,對L-AO的酶法合成工藝條件進(jìn)行優(yōu)化。選取Novozym435為催化酶,叔丁醇為反應(yīng)介質(zhì),考察各因素對L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率的影響,得到最佳工藝條件為:底物濃度0.2 mol/L,底物摩爾比6∶1,脂肪酶用量20%,反應(yīng)溫度55℃,分子篩添加量60 mg/mL,此條件下反應(yīng)12 h,L-抗壞血酸酯化轉(zhuǎn)化率可達(dá)85.6%。采用有機(jī)溶劑萃取結(jié)晶法分離純化得到產(chǎn)物為白色晶體,純度96.5%。
3.2 L-AO的DSC分析結(jié)果表明,相較于L-AP,L-AO具有較低的熔融溫度、熔融焓、結(jié)晶溫度和較高的結(jié)晶焓,使其具有較高的脂溶性,且在低溫時不易結(jié)晶析出。油溶性測定結(jié)果顯示,L-AO在植物油中的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于L-AP,正辛酸的引入,大大提高了L-抗壞血酸的油溶性,有利于擴(kuò)展其在油脂及脂溶性產(chǎn)品中的應(yīng)用。
3.3 L-AO對羥自由基的清除能力較強(qiáng),僅次于TBHQ與VC。對油脂的抗氧化性能試驗(yàn)中,24 d內(nèi)添加L-AO油樣的POV值基本不變,表明LAO可以有效地延緩油脂的氧化起始,其對油脂的抗氧化性能較強(qiáng),基本可以媲美TBHQ。因此,LAO是一種很有潛力的油溶性抗氧化劑,有廣泛的應(yīng)用前景。
[1]鄒志飛.食品添加劑的毒性研究概覽[C]//第四屆第二次中國毒理學(xué)會食品毒理學(xué)專業(yè)委員會與營養(yǎng)食品所毒理室聯(lián)合召開學(xué)術(shù)會議論文集.北京:中國毒理學(xué)會食品毒理學(xué)專業(yè)委員會,2008:81-102
Zou Z L.Review on the toxicity of food additives[C]//The fourth session of the second toxicology,professional committee of the Chinese society of toxicology food and nutrition food toxicology room joint academic conference proceedings.Beijing:Food toxicology Specialized Committee of Chinese society of toxicology,2008:81-102
[2]Chang SW,Yang CJ,Chen F Y,et al.Optimized synthesis of lipase-catalyzed L-ascorbyl laurate by Novozym?435[J].Journal of Molecular Catalysis B:Enzymatic,2009,56(1):7-12
[3]彭?xiàng)?,穆青,魏微,?超聲輔助脂肪酶催化L-抗壞血酸脂肪酸酯的合成[J].食品科學(xué),2011,32(12):101-105
Peng Y,Mu Q,Wei W,et al.Synthesis of ascorbyl fatty acid esters from lard by ultrasound-assisted lipase catalysis[J].Food Science,2011,32(12):101 -105
[4]Burham H,Rasheed R A G A,Noor N M,et al.Enzymatic synthesis of palm - based ascorbyl esters[J].Journal of Molecular Catalysis B:Enzymatic,2009,58(1-4):153-157
[5]雷琳.L-抗壞血酸硬脂酸酯的合成條件探索[J].廣東化工,2009,36(6):72-73
Lei L.Study on Synthesis Condition of L-ascorbyl Stearate[J].Guangdong Chemical Industry,2009,36(6):72 -73
[6]中國人民共和國衛(wèi)生部.GB 2760—2011食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)、食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國人民共和國衛(wèi)生部,2011
Ministry of Health of the People's Republic of China.GB 2760-2011 National food safety standard-standards for uses of food additives[S].Beijing:Ministry of Health of the People's Republic of China,2011
[7]蔡水根,陶冠軍,秦昉,等.L-抗壞血酸月桂酸酯的酶法合成、分離及其性質(zhì)[J].食品工業(yè)科技,2008,29(10):211-215
Cai SG,Tao G J,Qin F,et al.Enzymatic synthesis,separation and properties of L - ascorbyl laurate[J].Science &Technology of Food Industry,2008,29(10):211 -215
[8]宋秋紅,王熙,田平芳.酶催化合成維生素C脂肪酸酯的反應(yīng)條件優(yōu)化[J].北京化工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2009,36(6):77 -81
Song QH,Wang X,Tian PF.Optimization of the enzymatic synthesis of L - ascorbyl fatty acid esters[J].Journal of Beijing University of Chemical Technology (Natural Science),2009,36(6):77 -81
[9]中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB 16314-1996食品添加劑L-抗壞血酸棕櫚酸酯[S].北京:中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會,1996
Standardization Administration of the People's Republic of China.GB 16314-1996 Food Additives:L-ascorbyl palmitate [S].Beijing:Standardization Administration of the People's Republic of China,1996
[10]Smironff N,Cumbes Q J.Hydroxyl radical scavenging activity of compatible solutes[J].Phytochemistry,1989,28(4):1057-1060
[11]余泗蓮,余彬,祝顯虹,等.異VC山茶油脂肪酸酯的抗氧化性能研究[J].中國食品添加劑,2012(6):161-164
Yu SL,Yu B,Zhu X H,et al.Study on the antioxidation activity of D - isoascorbyl camellia oil fatty acid esters[J].China Food Additives,2012,(6):161-164
[12]GB/T 5538—2005 動植物油脂過氧化值測定[S]. 北京:中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會,2005
GB/T 5538—2005 Determination of peroxide value plant and animal oils and fats[S].Beijing:Standardization Administration of the People's Republic of China,2005
[13]李卓,晏日安,曾永青.超聲波強(qiáng)化酶法合成L-抗壞血酸癸酸酯及其抗氧化性研究[J].食品工業(yè)科技,2013,34(2):204-209
Li Z,Yan R A,Zeng Y Q.Synthesis of lipase-catalyzed L-ascorbyl decanoate in ultrasonic field and determination of its antioxidant activity[J].Science & Technology of Food Industry,2013,34(2):204 -209
[14]曹劉霞.非水相酶催化合成L-抗壞血酸油酸酯、結(jié)構(gòu)表征及性質(zhì)研究[D],鄭州:河南工業(yè)大學(xué),2011
Cao L X.Biosynthesis of L-ascorbyl oleate catalyzed by lipase in non-aqueous phase and study on its structure and properties[D].Zhengzhou:Henan University of Technology,2011
[15]張洪勇,錢俊青.叔戊醇體系中酶法合成L-抗壞血酸脂肪酸酯的研究[J].高?;瘜W(xué)工程學(xué)報,2011,25(6):1010 -1015
Zhang H Y,Qian JQ.Study of enzymatic synthesis of L-ascorbyl fatty acid esters in tert- amyl alcohol[J].Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities,2011,25(6):1010 -1015
[16]Affleck R,Xu Z F,Suzawa V,et al.Enzymatic catalysis and dynamics in low - water environments[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,1992,89(3):1100 -1104
[17]王園,惠愛玲,潘見,等.L-抗壞血酸肉桂酸酯的合成及其抗氧化活性研究[J].現(xiàn)代食品科技,2013,29(6):1337 -1341
Wang Y,Hui A L,Pan J,et al.Synthesis of L-ascorbic acid cinnamic acid ester and its antioxidant activities[J].Modern Food Science and Technology,2013,29 (6):1337-1341.
Research on Enzymatic Synthesis and Property of L-Ascorbyl Octanoate
Zhang Shuqing Cao Lili Wu Xuefeng Mo Yuwen Pan Lijun
(School of Biotechnology and Food Engineering,Hefei University of Technology,Key Laboratory for Agriculture Product Deep-processing of Anhui Province,Hefei 230009)
The esterification of n-octanoic acid with L-ascorbic acid and medium-chain fatty acid n-caprylic acidin the presence of immobilized lipase(Novozym435)as the catalyst and tert-butanol as the solvent to obtain L-ascorbyl octanoate(L-AO)was studied.The conversion rate of L-ascorbic acid could reach 85.6%under the conditions of concentration of L -ascorbic acid 0.2 mol/L,substrate molar ratio 6∶1,enzyme dosage 20%,reaction temperature 55℃,molecular sieve dosage 60 mg/mL and reaction time 12 h.DSCanalysis results indicated that L-AO has lower crystallization temperature and higher crystal enthalpy,which make it not easily to crystallize out at low temperatures.And the oil solubility analysis resluts indicated that the solubilities of L-AO in the vegetable oils are far greater than that of L-ascorbic palmitate(L-AP),the higher oil-solubility of L-AObenefits to extend its application in oils and fat-soluble products.The antioxidant activities of L-AO were studied by hydroxyl radical system and further evaluated by adding into the soybean oil.The hydroxyl radical scavenging activity and oxidation resistence test results of grease indicated that L-AO had strong oxidation resistance and L-AO was demonstrated to be a potential oil-soluble antioxidants.
n-octanoic acid,L-ascorbic acid,Lipase,L-ascorbyl octanoate,DSC,oil solubility,antioxidant activity
TS202.3
A
1003-0174(2016)07-0107-07
“十一五”國家科技支撐計(jì)劃(2010BAD01B07),農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目(2013GB2C300217)
2014-11-18
張淑青,女,1990年出生,碩士,農(nóng)產(chǎn)品生物化工
潘麗軍,女,1955年出生,教授,農(nóng)產(chǎn)品資源綜合利用