摘要
随着消费者生活水平的急速提高,绿色、健康、营养、安全的食品研发日渐受到关注,其中食品抗氧化剂的研发不可或缺。L-抗坏血酸棕榈酸酯(LAP)是唯一被批准用于婴儿配方奶粉中的安全有效抗氧化剂。现行的 LAP 生产主要是化学合成,依赖强酸性催化剂,存在设备腐蚀严重,能耗高,产生大量酸性废水等问题,不符合可持续发展的要求。同时,LAP还存在熔点高、脂溶性差等缺陷,显著限制了其添加量和应用领域及抗氧化效果发挥。因此研究L-抗坏血酸酯的绿色、高效制备方法,创制脂溶性更好的新型L-抗坏血酸酯系列产品意义重大。 本文制备了一种有序介孔硅脂肪酶微阵列,利用此为催化剂成功地实现了 L-抗坏血酸不饱和脂肪酸酯(UFAAE)的酶法制备,并在此基础上,对UFAAE在各种植物油中的熔融特性和抗氧化能力进行了系统评价。 1、有序介孔硅脂肪酶微阵列(CaLB@OMS-C8),催化效率(CE)达到20.8 Mg-1 h-1,较游离酶提高了2.7倍;它增强了游离酶的催化活性和热稳定性。这证明了自制的脂肪酶微阵列CaLB@OMS-C8能有效替代游离酶CaLB和商品化的Novozym 435。 2、最佳优化工艺条件为:以叔丁醇为反应溶剂,L-抗坏血酸和油酸、亚油酸、亚麻酸为原料,L-抗坏血酸浓度为0.04 M、L-抗坏血酸与脂肪酸的摩尔比为1:5、酶浓度为7.4 g/L、分子筛添加量为60 g/L,在70℃反应4 h催化合成3种不同L-抗坏血酸酯。 3、不同的L-抗坏血酸酯包括L-抗坏血酸油酸酯(LAO)、L-抗坏血酸亚油酸酸酯(LAL)和L-抗坏血酸亚麻酸酯(LALN)的转化率分别达到71.8%、74.1%和76.8%。采用分子对接来模拟和解释不同脂肪酸酯化率的差异,发现亚麻酸与脂肪酶的结合能力最强(-18.8 kJ/mol)。分子对接分析可以帮助筛选合适的酰基供体,这对于提高酶的产量和降低操作成本是非常重要的。 4、LAP在菜籽油中的溶解度只有0.02 g/100g,而结合了油酸、亚油酸和亚麻酸的LAO、LAL和LALN的溶解度分别为0.16、0.38、0.40 g/100g,较LAP溶解度提高了7-20倍。结果表明,利用不饱和脂肪酸来合成L-抗坏血酸酯是提高其脂溶性的有效途径。此外,UFAAE和LAP在不同油中接近的氧化诱导时间证实了UFAAE作为氧化剂的可行性。