超聲波條件下結(jié)合攪拌法酶催化合成l-抗壞血酸棕櫚酸酯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于食品添加劑合成加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種超聲波條件下結(jié)合攪拌 法酶催化合成L-抗壞血酸棕櫚酸酯的方法。 技術(shù)背景
[0002] L-抗壞血酸棕櫚酸酯(L-ascorbyl palmitate，L_AP)，又稱Vc酯，英文簡稱L-AP， 白色或黃白色結(jié)晶粉末，溶于酒精、乙醚和油脂。L-ΑΡ是一種無毒無害的多功能營養(yǎng)性抗氧 保鮮劑，具有抗氧化及營養(yǎng)強化功能，且耐高溫，適用于醫(yī)藥、保健品、化妝品等，并適用于 烘烤煎炸用油的抗氧劑，常用于含油食品、食用油、動植物油及高級化妝品中，也可用于各 種嬰幼兒食品及奶粉中。目前，工業(yè)化生產(chǎn)采用化學(xué)合成法，該法腐蝕性強、操作上安全性 要求高、對環(huán)境污染大。而脂肪酶催化合成L-ΑΡ具有反應(yīng)溫和、操作安全、對環(huán)境無污染等 優(yōu)點。
[0003] 有關(guān)脂肪酶催化合成L-ΑΡ的研究多集中于搖床震蕩和電動攪拌法，此種方式使得 反應(yīng)時間過長，如果用于工業(yè)化生產(chǎn)則耗費時間、人力及能源。超聲波近年來已經(jīng)應(yīng)用在了 許多化學(xué)合成領(lǐng)域，其產(chǎn)生的空化作用在化學(xué)合成方面有重要作用。超聲波的高頻振動不 僅可以促進底物L(fēng)-抗壞血酸的溶解，增大其濃度促進酯化反應(yīng)平衡右移以提高產(chǎn)率，并且 可以使底物均勻分散在溶劑中，有效解決局部濃度不均勻的問題，提高底物與酶的有效碰 撞次數(shù)，加速反應(yīng)的進行。
[0004] 同時，對于常規(guī)的生產(chǎn)工藝過程，在反應(yīng)時，脂肪酶及分子篩基本都是沉于容器底 部，利用率不高，而且體系反應(yīng)完成后，脂肪酶及分子篩需要經(jīng)過兩次甚至多次過濾進行回 收利用，操作非常繁瑣，費時費力。針對此情況，本發(fā)明對生產(chǎn)工藝流程加以改進，簡化操 作，提高效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種超聲波條 件下結(jié)合攪拌法酶催化合成L-抗壞血酸棕櫚酸酯的方法，對生產(chǎn)工藝進行改進，生產(chǎn)效率 高、能耗少、操作簡便、產(chǎn)品收率高。
[0006] 本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0007] -種超聲波條件下結(jié)合攪拌法酶催化合成L-抗壞血酸棕櫚酸酯的方法，按照以下 操作步驟：
[0008] (1)將15g 4A型分子篩單獨裝于過濾器內(nèi)；將150ml叔丁醇加入帶塞密閉反應(yīng)容器 內(nèi)，隨后加入3g L-抗壞血酸、1.0g植酸及0.6g諾維信435型脂肪酶，置于超聲條件下，啟動 攪拌機，待L-抗壞血酸溶解后，加入12g棕櫚酸，水浴恒溫反應(yīng);反應(yīng)過程是使用循環(huán)栗進行 過濾器和反應(yīng)容器之間反應(yīng)體系不間斷循環(huán)，循環(huán)時，反應(yīng)液由反應(yīng)容器的底部進入，從反 應(yīng)容器的上部投料口流出，在從反應(yīng)容器進入循環(huán)管道的出口處加80目篩網(wǎng)，防止脂肪酶 流入循環(huán)管道；
[0009] (2)過濾除去脂肪酶，所得濾液減壓蒸餾除去溶劑，得到蓬松白色固體；
[0010] (3)將步驟⑵所得蓬松白色固體用質(zhì)量比為1:2的甲苯和乙酸乙酯混合溶劑溶解 后加水洗滌，分液漏斗放出水層，有機相于燒杯中放置4小時，抽濾；
[0011] (4)將步驟(3)所得物料真空干燥，即得L-抗壞血酸棕櫚酸酯成品。
[0012]步驟（1)所述超聲條件是指超聲功率為140W，攪拌機轉(zhuǎn)速為200r/min;所述水浴恒 溫反應(yīng)的溫度為55°C，反應(yīng)時間為6小時。
[0013] 步驟(2)所述減壓蒸餾時的溫度為55°C。
[0014] 步驟(3)所述混合溶劑的用量為50ml。
[0015] 步驟(4)所述真空干燥的溫度為60°C，時間為2小時。
[0016] 步驟(4)所得L-抗壞血酸棕櫚酸酯的純度2 97.0%，得率2 60.0%。
[0017]本發(fā)明的原理是：
[0018]本發(fā)明超聲波條件下結(jié)合攪拌法酶催化合成L-抗壞血酸棕櫚酸酯，按照如圖1所 示的生產(chǎn)工藝流程進行。而優(yōu)化前現(xiàn)有工藝流程如圖2所示。具體分析如下：
[0019] 1、分子篩在本反應(yīng)體系內(nèi)的作用主要是吸收酯化反應(yīng)生成的水，加速反應(yīng)向右進 行。脂肪酶在本反應(yīng)體系內(nèi)的作用主要是催化劑，催化反應(yīng)向右進行。工藝優(yōu)化前分子篩和 脂肪酶在反應(yīng)時都沉于反應(yīng)容器底部，不能均勻分散于整個反應(yīng)體系中，而且由于脂肪酶 顆粒比分子篩小很多，所以脂肪酶基本都是藏在分子篩之間的縫隙中，只能在局部發(fā)揮很 小一部分作用。優(yōu)化后，反應(yīng)體系一直不間斷循環(huán)，反應(yīng)體系在進入反應(yīng)容器時，是由底部 進，頂部出，這樣可以防止反應(yīng)體系中的脂肪酶沉在底部，保證脂肪酶比較均勻的分布于整 個反應(yīng)體系，從而加速反應(yīng)進行，同時，整個體系都流經(jīng)裝有分子篩的容器，保證反應(yīng)過程 中產(chǎn)生的水能被及時除去，從而加速反應(yīng)向右進行。
[0020] 2、工藝優(yōu)化前，在酯化反應(yīng)結(jié)束后，要經(jīng)過至少兩次過濾，將分子篩和脂肪酶進行 回收利用。優(yōu)化后，當(dāng)酯化反應(yīng)結(jié)束，只需一步過濾即可將脂肪酶回收，分子篩直接從容器 內(nèi)取出即可。操作簡單，省時省力。
[0021] 3、由于分子篩和脂肪酶完全分離，從而減少了攪拌過程中分子篩對脂肪酶撞擊產(chǎn) 生的損害，同時，分子篩受超聲波和攪拌槳撞擊和振動的損害也完全避免了，更有利于提高 脂肪酶和分子篩回收利用的效率。
[0022]本發(fā)明與非超聲條件下酶催化合成L-抗壞血酸棕櫚酸酯的技術(shù)相比具有以下優(yōu) 點和有益效果：
[0023] (1)反應(yīng)時間大大縮短，由40小時縮短為6小時，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且降低了 能耗；
[0024] (2)采用混合溶劑提取，一次提純即可滿足產(chǎn)品純度要求，減少提純次數(shù)，降低能 耗和損耗；
[0025] (3)酶的重復(fù)使用次數(shù)大大提高，降低生產(chǎn)成本；
[0026] (4)廣品的最終收率有所提尚。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明超聲波條件下結(jié)合攪拌法酶催化合成L-抗壞血酸棕櫚酸酯工藝流程 圖。
[0028] 圖2為現(xiàn)有L-抗壞血酸棕櫚酸酯合成工藝流程圖。 具體實施方案
[0029] 下面結(jié)合實例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，本發(fā)明的實施方式僅限于此。
[0030] 以下實施例使用的L-抗壞血酸棕櫚酸酯循環(huán)反應(yīng)的裝置分別購于以下廠家:UC-5862超聲器(Ameritech); JJ-1BA數(shù)顯電動攪拌器(上海豫明儀器有限公司）；15WB7循環(huán)栗 (上海騰乾機電有限公司）；B-260恒溫水浴鍋、RE52CS-1旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器 廠）；SUZ-D(III)循環(huán)水式真空栗(鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司）；SDC-6節(jié)能型智能恒溫 槽(寧波新芝生物科技股份有限公司）；DZF-6020真空干燥箱(上海新苗醫(yī)療器械制造有限 公司）；FA2004B電子天平(上海精科天美科學(xué)儀器有限公司）。
[0031] 實施例1
[0032] (1)將15g 4A型分子篩單獨裝于過濾器內(nèi)；將150ml叔丁醇加入帶塞密閉反應(yīng)容器 中，隨后加入3g L-抗壞血酸及0.6g諾維信435型（NovozymK'435)脂肪酶，置于超聲(超聲 功率為140W)條件下，啟動攪拌機(轉(zhuǎn)速為200r/min)，待L-抗壞血酸溶解后，加入12g棕櫚 酸，55 °C水浴恒溫反應(yīng)3h、4h、5h或6h;反應(yīng)過程是使用循環(huán)栗進行過濾器和反應(yīng)容器之間 反應(yīng)體系不間斷循環(huán)，循環(huán)時，反應(yīng)液由反應(yīng)容器的底部進入，從反應(yīng)容器的上部投料口流 出，在從反應(yīng)容器進入循環(huán)管道的出口處加80目篩網(wǎng)，防止脂肪酶流入循環(huán)管道；
[0033] (2)過濾除去脂肪酶，所得濾液在55°C條件下減壓蒸餾除去溶劑，得到蓬松白色固 體；
[0034] (3)將步驟(2)所得蓬松白色固體用質(zhì)量比為1:2的甲苯和乙酸乙酯混合溶劑50ml 溶解后加水洗滌，分液漏斗放出水層，有即相于燒杯中放置4小時，抽濾；
[0035] (4)將步驟(3)所得物料在60°C條件下真空干燥2小時，即得L-抗壞血酸棕櫚酸酯 成品。
[0036]其他步驟同上，采用攪拌酶法替代超聲輔助酶法合成L-抗壞血酸棕櫚酸酯，所得 廣品的收率對比如表1所不：
[0037] 表1不同方法對L-ΑΡ收率的影響
[0038]
[0039] 實施例2
[0040] (1)將15g 4A型分子篩單獨裝