[發(fā)明專利]利用脂肪酶反膠束體系合成己酸乙酯的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010217159.0
• 申請(qǐng)日: 2010-07-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101880697A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李德茂;陳利梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聊城大學(xué)
• 主分類號(hào): C12P7/62
• 分類號(hào): C12P7/62
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 李浩成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物化工領(lǐng)域，是設(shè)計(jì)一種酶促合成己酸乙酯的方法，特別適于以脂肪酶反膠束體系合成己酸乙酯。

背景技術(shù)

己酸乙酯作為煙草香精和濃香型酒體的主題香味成分用途非常廣泛。當(dāng)前，己酸乙酯的合成主要是采用化學(xué)合成法，但是化學(xué)合成因存在環(huán)境污染、條件苛刻、副產(chǎn)物多等缺點(diǎn)而廣受爭(zhēng)議。而酶促合成法是有一種能在常溫、常壓和中性pH值條件下專一的催化底物反應(yīng)一種溫和合成方法，具有環(huán)境友好、副產(chǎn)物少等優(yōu)點(diǎn)。

公開(kāi)號(hào)CN?1539980A(申請(qǐng)?zhí)?3116567.2)的中國(guó)專利文獻(xiàn)涉及一種高轉(zhuǎn)化率的生物催化合成己酸乙酯的工藝方法，該方法采用己酸和乙醇為原料，在生物催化劑脂肪酶的作用下發(fā)生酯化反應(yīng)，得到己酸乙酯產(chǎn)品；在反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)產(chǎn)生的水分不斷地通過(guò)選擇性水透過(guò)膜被吸水性鹽或水合鹽吸收，使反應(yīng)持續(xù)地朝酯化合成方向進(jìn)行，直至反應(yīng)物接近完全轉(zhuǎn)化。公開(kāi)號(hào)CN?1539981A(申請(qǐng)?zhí)?3116568.0)的中國(guó)專利文獻(xiàn)涉及一種生物催化合成己酸乙酯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，該工藝采用己酸乙酯為原料，在生物催化劑的作用下發(fā)生酯化反應(yīng)，合成己酸乙酯產(chǎn)品，所述的酯化反應(yīng)由兩個(gè)或兩個(gè)以上的反應(yīng)器串聯(lián)組成，在連續(xù)操作條件下，己酸和乙醇的反應(yīng)溶劑不斷地流經(jīng)脂肪酶固定床合成己酸乙酯，反應(yīng)產(chǎn)生的水透過(guò)選擇性水透過(guò)膜被飽和鹽溶液吸收，飽和鹽溶液吸收產(chǎn)生的水被稀釋后經(jīng)過(guò)重新飽和再循環(huán)使用，從而使反應(yīng)持續(xù)朝酯化合成方向進(jìn)行，直至反應(yīng)物接近完全轉(zhuǎn)化。

但上述專利文獻(xiàn)公開(kāi)的技術(shù)均具有某些缺陷。并且，常規(guī)水系條件下對(duì)于長(zhǎng)鏈脂肪酸的溶解性比較差，不利于酶與底物的接觸。脂肪酶在反膠束中能保持其催化活性及穩(wěn)定性，酶和底物的接觸幾率大大增加，催化效率比較高。還有一點(diǎn)，脂肪酶只能在水與有機(jī)相的界面處發(fā)揮作用，而反膠束正好滿足了這一條件，同時(shí)，反膠束中的脂肪酶溶于水相中，既能高效發(fā)揮其活性，又能有效地避免蛋白質(zhì)受有機(jī)溶液影響。因此，脂肪酶在反膠束條件下的活性要比在水相中的活性更好一些。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種利用脂肪酶反膠束體系合成己酸乙酯的方法。

利用脂肪酶反膠束體系合成己酸乙酯的方法，包括以下步驟：

1)脂肪酶反膠束體系的制備：以十六烷基三乙基溴化銨為表面活性劑，外加異辛烷、正己醇和水，充分振蕩至澄清溶液，然后加入溶解于緩沖體系中的脂肪酶，充分混合成透明均一的體系，即配成脂肪酶反膠束體系；

2)在脂肪酶反膠束體系中加入己酸和乙醇為底物，在10-55℃下，10-250r/min震蕩反應(yīng)5-30h即完成轉(zhuǎn)化，得到己酸乙酯。

前述的方法，優(yōu)選的方案為：所選用的十六烷基三乙基溴化銨濃度為0.01-0.5mol/L。

前述的方法，優(yōu)選的方案為：所用異辛烷、正己醇和水的重量比例為30-80∶1-8∶1。更加優(yōu)選為所用異辛烷、正己醇和水的重量比例為60∶4∶1。

前述的方法，優(yōu)選的方案為：所用脂肪酶選自微生物發(fā)酵制備的脂肪酶、從動(dòng)物胰臟中提取的脂肪酶或從植物原料中提取的脂肪酶。所用脂肪酶的質(zhì)量濃度為1-10％。

前述的方法，優(yōu)選的方案為：所用的緩沖體系為磷酸鹽、Tris-HCl、硼酸鹽或檸檬酸鹽緩沖體系。所用緩沖體系的濃度為0.01-0.5mol/L，pH值為4.0-9.0。

前述的方法，優(yōu)選的方案為：步驟2)中己酸和乙醇的摩爾比是0.5-1.5∶1。

前述的方法，優(yōu)選的方案為：步驟2)中所采用的己酸在脂肪酶反膠束體系中的終濃度為0.05-1mol/L。

本發(fā)明主要是采用脂肪酶反膠束體系來(lái)催化合成己酸乙酯，本發(fā)明反應(yīng)效率高，生產(chǎn)條件溫和，成本低，生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，具有很好的工業(yè)化生產(chǎn)前景。本發(fā)明轉(zhuǎn)化率最高可以達(dá)到95.34％。

除此之外，本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在：

1、反膠束體系能夠較好地模擬酶的天然環(huán)境，因而在反膠束體系中，大多數(shù)酶能夠保持催化活性和穩(wěn)定性，甚至表現(xiàn)出“超活性”。

2、反膠束有非常高的界面積/體積比，遠(yuǎn)高于有機(jī)溶劑/水兩相體系，使底物和產(chǎn)物的相轉(zhuǎn)移變的極為有利。

3、反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)物回收方便，可通過(guò)相變調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)，節(jié)約生產(chǎn)成本和能源。

4、副反應(yīng)少，可以有效的減少由水引起的副反應(yīng)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做詳細(xì)描述，但保護(hù)范圍不受此限制。實(shí)施例中所用原料和設(shè)備均可從市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)。