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单辛酸甘油酯的酶法合成及性质研究

张春鸣  
【摘要】: 单辛酸甘油酯是脂肪的中间代谢物,在体内没有代谢不良的蓄积性和特异性反应,是一种安全性较高的物质。它不仅具有典型的表面活性,还具有一定的防腐功能,因而用于食品中,能提高食品质量,延长食品贮藏期。本文以辛酸和甘油为原料,通过脂肪酶在无溶剂条件下催化合成单辛酸甘油酯。 通过酶的筛选,确定Novo435脂肪酶催化酯化合成最为有效。单因素和响应面实验,确定使用该酶催化合成单辛酸甘油酯的最佳工艺条件为:无水条件下甘油辛酸摩尔比为1:1,脂肪酶与底物质量比为0.88%,反应温度为66.8℃,反应时间为11.5h。此时辛酸转化率约为93.53%,单酯含量约为47.69%。 采用高效液相、质谱分析鉴定合成粗产物,确定其主要成分为辛酸甘油单酯、辛酸甘油二酯及辛酸甘油三酯。以氯仿:丙酮:甲酸(96:4:0.5)为展开剂的薄层层析定性分析得到单酯、二酯及三酯的比移值Rf分别为0.15、0.5和0.65、0.94。采用C18柱,分别以3倍柱体积甲醇水溶液60%、70%、80%、90%、100%为连续流动相梯度洗脱能得到纯度在90%以上的单辛酸甘油酯样品。 研究了单辛酸甘油酯作为表面活性剂的一些基本性质如HLB值、临界胶束浓度(CMC)、表面张力、乳化性、起泡性。其HLB值约为4.7;CMC约为0.8g/L;质量分数为0.3%的溶液表面张力约为28.4mN/m;当质量分数大于临界胶束浓度时单辛酸甘油酯表现出较好的乳化稳定性;单辛酸甘油酯起泡性很差,基本没有泡沫稳定性。 抑菌活性研究表明,单辛酸甘油酯对一些食品中常见的细菌、霉菌和酵母均有较强的抑菌作用,有较广的抑菌谱,且具有较好的耐酸碱性和热稳定性。它对大肠杆菌(Eschericheae coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的最低抑菌浓度分别为0.8g/L及0.7g/L;对啤酒酵母(Saccharomyces cerivisiae)及面包酵母(Saccharomyces cerevlsiae)的最低抑菌浓度分别为0.6g/L和0.8g/L;对黑曲霉(Aspergillus niger)和桔青霉(Penicillium citrinum)的最低抑菌浓度分别为0.8g/L和0.9g/L。添加一定量的单辛酸甘油酯可有效延长大肠杆菌、啤酒酵母、黑曲霉及牛奶酸败菌的生长适应期,降低它们的最终生长量,并且效果优于常用防腐剂山梨酸钾。


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