[发明专利]添加绿色溶剂加速脂肪酶催化合成维生素C棕榈酸酯的工艺

说明书

添加绿色溶剂加速脂肪酶催化合成维生素C棕榈酸酯的工艺，在有机溶剂中利用固定化脂肪酶B催化维生素C与棕榈酸酯化合成维生素C棕榈酸酯是一条有效的路线，但维生素C在许多有机溶剂中溶解度过低限制该工艺的成功应用。本发明通过一定含量的环境友好型绿色溶剂DMI提高维生素C的溶解度，加快了反应速度，显著缩短了反应时间，最终转化率≥95％。

技术领域

本发明涉及生物化工领域，尤其涉及添加绿色溶剂加速脂肪酶催化合成维生素C棕榈酸酯的工艺。

背景技术

L-抗坏血酸(维生素C)是一种众所周知的天然抗氧化剂，因其高度亲水性而不溶于油和脂肪，导致抗坏血酸作为抗氧化剂在食品中的应用受到限制。通过使用脂肪酸制备抗坏血酸的疏水衍生物VC棕榈酸酯(L-AP)，可以克服溶解度问题，同时还增强了其清除自由基的能力。

传统上，L-AP是通过酸催化酯化合成的，但由于抗坏血酸在苛刻的化学反应条件下容易氧化、降解和重排，因此化学合成过程会形成多种副产物，需要多步纯化得到产品，这些复杂的过程会降低产品收率。酶法合成L-AP反应条件温和，脂肪酶的区域选择性高，副产物少，因此，脂肪酶催化合成L-AP受到了广泛关注。

根据国内外研究发现，脂肪酶催化合成L-AP的常用溶剂为正己烷、丙酮、叔丁醇、叔戊醇等。然而，维生素C在这些常用溶剂中溶解度极低，使得反应速率低、反应时间长、生产能力低下，同时维生素C的转化率不高且产物浓度低，因此，维生素C的溶解度问题是酶法合成L-AP的瓶颈所在。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供添加绿色溶剂加速脂肪酶催化合成维生素C棕榈酸酯(L-AP)的工艺，通过添加环境友好型绿色溶剂1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)提高了维生素C的溶解性，加快了反应速度，极大缩短了反应时间，显著提高了转化率和产品浓度。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

添加绿色溶剂加速脂肪酶催化合成维生素C棕榈酸酯的工艺，包括以下步骤：将有机溶剂和一定量的1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)混合配置成混合溶剂，将棕榈酸、维生素C、脂肪酶、分子筛和所述混合溶剂加入到生物反应容器中，控制反应体系的温度，反应一定时间后即得维生素C棕榈酸酯。

所述有机溶剂为丙酮、乙腈、叔丁醇、叔戊醇、正己烷和异丙醇中的一种或多种，优选为叔戊醇。

所述1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)添加量占混合溶剂总体积的5％～50％(V/V)。

所述维生素C的初始浓度为20～55g/L，棕榈酸与维生素C的摩尔比为1:1～10:1。

所述脂肪酶为固定化南极假丝酵母脂肪酶B。

所述反应温度为30～70℃，反应时间为6～36h。

相对于现有技术，本发明技术方案取得的有益效果是：

本发明添加的1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)提高了溶剂中维生素C的溶解度，极大地提高了反应速度，缩短了反应所需时间，最终转化率≥95％。

附图说明

图1为DMI添加量对反应时程曲线的影响。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明做进一步详细说明。

本发明添加绿色溶剂加速脂肪酶催化合成维生素C棕榈酸酯的制备方法如下：

(1)将有机溶剂和一定比例的1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)搅拌混合均匀，配置成混合溶剂备用；

其中，所述的有机溶剂为丙酮、乙腈、叔丁醇、叔戊醇、正己烷和异丙醇中的一种或多种的组合，优选为叔戊醇。