酶法油脂改性技术的应用

论文摘要

天然油脂的组成和结构在满足人们的营养需求上存在着某些方面的不足,为了提高油脂的营养性和适用性,需要改变其结构和组成。本论文通过酶法油脂改性技术选择合适的酶促反应制备了单甘酯、二甘酯及人乳脂等酶法改性产品。论文对比了Candida sp.99-125脂肪酶催化大豆油水解反应和甘油油酸酯化反应制备单甘酯、二甘酯的两条工艺,最终选定无溶剂体系中甘油和油酸酯化反应作为工艺路线,对反应中的重要影响因素进行了单因素和响应面优化后,针对单甘酯和二甘酯分别得到2个最优条件：其中最优的初始含水量和搅拌转速是相同的,均为10%和190r/min。甘油/油酸摩尔比、p-环糊精/游离酶、催化剂载量、反应温度对单甘酯的最优条件分别为6：1,0,5%,50℃；对二甘酯的最优条件分别为5：1,1.5,10%,40℃。最终可以得到49.6%的单甘酯和54.3%的二甘酯,且二者总量在2h时即可达最大,为81.4%。通过不同的最佳反应条件可以控制体系中单甘酯和二甘酯的比例,从而满足不同的市场需求。经过柱层析分离后,单甘酯和二甘酯的纯度均可达到90%以上,回收率达85%以上。并验证了水在无溶剂体系中Candida sp.99-125脂肪酶催化甘油和油酸酯化反应中不仅对酶的催化活性和稳定性有影响,而且在酶的界面催化中起重要作用。在人乳脂的合成中,针对产品指标建立了反应体系的分析方法,通过对比酸解工艺和乙醇解工艺确定酸解反应作为工艺路线,并对反应的具体条件进行了正交实验优化,得到了最佳反应条件为：酶：Candida sp.99-125脂肪酶,10%wt-%底物质量；摩尔比：猪油／油酸1：5.5；温度：43℃；反应时间：4h；溶剂：正己烷,V（ml）=（M油酸+M猪油）×10,经过实验验证后可得OPO含量39.83%,Sn-2酸C16：0占52.82%,基本达到产品的2个主要技术指标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 油脂酶法改性的产品
• 1.2.1 单甘酯
• 1.2.2 二甘酯
• 1.2.3 人乳脂
• 1.3 油脂酶法改性的方法
• 1.3.1 单甘酯和二甘酯的生产方法
• 1.3.2 人乳脂的生产方法
• 1.4 改性产品的分离纯化
• 1.4.1 分子蒸馏法
• 1.4.2 溶剂结晶法
• 1.4.3 柱层析法
• 1.4.4 超临界二氧化碳萃取法
• 1.4.5 液液萃取系统
• 1.5 国内外研究进展
• 1.5.1 单甘酯
• 1.5.2 二甘酯
• 1.5.3 人乳脂
• 1.6 小结
• 1.7 本论文研究思路和内容
• 第二章 脂肪酶催化大豆油水解制备单甘酯、二甘酯
• 2.1 前言
• 2.2 实验材料和方法
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 实验设备
• 2.2.3 实验方法
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 水含量对水解反应的影响
• 2.3.2 酶量对水解反应的影响
• 2.3.3 反应温度对水解反应的影响
• 2.3.4 传质与传质方式对水解反应的影响
• 2.3.5 流加底物水对水解反应的影响
• 2对水解反应的影响'>2.3.6 添加剂CaCl₂对水解反应的影响
• 2.3.7 构建微乳介质对水解反应的影响
• 2.4 小结
• 第三章 脂肪酶催化酯化反应制备单甘酯、二甘酯
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料和方法
• 3.2.1 实验原料
• 3.2.2 实验设备
• 3.2.3 实验方法
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 固定化酶催化甘油油酸酯化反应
• 3.3.2 游离酶催化甘油油酸酯化反应
• 3.3.3 甘油油酸酯化反应液的分离
• 3.3.4 不同脂肪酸与甘油的酯化反应
• 3.4 小结
• 第四章 响应面优化脂肪酶催化合成单、二甘酯的工艺研究
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 试剂与仪器
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 实验结果回归分析
• 4.3.2 影响因素重要性
• 4.3.3 响应面等高线图的分析
• 4.3.4 优化
• 4.4 小结
• 第五章 水对脂肪酶催化酯化合成单甘酯、二甘酯的影响
• 5.1 引言
• 5.2 实验材料和方法
• 5.2.1 实验原料
• 5.2.2 实验设备
• 5.2.3 实验方法
• 5.3 实验结果与讨论
• 5.3.1 不同的水替代物的影响
• 5.3.2 不同的除水策略
• 5.4 小结
• 第六章 脂肪酶催化合成人乳脂
• 6.1 前言
• 6.2 实验材料和方法
• 6.2.1 实验原料
• 6.2.2 实验设备
• 6.2.3 实验方法
• 6.3 实验结果与讨论
• 6.3.1 分析条件的建立
• 6.3.2 原料的选择
• 6.3.3 乙醇解工艺
• 6.3.4 酸解工艺
• 6.4 小结
• 第七章 正交实验优化酸解反应合成人乳脂
• 7.1 前言
• 7.2 材料和方法
• 7.2.1 试剂
• 7.2.2 酸解反应
• 7.2.3 分析方法
• 7.3 结果与讨论
• 7.3.1 正交实验设计及其结果
• 7.3.2 实验结果分析
• 7.3.3 正交实验优化结果及验证
• 7.4 小结
• 第八章 结论和建议
• 8.1 结论
• 8.2 创新点
• 8.3 问题和建议
• 8.3.1 脂肪酶Candida sp.99-125催化合成单甘酯、二甘酯
• 8.3.2 脂肪酶催化合成人乳脂
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者及导师简介
• 附录