_癸内酯的酶法拆分研究

测定其旋光度
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香料香精化妆品 2005 年 12 月第 6 期 FL AVOUR F RAGRANCE COSMET ICS Dec, 2005, NO. 6 表 1 不同反应时间测得的产物旋光度
反应 温度 45 45 45 45 初始 pH 值 7. 6 7. 6 7. 6 7. 6 酶加入量 mg 6. 7 6. 7 6. 7 6. 7 癸 内酯量 g 0. 56 0. 56 0. 56 0. 56 反应时间 h 1. 0 2. 0 2. 5 3. 0 - 1. 520 - 1. 875 - 2. 940 - 2. 610 旋光度
缓冲溶液初始 pH 值对酶促反应的影响
分别用 pH 值 7. 0、 7. 2 、 7. 4、 7. 6 、 7. 8 的 缓冲 液, 配制底物浓度为 0 . 8m ol/ L 的反应体系, 酶用量 10m g/ g ( 底物 ) , 在 45 条件下反应 2 . 5 小时, 得 到 反应转化率与初始 pH 的一一对应值。从图 ( 3 ) 可 以发现在 pH 7. 0~ 7 . 6 的范 围内, 转化率 60% 左 右, 说明 S 型 癸内酯也 发生了水解。 pH 为 7. 8 时反应转化率 51. 28% , 接近 50% , 拆分效果最好 , 此时 R 型 癸内酯完全水解。实验结果表明了不 同 pH 值对反应转化率的影响程度。
ruinenii、 Sporidiobo lus salm onicolor lipoly t ica
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、 Yarro w ia 、 P ipt o
、 T richoderm harzianuum
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收稿日期 : 2005 08 29; 修回日期 : 2005 09 15
研究报告
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癸内酯 , 同时对反应体系进行探讨, 并
选择使用磷酸盐缓冲液 , 还对影响拆分效果的 pH 值、 底物浓度、 酶用量、 反应温度、 反应时间等几个因 素进行优化。 1 实验方法 由 0. 2 摩尔 / 升的 NaH 2 PO 4 和 Na 2 H P O4 按不 同比例配置缓冲溶液 , pH 值分别为 7. 0、 7. 2、 7. 4、 7. 6 、 7. 8 。将缓冲溶液加到恒为某一温度的反应器 中, 添加适量酶粉 , 再投入一定量底物 , 在磁力搅拌 器的混和下进行反应。待反应结束后 , 将反应产物 w ww . ffc journa l. co m 5
研究报告
图4 2. 4
底物浓度对酶促反应转化率的影响
反应温度对酶促反应的影响 用 pH 7. 8 的磷酸盐缓冲液配制底物浓度为 0. 4 、 40 、 45 、 50 反应 2 . 5 小时。根据测定结
mo l/ L 的反应体系 , 酶用量 10m g/ g ( 底物) , 分别在 35 图2 2. 2 不同反应时间的酶促反应转化率 果, 反应转化率对应温度的曲线由图( 5) 表达。很明 显, 过低的温度不利于 癸内酯的水解反应 , 脂肪 酶的活性较差 , 转化率偏低。温度过高时, 脂肪酶会 失活 , 同样会产生转化率下降的结果。在 43 左右 的范围内 , 反应转化率实验数据分布于 50 % 附近, 反应 效 果 最 好。 另 外 看 到 , 曲 线 最 高 点 是 温 度 45 , 此时虽然酶活性较好, 但 S 型 癸内酯已开 始水解, 并不能获得良好的拆分结果。
表 4 不同的温度下测得的产物旋光度
反应 温度 35 40 45 1. 铁架台 2. 三口烧瓶 3. 恒温控制器 50 初始 pH 值 7. 8 7. 8 7. 8 7. 8 酶加入量 mg 3. 2 3. 2 3. 2 3. 2 癸 内酯量 g 0. 32 0. 32 0. 32 0. 32 反应时间 h 2. 5 2. 5 2. 5 2. 5 旋光度 - 3. 180 - 3. 640 - 4. 205 - 3. 275
癸内酯被美国食品药品管理局认为是安全的 食品添加剂和药物添 加剂[ 1] , 我国 GB2760 中 规定 其为允许使用的食用香料。 癸内酯以其诱人的桃 香和低香气阈值 ( 水中为 0. 08 mg/ kg ) 特性而得 到 香料界的普遍应用。天然 一。目前市场 上供应的 气特征 手性
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po rus so loniensis[ 12] 以及 Cor ynebact er ium 的 某些 菌株 [ 13] 均能转化蓖麻油、 蓖麻油酸或蓖麻油酸甲酯 来制取 ( S) 癸内酯 ; Sporo bolo myces o doro us 能 癸内酯
温度 45 45 45 45 反应 温度 45 45 45 45 45
表2
初始 pH 值 7. 0 7. 2 7. 4 7. 6 7. 8
不同 pH 值测得的产物旋光度
酶加入量 mg 6. 4 6. 4 6. 4 6. 4 6. 4 癸 内酯量 g 0. 64 0. 64 0. 64 0. 64 0. 64 反应时间 h 2. 5 2. 5 2. 5 2. 5 2. 5 旋光度 - 7. 760 - 6. 765 - 6. 135 - 5. 685 - 4. 210
关键词
癸内酯 脂肪酶 酶促水解
The Study on Optical Seperation of Decalactone Guo H ual ei Zhu Fugen ( East China U niv ersit y o f Science and T echnolo gy, Shanghai 201512 )
香料香精化妆品 2005 年 12 月第 6 期 F L AVOU R FRAGRANCE COSM ET ICS Dec, 2005, NO. 6
研究报告
癸内酯的酶法拆分研究
作 者
201512 诸富根 …………………………………………… 郭花蕾
作者简介
郭花蕾( 1980- ) , 女, 河南漯河 人, 硕士研究生, 主要从事分离 工程的研究
4. 恒温磁力搅拌器
5. 磁力搅拌子
图 1 实验装置 2 实验结果与讨论 本实验对 癸内酯在不同初始 pH 值 , 不同反 应时间, 不同底物浓度以及不同反应温度水解得到 的产物进行测试和比较, 获得了各种因素对拆分结 果的影响。表( 1) ~ ( 4) 列出了不同工艺条件下的实 验数据, 进而以测出的旋光度来计算酶促水解反应 的转化率。毫无疑问, 转化 率 50% 时, 理论上 认为 ( R) 6 癸内酯全部水解, 反应收率最高, 酶促水解反 w ww . ffc journa l. co m 应也最为有效。
用三氯甲烷进行萃取 , 分离出含酯的三氯甲烷溶液 , 。 操作时, 用 5 毫升的缓冲溶液加入到恒温水浴 反应器中 , 调整磁力搅拌器的转速 , 然后称取一定量 的脂肪酶 ( 淡黄色或白色粉末 , 溶 于水但不溶于 酒 精; 在 pH 3. 0~ 11 . 0 的范围内具有较高活性 , 最佳 pH 是 7. 0~ 8 . 0 ; 最适温度是 50 ; pH 7. 0 时活性 为 3000U / g; 具 有选 择 性水 解的 特征 , 优先 水 解 ( R) 体物质; 由日本 Am ano Enzy me Inc. 生 产) , 从 反应器的上面投入, 待脂肪酶完全溶解后, 再加入待 拆分的 ( 癸内酯, 经过确定的反应时间后停止 , 见 图( 1 ) 。取 1 毫升拆分产物用 0. 01 mol/ L 的 N aOH 癸内酯内酯链比较稳定 , 不易被皂化 ) 滴定, 酚酞 作指示剂 , 空白对照 , 根据 4- 羟基癸酸的生成量来 计算底物的转化率; 再把 5 毫升三氯甲烷加到分液 漏斗中, 取 1 毫升酸式滴定后的溶液与其混和萃取 , 摇晃成一相后静置 5 分钟, 分层后对萃取液作旋光 度测量。
Abstract O pt ical separ atio n o f racemic gamma decalactone has been effect ively studied by means o f the lipase selectiv e cata lyzed hy dr olysis reactio n. Ex per imental results show ed that to o hig h concent ratio n o f acid fro m the reactio n decreased the hy dro ly tic activ ity o f lipase, and hig h concent ratio n of pho sphate buffer solution could stabilize pH of the system. Fo r gamma de calacto ne, the optimum initial pH of buffer solut ion w as 7 . 8 , the substrate concentr at ion w as about 0. 6 mol/ L , the temperatur e was aro und 43 Key words , and the r eaction time w as 2 . 5 ho urs. L ipase Enzyme urg ing hy dr olyzation gamma Decalacto ne
香料香精化妆品 2005 年 12 月第 6 期 F L AVOU R FRAGRANCE COSM ET ICS Dec, 2005, NO. 6 实验结果 , 尤其是在 2~ 2. 5 小时之间, 曲线明显上 升, 反应收率最高。超过 2. 5 小时后 , 由于部分 S 型 酯类物质 也发生 了水解 , 对 S 型 酯的产 品收率 不 利。图中的曲线在 2. 5 小时后略有下降, 是实验引 起的偏差 , 但已经较为平坦, 说明选用的脂肪酶很有 效, 不易使 S 型 癸内酯水解。
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反应时间对酶促反应的影响
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