白酒酿造微生物酯化酶的研究进展

酯化酶是一类具有催化酯类物质合成活性的酶类。广义上的酯化酶被广泛应用于食品,化工,医药、军工及环保等领域中。白酒酿造微生物酯酶在白酒发酵生香过程中具有重要作用,其代谢产生的乙酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸乙酯和己酸乙酯等酯类物质是中国白酒最为重要的风味物质。因此,深入研究中国白酒酿酒微生物酯化酶,对提高白酒优质品率、提升酿酒原料利用率具有重要意义。从微生物酯化酶的来源、特性、分子进化以及在白酒酿造中的应用进行了综述,旨在为中国白酒微生物资源的深入研究和发掘提供一定的思路。

纳米炭黑的Steglich酯化反应制备及乙二醇分散性

为解决炭黑在乙二醇溶液中难分散的问题,确保炭黑在聚酯纤维原液着色中具有良好的分散性。先通过液相氧化法对炭黑表面进行改性,在炭黑表面引入反应性基团—羧基,并选取合适的氧化炭黑,通过Steglich酯化反应在氧化炭黑表面接枝乙二醇和不同相对分子质量的聚乙二醇。对氧化炭黑和接枝炭黑的表面结构以及在乙二醇溶液中的分散性进行测试与分析。结果表明:氧化仅发生在炭黑表面并未对炭黑造成严重破坏,随氧化时间的延长,炭黑表面羧基含量显著提高,氧化8 h后,其表面羧基含量为0.616 mmol/g;PEG600接枝的氧化炭黑其接枝率在33%以上,最小平均粒径稳定在132.1 nm左右,其能在乙二醇溶液中分散均匀,无聚集体出现,且制备的接枝炭黑具有良好的分散稳定性,其储存稳定性在93%以上,耐热稳定性在92%以上。

邻叠氮苯甲酸的“一锅法”合成及其酯化反应

邻叠氮苯甲酸是一类有机合成中常用的原料和反应中间体。以六甲基磷酰胺(HMPA)为溶剂,邻硝基苯甲醛通过叠氮化反应转化为邻叠氮苯甲醛中间体。以新制的氧化银为氧化剂,邻叠氮苯甲醛中间体一锅法室温氧化得到相应的邻叠氮苯甲酸。2-叠氮苯甲酸的酰基化中间体后可顺利转化为酯类化合物,其中的邻叠氮苯甲酸丙酮醇酯经过斯陶丁格/N-维悌希反应环化得到2-甲基-3H-苯并[e][1,4]氧杂环戊烯-5-酮。

己酸菌发酵液酯化合成己酸乙酯的研究

己酸乙酯是浓香白酒的特征香气成分,其含量的多少决定着浓香型白酒的品质。本研究对己酸菌发酵液酯化合成己酸乙酯的最佳条件进行探究,研究了不同条件下的酯化pH、不同酸调节pH以及乙醇、己酸浓度对己酸菌发酵液中己酸乙酯转化率的影响。结果表明,pH在3~4时己酸乙酯转化率较高,用乳酸调节p H效果最优,增加酯化体系中乙醇、己酸浓度均有利于提高己酸乙酯的转化率;使用己酸含量为18.86 g/L的浓缩己酸菌液,加入30%的无水乙醇,0.15%的酯化酶,用乳酸调节pH至4,34℃酯化24 h,己酸乙酯含量达到8962.99 mg/L,转化率为49.77%。

清香型白酒大曲中产酯化酶微生物分离筛选及鉴定

从清香型白酒大曲中分离纯化高产酯化酶的微生物菌株,经过初筛、复筛,最终得到1株细菌HXX7,其麸曲酯化力可达20.6 mg/g,具有较强催化合成乙酸乙酯的能力。对HXX7菌株及微观细胞形态进行观察,发现HXX7为革兰氏阳性细菌;应用16S rDNA测序方法对其进行分子生物学鉴定,结果显示HXX7为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。

酯化物密度计在聚酯生产中的应用

聚酯生产主要是以精对苯二甲酸和乙二醇为原料,在催化剂和辅料的作用下,经过配浆、酯化、预缩聚、终缩聚等过程的一种聚合反应,其中酯化作为一个十分重要的反应过程,直接决定了聚酯熔体指标的优劣和纺丝的稳定性。但是在实际生产中,影响酯化反应的因素非常多,任何一个变量都可能引起酸值、酯化率的变化。目前的监测手段是对酯化物进行取样、化验分析,但是这种方法无法对连续聚酯生产进行实时监控。基于这种情况,引进了酯化物密度计,通过研究找到了其变化数值与酸值、酯化率之间的对应关系,实现对酯化反应程度的实时监控。

聚酯酯化工艺塔余热综合利用

文章概述了在聚酯工艺塔装置中增加ORC发电机组配合溴化锂制冷回收酯化余热的相关研究。项目实施后,每年可节约用电约320万kWh,降低对煤炭的消耗,减少CO_(2)、粉尘、SO_(2)以及氮的氧化物的排放,改善了生态环境。

超声辅助酶法提取菠萝蜜果皮果胶工艺优化及低酯化改性

为提高菠萝蜜果皮果胶(Jackfruit peel pectin,JFPP)的得率,并得到高纯度具有良好的功能特性的果胶,本研究通过响应面试验优化超声辅助纤维素酶法对果胶的提取工艺,对提取的果胶进行初步纯化,包括脱脂、脱蛋白、脱色和透析浓缩,并对纯化后果胶进行酶法低酯化(De-esterification)改性,得到低酯菠萝蜜果皮果胶(DE-JFPP),对比分析改性前后果胶的基本成分组成、分子量、单糖组成、官能团特征、热稳定性和微观结构。结果表明,最优提取工艺参数为加酶量0.7%,酶解温度30.4℃,pH4.6,此条件下JFPP得率为15.26%±0.07%。改性后的果胶的半乳糖醛酸含量由79.10%增加到83.24%,总糖含量由43.42%降低为41.90%,酯化度由84.25%降低为32.36%,重均分子量由29.24 ku降低为28.49 ku。JFPP和DE-JFPP均有11种单糖,均属于RGI型果胶,DE-JFPP支链化程度减小。傅里叶变换红外光谱显示改性前后的果胶均具有果胶特征吸收峰,改性后的果胶分子对应酯化羧基的吸收峰峰面积下降。JFPP和DE-JFPP的溶解温度分别为160.22℃和123.28℃,降解温度分别为255.11℃和230.56℃,均具有较高的热稳定性。扫描电镜图显示,JFPP表面光滑,结构紧凑,DEJFPP表面粗糙,结构疏松。本研究优化了JFPP提取工艺,提高其得率,并证明低酯化后的果胶具有较好的理化性质及微观结构,可满足不同领域中对凝胶负载体系需求,进一步拓展菠萝蜜果皮果胶的利用空间。

黑曲霉酸性脂肪酶Tgl的酶学性质及其酯化能力研究

脂肪酶是一种具有水解、酯化、酯交换等多种功能的生物催化剂,为研究脂肪酶的酯化能力,该文克隆表达了来源于黑曲霉的脂肪酶Tgl编码基因,对其进行生物信息学分析,研究该酶的酶学性质及其催化合成脂肪酸乙酯的能力。结果表明,脂肪酶Tgl的最适反应温度为50℃,在50℃下孵育12 h后残余酶活力仍能达到70%左右;最适反应pH值为5.0,在pH 5.0条件下孵育12 h后,其相对酶活力为70%。有机试剂对脂肪酶Tgl均表现出不同程度的抑制作用,其中,乙醇对脂肪酶的抑制作用最为明显,但是在40%的乙醇体系下,Tgl的残余酶活力仍接近80%。20%的乙醇体系中,Tgl催化合成乙酸乙酯的产量最高,为41.62 mg/L,而在60%乙醇体系中催化合成己酸乙酯的产量最高,可达171.08 mg/L。由此可见,黑曲霉酸性脂肪酶Tgl具有较高的催化脂肪酸乙酯合成的能力,在酿造工业中具有很大的应用潜力。

纳米蒙脱土复合改性酯化淀粉及其性能研究

淀粉具有独特的束簇凝聚态结构,分子主链上存在大量的羟基,强烈的分子间氢键限制了分子链的自由运动,使得天然淀粉很难直接进行热塑性加工,为了改善淀粉的加工性,本文采用不同比例乙酰乙酸叔丁酯(t-BAA)与淀粉在二甲基亚砜(DMSO)为溶剂的条件下进行酯交换反应,引入乙酰乙酸基弱极性基团改性淀粉的羟基,以减弱淀粉分子之间的强氢键作用。进一步通过纳米改性蒙脱土(MMT)的加入,使得酯化淀粉的热稳定性得到进一步提升,结果表明:得到了取代度在0~1.57的酯化淀粉,并且成功将蒙脱土的层间距从1.53 nm扩大到2.02 nm,甚至呈现出部分剥离状态,且在不添加增塑剂的情况下实现热塑性加工并降低了其亲水性。

凝胶树脂负载离子液体固体酸催化酯化反应性能

针对酯化反应传统浓硫酸催化剂易腐蚀和产生大量含酸废水难题,通过一锅法将离子液体负载于凝胶树脂上,制备了绿色高效的凝胶树脂负载离子液体固体酸(SA-ILs)催化剂。研究表明:凝胶树脂载体具有强吸水结构,离子液体通过化学键共价负载在凝胶树脂载体上,SA-ILs催化剂具有优异的酸性和良好的结构稳定性。当离子液体为最佳载量11%时,合成的SA-ILs催化剂酸密度达3.25 mmol·g^(-1),对乙酸和乙醇之间的酯化反应具有良好的催化性能,乙酸乙酯的收率可达81%,并且循环复用5次使用后催化性能没有明显下降,而其较低的活化能是催化酯化反应更易进行的关键。

丙酸酯化-叔胺化淀粉浆料的制备及其黏附性能

为改善淀粉浆料的黏附性能,以提升淀粉浆料对经纱的上浆质量,以丙酸酐(PA)为酯化剂,二甲氨基氯乙烷盐酸盐(DMC-HCl)为叔胺醚化剂,采用固定PA用量及改变DMC-HCl用量的方式,以水为介质,在弱碱性和低温条件下,对酸解淀粉(AHS)进行丙酸酯化-叔胺化处理,制备出一系列具有不同总取代度的丙酸酯化-叔胺化淀粉(PTAS)。对其进行化学结构表征、元素分析、颗粒形貌观察分析以及取代度测定,并对其与涤纶、涤/棉与棉粗纱间黏附性,以及浆液表面张力进行考察。结果表明:固定PA对AHS质量分数为4.63%、改变DMC-HCl用量为10~40 g,可制备出丙酸酯化程度为0.030、叔胺化程度为0.010~0.035的PTAS样品;化学结构表征与元素分析结合证实了PTAS的成功制备,PTAS颗粒仍保持颗粒态形貌,但部分颗粒表面产生损伤;这种复合变性能够明显改善淀粉对涤纶、棉纤维的黏附性能,提升淀粉浆液的表面活性,表现为PTAS对涤纶、涤/棉及棉3种粗纱的黏合力均明显高于AHS,表面张力明显低于后者;随着PTAS总取代度的增加,其表面张力逐渐降低、黏合力逐渐增大、对棉纤维黏附性的提升优于对涤纶纤维。

不同直链含量酯化淀粉的合成与性能

以甲酸为酯化剂,分别按一定比例与3种具有不同支链含量的天然淀粉混合,制备得到3种酯化淀粉——木薯酯化淀粉(EM)、玉米酯化淀粉(EN)和蜡质酯化淀粉(EW),借助傅立叶红外光谱仪(FTIR)、广角X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TG)等仪器对天然淀粉与酯化淀粉的结构性能表征分析;并进一步研究了不同直链含量的热塑性酯化淀粉与PBS共混后力学性能的改变。实验分析表明,淀粉酯化后显现疏水特性,且随直链淀粉含量的增加,疏水性增强。淀粉晶体结构被酯化淀粉破坏,结晶度与直链淀粉含量成正比,热损失率与支链淀粉含量成正比,具体为EM(237℃)>EN(235℃)>EW(231℃)。分子间的氢键相互作用降低,提高了淀粉的热塑性,且支链淀粉含量高的酯化淀粉塑化效果好。

HBeta沸石高效催化芳醇/酚酯化

将自制的HBeta用于催化4-甲基苯甲醇与乙酸酐的酯化反应,确定了其最优条件为:以10 mg酸性HBeta沸石为催化剂、0.5 mmol 4-甲基苯甲醇、0.5 mmol乙酸酐、1.0 mL环己烷,N_(2)氛围下室温反应1 h,在该条件下以>99%的产率合成了乙酸4-甲基苄酯。探索了底物的普适性,并以较广的底物范围合成了32种芳香族酯化反应产物。在沸石中掺入不同质量分数的磷(0.2%~1.0%),通过XRD、N_(2)吸附-脱附、NH_(3)-TPD、Py-IR对催化剂的织构参数和酸性特征进行了表征。结果表明,随着HBeta强Br?nsted酸酸性位点(SBAS)酸量的降低,芳醇/酚酯化反应产率从>99%逐渐降至57%,说明催化剂上的SBAS是芳醇/酚反应的活性中心。此外,HBeta催化剂在芳醇/酚的酯化反应中表现出良好的结构稳定性,循环4次而没有明显失活。提出了4-甲基苯甲醇在催化剂的SBAS上首先转化成对应的碳正离子中间体,随后与乙酸酐发生亲核加成反应,从而生成目标产物的反应机理。

丁二酸酐酯化工艺的研究

以丁二酸酐和1,4-丁二醇为原料,探究直接酯化过程中反应时间、温度和酸醇比、催化剂种类等参数对酯化反应的影响,并通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)等手段对产物进行表征。研究发现,采用辛酸亚锡为催化剂,用量为丁二酸酐的1.5%,1,4-丁二醇与丁二酸酐物质的量的比为1.7∶1,温度为210℃,真空度-0.03 MPa,反应时间为6 h条件下,酯化率可达到97.8%,满足PBS工艺中酯化工艺要求。

固载质子型离子液体催化酯化反应合成香蕉油——可回收固态催化剂的实验教学应用

酯化反应是大学有机合成实验课程中的重要训练项目。应用溶胶-凝胶法制备了N-甲基咪唑硫酸氢盐固载离子液体催化剂(Meim-HSO_(4)@SiO_(2)),Meim-HSO_(4)@SiO_(2)取代传统无机酸催化醋酸与异戊醇酯化反应。与无机酸相比,固态催化剂Meim-HSO_(4)@SiO_(2)取用更加方便,转化率提高22.1%,反应结束后只需抽滤、洗涤、烘干便可实现催化剂的回收再利用,成本缩减约37.5%。新设计为大学化学教学实验“香蕉油的制备与鉴定”提供了切实可行的催化剂选择新思路,符合绿色化学发展需求,有助于学生综合能力的提升和改进思维的培养。

玉米芯碳基固体酸催化丙烯酸酯化性能研究

以玉米芯生物质为原料,通过碳化-磺化法制备玉米芯碳基固体酸催化剂,并对催化剂进行结构表征和丙烯酸酯化性能评价.结果表明,玉米芯生物质材料通过碳化-磺化后成功链接上-SO_(3)H,保留了原本的生物质前驱体结构且拥有较为丰富的孔隙结构,同时具有较好的催化酯化性能.在最佳反应条件下,催化丙烯酸和甲醇酯化反应,丙烯酸的转化率可达到93.6%;催化剂重复使用三次后依旧保持较高的催化酯化性能.

釜式反应器和降膜反应器在酯化反应中的比较应用研究

在现代化工设备规模化生产中,酯化反应大多数使用的是釜式反应器。有机酸、醇和催化剂等物质在釜式反应器中搅拌加热,高温反应后,生成酯和水。降膜反应器是一种新型的反应的装置,反应物沿着反应器壁下滑,与壁面充分接触,形成薄膜层,氮气或真空层在薄膜外表面流过,与内膜层进行物质传递。

改性磷钨酸催化剂制备及其高效催化加成酯化制丙烯酸叔丁酯

丙烯酸叔丁酯是一种重要的有机酸酯,通过丙烯酸与异丁烯加成酯化制备丙烯酸叔丁酯是典型的原子经济性反应,具有重要的应用前景。本文成功制备了一种改性磷钨酸催化剂Ce_(3/1)-HPW-F并将其应用于丙烯酸与异丁烯加成酯化制备丙烯酸叔丁酯的反应中,结果表明:在45℃反应4 h,即可实现丙烯酸的完全转化,且丙烯酸叔丁酯的选择性高达99%。

大曲中产酯化酶霉菌的分离筛选及发酵条件优化

为提高大曲己酸乙酯的产量,该研究采用传统培养分离法从五粮液大曲中分离筛选高产酯化酶的霉菌,通过形态学特征观察并结合18S rDNA序列分析鉴定筛选菌株,并以酯化酶活力为响应值,以蔗糖添加量、尿素添加量、发酵温度及发酵时间为自变量,采用单因素试验及响应面试验优化其发酵条件。结果表明,筛选得到一株高产酯化酶的霉菌,编号为GQ342847,经鉴定为总状横梗霉(Lichtheimia ramose),其产酯化酶的最优发酵条件为蔗糖22 g/L,尿素58 g/L,发酵温度35℃,发酵时间6 d,转速150 r/min,在此优化条件下酯化酶活力可达7.67 U/mL,是优化前(5.62 U/mL)的1.3倍。