固定化脂肪酶的创制及其在乙酸肉桂酯无溶剂制备中的应用

采用模板法结合辛基(C_(8))表面修饰制备疏水有序介孔SiO_(2)载体(OMS-C_(8)),在此基础上制得固定化脂肪酶(CSL@OMS-C_(8)),成功应用于乙酸肉桂酯的无溶剂酶法制备。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N_(2)-吸附脱附、傅里叶红外(FTIR)对载体材料和固定化酶进行表征。结果显示,OMS具有整齐有序的介孔结构,比表面积达149.9 m^(2)/g,平均孔径为15 nm。经过疏水改性后,接触角从20°提高到120°。优化获得了乙酸肉桂酯的最佳反应条件为温度50℃,肉桂醇与乙酸乙烯酯的摩尔比1∶5,固定化酶添加量2 g/L,反应时间2 h,转化率达到96.6%。催化剂经过5次重复使用肉桂醇的转化率仍能达到80%。

荧光假单胞菌脂肪酶(PFL)的固定化及催化合成乙酸肉桂酯

为提高酶促合成食品添加剂乙酸肉桂酯的效果,选用荧光假单胞脂肪酶(PFL)为生物催化剂,肉桂醇为底物,乙酸乙烯酯为酰化试剂和溶剂,研究了PFL在反应器内壁上的固定化、及其催化转酯反应合成乙酸肉桂酯的动力学。结果表明,相对于塑料(PMMA和PET),在玻璃壁上的固定化PFL,吸附牢固,活性高。酶的固定化中,水可以明显优化PFL,但是不能稳定PFL;如果添加亲水性大分子羧甲基纤维素(CMC),则可以更好地稳定PFL。催化转酯18h,在玻璃壁上的CMC-固定化PFL可转化底物99%,再次使用时仍可转化83%的底物;而水-固定化PFL可转化底物98%,但再次使用时仅转化底物76%;酶粉转化底物86%,再次使用时转化底物62%。可见,在玻璃载体上的CMC-固定化PFL可更有效地催化合成乙酸肉桂酯。

薄膜蒸发与精馏耦合技术分离肉桂醛和乙酸肉桂酯

采用分子蒸馏技术和薄膜蒸发与精馏耦合技术分离肉桂醛和乙酸肉桂酯。在采用分子蒸馏分离肉桂醛和乙酸肉桂酯的实验研究基础上,重点阐述了薄膜蒸发与精馏耦合技术分离实验。首先研究了回流比对分离效果的影响,在确定回流比为2∶1后,分别以不同肉桂醛质量分数的混合物作为待分离物料,在不同蒸发器温度下进行了分离实验。对于具有相同肉桂醛质量分数的混合物料,薄膜蒸发与精馏耦合技术收集的馏出物中肉桂醛的含量普遍高于通过分子蒸馏技术收集的馏出物中肉桂醛的含量,实验结论表明薄膜蒸发与精馏耦合技术在分离挥发性相似物料方面具有更高的分离效率。

肉桂油中分离高纯度肉桂醛和乙酸肉桂酯的工艺

采用高真空低温精馏对热敏性天然物质肉桂油开展了分离高纯度肉桂醛、乙酸肉桂酯的研究,结果表明,肉桂醛精馏的最佳工艺条件为:塔釜温度160℃,回流比1︰1,真空度5mm Hg,肉桂醛的得率为85.0%,纯度达到98.1%;乙酸肉桂酯精馏的最佳工艺条件为:塔釜温度165℃,回流比2︰1,真空度5mm Hg,乙酸肉桂酯的得率为67.0%,纯度达到98.3%。研究结果将为肉桂油分离的实际生产提供参考。

肉桂油中分离高纯度肉桂醛和乙酸肉桂酯的工艺研究

以肉桂油为原料,采用精馏技术进行高纯度肉桂醛和乙酸肉桂酯的分离,肉桂醛精馏的最佳工艺条件为:精馏温度为塔釜160℃;回流体积比1∶1;真空度6.65 kP a,肉桂醛的得率为85%,纯度达到98.1%。乙酸肉桂酯精馏的最佳工艺条件为:精馏温度为塔釜165℃;回流体积比2∶1;真空度6.65 kP a,乙酸肉桂酯的得率为67%,纯度达到98.3%。

有机相脂肪酶催化合成乙酸肉桂酯

对有机相中酶法催化合成乙酸肉桂酯的转酯化反应进行研究。结果发现:Candida anatarctic脂肪酶(Novozyme435)、根霉脂肪酶(Rhizopus niveus lipase)和荧光假单胞菌脂肪酶(Pseudomonas fluore lipase)均有较好的催化活性。同时考察各反应参数(温度、反应溶剂、体系水活度、酰化剂类型、肉桂醇与酰化剂摩尔比、肉桂醇浓度等)对脂肪酶Novozyme435合成乙酸肉桂酯反应的影响,确定了反应体系最优工艺条件:在10 mL甲基叔丁基醚中,肉桂醇200 mmol/L,n(肉桂醇)∶n(乙酸乙烯酯)=1∶1.5,初始水活度αw=0.84,温度35℃,酶加量0.02 g,反应3 h后肉桂醇转化率可达到99%,产物经质谱(MS)鉴定。固定化酶经过10个批次反应,反应转化率都保持在90%以上。

一种深海微生物脂肪酶在非水介质中催化合成乙酸肉桂酯的应用研究

从一株深海来源微生物Streptomyces sp.SCSIO 13580的基因组中克隆了1个序列新颖的脂肪酶编码基因,含有1005个碱基,编码334个氨基酸,与最相近的蛋白有51%相似。在大肠杆菌中异源表达了这个脂肪酶,发现其具有在非水介质中催化合成乙酸肉桂酯的活性。在单因素实验的基础上,考察了酰基供体、溶剂、肉桂醇/乙酸乙烯酯摩尔浓度之比、温度等因素对该酶合成乙酸肉桂酯的活性的影响,得到的最佳反应条件是:以乙酸乙烯酯为酰基供体,以正己烷为溶剂,肉桂醇/乙酸乙烯酯的摩尔浓度之比为1∶6,反应温度为40℃,优化后的转化率达到48.3%,酶粉的酶活力为5.59 U/g。

乙酸肉桂酯在固定化脂肪酶反应器中的合成

为提高乙酸肉桂酯的酶促合成效果,在柱形玻璃瓶中,将脂肪酶(Pseudomonas cepacia lipase)固定在脱脂棉上,形成一种简易的生物反应器,用于催化肉桂醇与乙酸乙烯酯发生转酯反应。结果表明:在37℃、160 r/min条件下,12 h后,反应器中的固定化酶可使92%的底物转化,而酶粉仅能转化35%的底物。在静置条件下,分别在37、25和4℃保温12 h,底物转化率分别为88%、84%和44%。在每次6 h的重复催化试验中,固定化酶和酶粉转化底物能力每小时降低率分别为0.3%、0.5%。可见,反应器中的固定化酶相对于酶粉,其催化活性和非水稳定性明显提高,即使在室温和静置条件下,这种固定化酶反应器也表现出较高的催化活性,是一种低碳、高效的固定化酶反应器。

3个植物源苯甲醇酰基转移酶合成乙酸肉桂酯的研究

[背景]乙酸肉桂酯是一种重要的香料化合物,在化妆品和食品工业上具有广泛的应用,传统的生产方法主要依靠植物提取和化学合成。[目的]通过筛选不同植物源的酰基转移酶,利用大肠杆菌从头合成乙酸肉桂酯。[方法]首先,通过在苯丙氨酸高产菌BPHE中表达异源基因苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine Ammonia-Lyase from Arabidopsis thaliana,AtPAL)、对羟基肉桂酰辅酶A连接酶(Hydroxycinnamate:CoA Ligase from Petroselinum crispum,Pc4CL)和肉桂酰辅酶A还原酶(Cinnamyl-CoA Reductase from Arabidopsis thaliana,AtCCR),并结合大肠杆菌自身的内源性醇脱氢酶(Alcohol Dehydrogenases,ADHs)或醛酮还原酶(Aldo-Keto Reductases,AKRs)的催化作用构建了从苯丙氨酸到肉桂醇的生物合成途径。然后,苯甲醇苯甲酰转移酶(Benzyl Alcohol O-Benzoyltransferase from Nicotiana tabacum,ANN09798;Benzyl Alcohol O-Benzoyltransferase from Clarkia breweri,ANN09796)或苯甲醇乙酰转移酶(Benzyl Alcohol Acetyltransferase from Clarkia breweri,BEAT)被引入到上述重组大肠杆菌中发酵培养生产乙酸肉桂酯。最后,在大肠杆菌中过表达乙酰辅酶A合成酶(Acetyl Coenzyme A Synthetase,ACS)来提高底物乙酰辅酶A的量。[结果]探讨了3个植物源苯甲醇酰基转移酶生物合成乙酸肉桂酯的能力,并应用于合成乙酸肉桂酯的细胞工厂,最终使乙酸肉桂酯最高产量达到166.9±6.6mg/L。[结论]植物源苯甲醇酰基转移酶具有一定的底物宽泛性,能以肉桂醇为底物催化合成乙酸肉桂酯。首次利用植物源的苯甲醇酰基转移酶合成乙酸肉桂酯,为微生物细胞工厂以葡萄糖作为碳源生产乙酸肉桂酯提供参考。

采收月份对肉桂叶出油率及挥发油品质的影响研究

目的:以肉桂叶挥发油主要成分肉桂醛的含量及其抑菌活性作为衡量肉桂叶挥发油品质的两个指标,比较不同采收月份肉桂叶出油率及挥发油品质的差异。方法:采用水蒸气蒸馏法提取肉桂叶挥发油,通过气相色谱-质谱技术比较分析其化学成分,用归一化法测定其相对百分含量,并采用微量肉汤稀释法测定MIC评价各肉桂叶挥发油对常见的3种致病菌的抑菌活性。结果:10月份采收的肉桂叶挥发油含量最高(1.51%),6月份采收的肉桂叶挥发油含量最低(0.42%)。12份肉桂叶挥发油共鉴定出32种组分,共有组分为反式肉桂醛(21.37%~86.46%)、邻甲氧基肉桂醛(1.08%~12.46%)、苯甲醛(0.16%~2.40%)、顺式肉桂醛(0.18%~0.82%)。除7月份采收的肉桂叶挥发油外,反式肉桂醛均为挥发油中含量最高的组分,7月肉桂叶挥发油中含量最高的组分为乙酸肉桂酯(47.06%)。12份肉桂叶挥发油对大肠杆菌的抑菌效果最好,对绿脓杆菌的抑菌效果最弱。其中5月采收的肉桂叶挥发油对3种供试菌的抑制作用最好。结论:肉桂叶的采收月份宜在春季3月下旬至5月上旬和秋季9月下旬至11月上旬。

30种酯类化合物对玉米象成虫的熏蒸活性

玉米象(Sitophilus zeamais Motschulsky)是世界性的储粮害虫,每年都造成严重的粮食损失。磷化氢是防治储粮害虫的主要熏蒸剂之一,由于长期使用,害虫对其已经产生了严重的抗药性。因此,急需寻求新的储粮害虫防治策略,一些挥发性小分子酯类化合物具有作为熏蒸剂的潜能。因此,本研究系统的评价30种酯类化合物对玉米象的熏杀活性。结果表明乙酸肉桂酯、甲酸香叶酯和乙酸烯炳酯对玉米象的熏杀活性最高,其LC_(50)分别为0.32、1.82、1.92μl/L。因此,乙酸肉桂酯、甲酸香叶酯和乙酸烯丙酯可以作为防治玉米象的潜在药剂。

滇产樟属植物精油的化学研究

本文研究了云南樟属（Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ Ｔｒｅｗ）５种植物１４个样品，测定了得油率．其得油率（质量分数Ｗ）叶子为０．３１％～１．７２％，树皮为０．５１％～２．０５％；从挥发油中鉴定了约７０种化学成分，主要含有桂皮醛、水杨醛、苯甲醛、肉桂酸、乙酸肉桂酯等．