超声波条件下结合搅拌法酶催化合成l-抗坏血酸棕榈酸酯的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于食品添加剂合成加工技术领域，特别涉及一种超声波条件下结合搅拌 法酶催化合成L-抗坏血酸棕榈酸酯的方法。 技术背景
[0002] L-抗坏血酸棕榈酸酯(L-ascorbyl palmitate，L_AP)，又称Vc酯，英文简称L-AP， 白色或黄白色结晶粉末，溶于酒精、乙醚和油脂。L-ΑΡ是一种无毒无害的多功能营养性抗氧 保鲜剂，具有抗氧化及营养强化功能，且耐高温，适用于医药、保健品、化妆品等，并适用于 烘烤煎炸用油的抗氧剂，常用于含油食品、食用油、动植物油及高级化妆品中，也可用于各 种婴幼儿食品及奶粉中。目前，工业化生产采用化学合成法，该法腐蚀性强、操作上安全性 要求高、对环境污染大。而脂肪酶催化合成L-ΑΡ具有反应温和、操作安全、对环境无污染等 优点。
[0003] 有关脂肪酶催化合成L-ΑΡ的研究多集中于摇床震荡和电动搅拌法，此种方式使得 反应时间过长，如果用于工业化生产则耗费时间、人力及能源。超声波近年来已经应用在了 许多化学合成领域，其产生的空化作用在化学合成方面有重要作用。超声波的高频振动不 仅可以促进底物L-抗坏血酸的溶解，增大其浓度促进酯化反应平衡右移以提高产率，并且 可以使底物均匀分散在溶剂中，有效解决局部浓度不均匀的问题，提高底物与酶的有效碰 撞次数，加速反应的进行。
[0004] 同时，对于常规的生产工艺过程，在反应时，脂肪酶及分子筛基本都是沉于容器底 部，利用率不高，而且体系反应完成后，脂肪酶及分子筛需要经过两次甚至多次过滤进行回 收利用，操作非常繁琐，费时费力。针对此情况，本发明对生产工艺流程加以改进，简化操 作，提高效率。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种超声波条 件下结合搅拌法酶催化合成L-抗坏血酸棕榈酸酯的方法，对生产工艺进行改进，生产效率 高、能耗少、操作简便、产品收率高。
[0006] 本发明目的通过以下技术方案实现：
[0007] -种超声波条件下结合搅拌法酶催化合成L-抗坏血酸棕榈酸酯的方法，按照以下 操作步骤：
[0008] (1)将15g 4A型分子筛单独装于过滤器内；将150ml叔丁醇加入带塞密闭反应容器 内，随后加入3g L-抗坏血酸、1.0g植酸及0.6g诺维信435型脂肪酶，置于超声条件下，启动 搅拌机，待L-抗坏血酸溶解后，加入12g棕榈酸，水浴恒温反应;反应过程是使用循环栗进行 过滤器和反应容器之间反应体系不间断循环，循环时，反应液由反应容器的底部进入，从反 应容器的上部投料口流出，在从反应容器进入循环管道的出口处加80目筛网，防止脂肪酶 流入循环管道；
[0009] (2)过滤除去脂肪酶，所得滤液减压蒸馏除去溶剂，得到蓬松白色固体；
[0010] (3)将步骤⑵所得蓬松白色固体用质量比为1:2的甲苯和乙酸乙酯混合溶剂溶解 后加水洗涤，分液漏斗放出水层，有机相于烧杯中放置4小时，抽滤；
[0011] (4)将步骤(3)所得物料真空干燥，即得L-抗坏血酸棕榈酸酯成品。
[0012]步骤（1)所述超声条件是指超声功率为140W，搅拌机转速为200r/min;所述水浴恒 温反应的温度为55°C，反应时间为6小时。
[0013] 步骤(2)所述减压蒸馏时的温度为55°C。
[0014] 步骤(3)所述混合溶剂的用量为50ml。
[0015] 步骤(4)所述真空干燥的温度为60°C，时间为2小时。
[0016] 步骤(4)所得L-抗坏血酸棕榈酸酯的纯度2 97.0%，得率2 60.0%。
[0017]本发明的原理是：
[0018]本发明超声波条件下结合搅拌法酶催化合成L-抗坏血酸棕榈酸酯，按照如图1所 示的生产工艺流程进行。而优化前现有工艺流程如图2所示。具体分析如下：
[0019] 1、分子筛在本反应体系内的作用主要是吸收酯化反应生成的水，加速反应向右进 行。脂肪酶在本反应体系内的作用主要是催化剂，催化反应向右进行。工艺优化前分子筛和 脂肪酶在反应时都沉于反应容器底部，不能均匀分散于整个反应体系中，而且由于脂肪酶 颗粒比分子筛小很多，所以脂肪酶基本都是藏在分子筛之间的缝隙中，只能在局部发挥很 小一部分作用。优化后，反应体系一直不间断循环，反应体系在进入反应容器时，是由底部 进，顶部出，这样可以防止反应体系中的脂肪酶沉在底部，保证脂肪酶比较均匀的分布于整 个反应体系，从而加速反应进行，同时，整个体系都流经装有分子筛的容器，保证反应过程 中产生的水能被及时除去，从而加速反应向右进行。
[0020] 2、工艺优化前，在酯化反应结束后，要经过至少两次过滤，将分子筛和脂肪酶进行 回收利用。优化后，当酯化反应结束，只需一步过滤即可将脂肪酶回收，分子筛直接从容器 内取出即可。操作简单，省时省力。
[0021] 3、由于分子筛和脂肪酶完全分离，从而减少了搅拌过程中分子筛对脂肪酶撞击产 生的损害，同时，分子筛受超声波和搅拌桨撞击和振动的损害也完全避免了，更有利于提高 脂肪酶和分子筛回收利用的效率。
[0022]本发明与非超声条件下酶催化合成L-抗坏血酸棕榈酸酯的技术相比具有以下优 点和有益效果：
[0023] (1)反应时间大大缩短，由40小时缩短为6小时，不仅提高了生产效率，而且降低了 能耗；
[0024] (2)采用混合溶剂提取，一次提纯即可满足产品纯度要求，减少提纯次数，降低能 耗和损耗；
[0025] (3)酶的重复使用次数大大提高，降低生产成本；
[0026] (4)广品的最终收率有所提尚。
【附图说明】
[0027]图1为本发明超声波条件下结合搅拌法酶催化合成L-抗坏血酸棕榈酸酯工艺流程 图。
[0028] 图2为现有L-抗坏血酸棕榈酸酯合成工艺流程图。 具体实施方案
[0029] 下面结合实例对本发明作进一步详细的描述，本发明的实施方式仅限于此。
[0030] 以下实施例使用的L-抗坏血酸棕榈酸酯循环反应的装置分别购于以下厂家:UC-5862超声器(Ameritech); JJ-1BA数显电动搅拌器(上海豫明仪器有限公司）；15WB7循环栗 (上海腾乾机电有限公司）；B-260恒温水浴锅、RE52CS-1旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器 厂）；SUZ-D(III)循环水式真空栗(巩义市予华仪器有限责任公司）；SDC-6节能型智能恒温 槽(宁波新芝生物科技股份有限公司）；DZF-6020真空干燥箱(上海新苗医疗器械制造有限 公司）；FA2004B电子天平(上海精科天美科学仪器有限公司）。
[0031] 实施例1
[0032] (1)将15g 4A型分子筛单独装于过滤器内；将150ml叔丁醇加入带塞密闭反应容器 中，随后加入3g L-抗坏血酸及0.6g诺维信435型（NovozymK'435)脂肪酶，置于超声(超声 功率为140W)条件下，启动搅拌机(转速为200r/min)，待L-抗坏血酸溶解后，加入12g棕榈 酸，55 °C水浴恒温反应3h、4h、5h或6h;反应过程是使用循环栗进行过滤器和反应容器之间 反应体系不间断循环，循环时，反应液由反应容器的底部进入，从反应容器的上部投料口流 出，在从反应容器进入循环管道的出口处加80目筛网，防止脂肪酶流入循环管道；
[0033] (2)过滤除去脂肪酶，所得滤液在55°C条件下减压蒸馏除去溶剂，得到蓬松白色固 体；
[0034] (3)将步骤(2)所得蓬松白色固体用质量比为1:2的甲苯和乙酸乙酯混合溶剂50ml 溶解后加水洗涤，分液漏斗放出水层，有即相于烧杯中放置4小时，抽滤；
[0035] (4)将步骤(3)所得物料在60°C条件下真空干燥2小时，即得L-抗坏血酸棕榈酸酯 成品。
[0036]其他步骤同上，采用搅拌酶法替代超声辅助酶法合成L-抗坏血酸棕榈酸酯，所得 广品的收率对比如表1所不：
[0037] 表1不同方法对L-ΑΡ收率的影响
[0038]
[0039] 实施例2
[0040] (1)将15g 4A型分子筛单独装