Page 161 - 《精细化工》2021年第10期

第 10 期 王舒舒，等: 响应面优化褶皱假丝酵母脂肪酶催化合成木质甾醇油酸酯 ·2091·

为流动相，流速为 0.8 mL/min，柱温 30 ℃，进样 2.2 不同溶剂对木质甾醇油酸酯合成的影响
量 20 µL，紫外检测波长 210 nm。在此条件下，木 按照上述优选的 CRL，参照 1.2.1 节的合成方
质甾醇的转化率按照下式计算： 法对文献报道效果较好的正己烷 [17] 、正庚烷 [18] 、环
转化率/% = [(c 0 – c t )/c 0 ] × 100 己烷 [13] 和异辛烷 [19] 等溶剂进行筛选。不同溶剂对催
式中：c 0 为 反应混合物中木质甾醇的初始浓度 化木质甾醇油酸酯合成的影响结果如图 2 所示。由
（mol/L）；c t 为 t 时刻木质甾醇的浓度（mol/L）。 图 2 可知，以正己烷为反应溶剂时木质甾醇的转化
1.2.3 筛选催化合成木质甾醇油酸酯的脂肪酶和 率最高（47.12%），以正庚烷、环己烷和异辛烷为溶
溶剂 剂时，木质甾醇的转化率分别为 43.32%、42.41%和
分别选取 Novozyme 435（Nov 435）、CRL、 45.72%。SANCHEZ 等 [20] 的研究指出，随着反应溶
TLIM、RMIM、PPL、CPL、PCL、RNL、BCL、 剂极性的增大，甾醇的转化率有降低的趋势。本文
AL AN 这 10 种脂肪酶为催化剂，选取正己烷、正 考察的 4 种溶剂极性非常相近，因此转化率相差也
庚烷、环己烷和异辛烷为反应溶剂，按照 1.2.1 节的 较小。考虑到正己烷使用成本较低以及其木质甾醇
方法以木质甾醇的转化率为指标，筛选出适合催化 的转化率较高，因此选取正己烷为反应溶剂。
合成木质甾醇油酸酯的脂肪酶和溶剂。
1.2.4 脂肪酶催化木质甾醇油酸酯合成工艺的优化
以木质甾醇的转化率为指标，对脂肪酶用量、
油酸和木质甾醇的物质的量比、反应温度和反应时
间 4 个反应条件进行单因素优化实验，每组实验进
行 3 次平行实验。在此基础上，确定工艺条件的优
选实验范围，采用响应面分析法对脂肪酶催化木质
甾醇油酸酯合成工艺条件进行优化，并对优化条件
进行验证和放大实验。

2 结果与讨论
图 2 不同种类溶剂对木质甾醇转化率的影响
2.1 不同种类脂肪酶对木质甾醇油酸酯合成的影响 Fig. 2 Effect of different kinds of solvent on the conversion
rate of lignosterol
按照 1.2.1 节的合成方法，考察不同种类脂肪酶
对木质甾醇油酸酯合成的影响，结果如图 1 所示。 2.3 脂肪酶催化木质甾醇油酸酯合成工艺的单因

素优化实验
2.3.1 脂肪酶添加量对合成木质甾醇油酸酯的影响
在上述优选的催化剂和反应溶剂条件下，参照
1.2.1 节的合成方法考察不同催化剂用量对木质甾醇
转换率的影响，结果见图 3。

图 1 不同种类脂肪酶对木质甾醇转化率的影响
Fig. 1 Effect of different kinds of lipase on the conversion
rate of lignosterol

由图 1 可知，以 CRL 和 Novozyme 435 为催化

剂时，木质甾醇的转化率较高，而其余 8 种脂肪酶
图 3 脂肪酶用量对木质甾醇转化率的影响
的催化效率较低（转化率低于 10%）。CRL 催化木
Fig. 3 Effect of lipase dosage on the conversion rate of
质甾醇转化的能力较强，这与现有文献[10, 13, 16] lignosterol
报道的酶催化油酯脱臭馏出物来源的甾醇反应结果
一致。因此，以 CRL 为优选催化剂。 如图 3 所示，CRL 对用量酯化反应的催化作用