Page 162 - 《精细化工》2021年第10期

·2092· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

十分明显，随着催化剂量用量的增加，木质甾醇的 如图 5 所示，在 45 ℃时转化率达到最高值，
转化率也随之增加，在酶添加量为 10%（以木质甾 进一步升高温度转化率却随之降低，可能是温度过
醇质量为基准，下同）时转化率达到 76.5%，随后 高会导致酶变性失活所致 [23] 。
木质甾醇的转化率趋于平稳，可能是在酶促反应过 2.3.4 反应时间对合成木质甾醇油酸酯的影响
程中，底物浓度达到饱和，继续增加酶量也不能提 在上述优选的条件下，按照 1.2.1 节木质甾醇油
高转化率 [21] 。 酸酯的合成方法，考察不同反应时间对木质甾醇转
2.3.2 底物物质的量比对合成木质甾醇油酸酯的影响 化率的影响，结果见图 6。如图 6 所示，反应 24 h
在上述优选的条件下，按照 1.2.1 节的合成方 时转化率达到最高值，继续反应转化率略有降低，
法，考察不同底物物质的量比对木质甾醇转换率的 可能是产物木质甾醇油酸酯与反应生成的水在酶的
影响，结果见图 4。如图 4 所示，随着油酸物质的 作用下会发生部分水解所致。
量的增加，木质甾醇的转化率也随之增加，但油酸
与木质甾醇的物质的量比到 4∶1 之后，油酸的增加
对木质甾醇的转化率影响不大。这是因为对于可逆
反应，油酸浓度的增加会使化学平衡向正方向进行，
从而提高转化率，但随着油酸浓度的增大，酯化反
应达到平衡，进一步增加油酸的物质的量，转化率
基本保持不变 [22] 。

图 6 反应时间对木质甾醇转化率的影响
Fig. 6 Effect of reaction time on the conversion rate of
lignosterol

2.4 CRL 催化木质甾醇油酸酯合成工艺的响应曲
面优化实验
2.4.1 木质甾醇油酸酯合成的响应曲面设计实验

结合单因素实验的结果，分别选取 CRL 用量为
图 4 底物物质的量比对木质甾醇转化率的影响 9%、10%、11%，油酸与木质甾醇物质的量比为 3.0∶
Fig. 4 Effect of substrate molar ratio on the conversion
rate of lignosterol 1、3.5∶1、4.0∶1，反应温度为 40、45、50 ℃，
反应时间为 20、24、28 h 为四因素三水平的条件，
2.3.3 反应温度对合成木质甾醇油酸酯的影响 利用响应面分析法优化 CRL 催化木质甾醇油酸酯
在上述优选的条件下，按照 1.2.1 节木质甾醇油 合成的最佳工艺参数。响应面实验因素水平见表 1，
酸酯的合成方法，考察不同温度对木质甾醇转换率 结果见表 2，回归方程各项的方差分析见表 3。
的影响，结果见图 5。
表 1 响应面因素水平
Table 1 Response surface factor level
因素
水平 A-脂肪酶 B-n（油酸）∶ C-反应 D-反应
用量/% n（木质甾醇） 时间/h 温度/℃
–1 9 3.0∶1 20 40
0 10 3.5∶1 24 45
1 11 4.0∶1 28 50

由表 3 可以看出，实验所建立的模型 F 值为

27.81，P<0.0001，达到了显著的水平。模型的失拟
图 5 反应温度对木质甾醇转化率的影响 相 F 值为 2.99，P 值为 0.1992（P>0.05），说明该模
Fig. 5 Effect of reaction temperature on the conversion
rate of lignosterol 型的失拟相不显著，影响响应值的各因素均包含在