一种联产L-抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油的工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种联产L

【技术实现步骤摘要】
一种联产L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油的工艺方法


[0001]本专利技术涉及生物化工领域，具体涉及一种联产L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油的工艺方法。

技术介绍

[0002]L
‑
抗坏血酸(L
‑
ascorbic acid)是一种常用的天然抗氧化剂，其分子结构中具有活性连烯二醇，易受光线和温度等外界因素影响而氧化，从而具有强抗氧化能力。然而，由于L
‑
抗坏血酸的亲水性强，不易溶解于油脂等疏水性液体中，故极大地限制了它的应用，而将L
‑
抗坏血酸转化为其脂肪酸酯则可解决该难题。L
‑
抗坏血酸脂肪酸酯不仅保持了L
‑
抗坏血酸的抗氧化性能和生理活性，而且在非水体系中的溶解性和稳定性均有显著提高，增加了对自由基的清除能力，已成为一种高效、安全、无毒的抗氧化剂。
[0003]目前，采用棕榈酸、硬脂酸和月桂酸等脂肪酸直接作为酰基供体，通过化学法制备L
‑
抗坏血酸脂肪酸酯的研究较为广泛；生物酶法反应条件温和，特异性强，产物分离纯化方法简单，酶催化合成L
‑
抗坏血酸脂肪酸酯具有很好的开发应用前景。
[0004]在生物酶法制备L
‑
抗坏血酸脂肪酸酯的过程中，由于L
‑
抗坏血酸的亲水性强，在长链脂肪酸酯的制备过程中难与酰基供体互溶，使得过程中常常需要引入包括叔丁醇、丙酮在内的疏水性溶剂，以促进反应的进行，此种方式需额外引入有机溶剂，直接增加操作成本，且反应过程产品单一。

技术实现思路

[0005]为了克服上述技术问题，本专利技术公开了一种联产L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油的工艺方法。
[0006]本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：
[0007]一种联产L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油的工艺方法，其包括以下步骤：
[0008]步骤1，将L
‑
抗坏血酸和棕榈油进行一次酶催化反应，得到一次酶催化混合物；
[0009]步骤2，将所述一次酶催化混合物进行分层和减压蒸馏处理，得到一次酶催化产物；
[0010]步骤3，将所述一次酶催化产物进行二次酶催化反应，得到二次酶催化混合物；
[0011]步骤4，将所述二次酶催化混合物于在线脱水条件下进行蒸馏处理，获得L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油(即棕榈油短链醇酯)。
[0012]上述的联产L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油的工艺方法，其中在步骤1中，所述一次酶催化反应是在脂肪酶的催化作用下与短链醇反应进行的；所述脂肪酶为液体脂肪酶或固定化脂肪酶。
[0013]上述的联产L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油的工艺方法，其中所述步骤1采用液体脂肪酶催化；所述一次酶催化反应的条件为：液体脂肪酶用量为棕榈油质量的300
‑
3000个标准酶活单位，L
‑
抗坏血酸用量为棕榈油摩尔数的0.2～0.8倍，短链醇用量为棕榈油摩
尔数的3～5倍，水含量为棕榈油质量的2～5％；所述一次酶催化反应于一级或多级酶反应器中进行，温度控制在35～60℃，反应6～18小时。通常情况下，L
‑
抗坏血酸的转化率达到80％以上，棕榈油短链醇酯得率为理论得率的90％以上。
[0014]上述的联产L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油的工艺方法，其中所述步骤1采用固定化脂肪酶催化；所述一次酶催化反应的条件为：固定化脂肪酶用量为棕榈油质量的300
‑
2000个标准酶活单位，L
‑
抗坏血酸用量为棕榈油摩尔数的0.2～0.8倍，短链醇用量为棕榈油摩尔数的3～65倍；所述一次酶催化反应于一级或多级环流反应器中进行，温度控制在35～60℃，反应5～18小时。通常情况下，L
‑
抗坏血酸的转化率达到90％以上，棕榈油短链醇酯得率为理论得率的95％以上。
[0015]上述的联产L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油的工艺方法，其中在所述一次酶催化反应中的短链醇以分步添加的方式加入，分步添加条件为短链醇在2个小时内匀速加入。
[0016]上述的联产L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油的工艺方法，其中经过一次酶催化反应后获得的一次酶催化混合物在进行二次酶催化反应之前，需要去除当中残余的短链醇等物质，以便于后续获得较纯的生物柴油；在步骤2中，所述分层处理可选取离心或静止分层，以分离出含脂肪酶的重相和含有粗生物柴油的轻相，轻相进一步减压蒸馏取釜液以备进行后续的步骤3，且减压蒸馏的目的在于去除多余的短链醇。
[0017]上述的联产L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油的工艺方法，其中在步骤3中，所述二次酶催化反应是在固定化脂肪酶的催化作用下反应进行的，所述固定化脂肪酶用量为棕榈油质量的300
‑
2000个标准酶活单位；所述二次酶催化反应于一级或多级环流反应器中进行，温度控制在35～60℃，反应10～18小时。优选地，一级或多级环流反应器与在线脱水设备相偶联，以在线除去反应体系中的水分；通常情况下，L
‑
抗坏血酸的转化率达到95％以上，棕榈油短链醇酯得率为理论得率的98％以上。
[0018]上述的联产L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油的工艺方法，其中在步骤4的反应过程中，引入分子筛、膜等在线脱水条件下进行，以在线除去反应体系中的水分，进而可获得质量合格的L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油；蒸馏所得馏出液为棕榈油短链醇酯，即为生物柴油，釜液为L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯。
[0019]上述的联产L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油的工艺方法，其中所述短链醇为甲醇、乙醇、丙醇或丁醇。
[0020]上述的联产L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油的工艺方法，其中所述脂肪酶包括来源于酵母细胞、霉菌细胞、细菌或其它微生物的脂肪酶。
[0021]L
‑
抗坏血酸作为一种常用的天然抗氧化剂，因其亲水性强，不易溶解于油脂等疏水性液体，极大地限制了其于脂溶性疏水体系中的应用。为了提高L
‑
抗坏血酸的应用性能，如何提高生物酶法对其的催化转化率是制备L
‑
抗坏血酸脂肪酸酯的关键。目前，棕榈酸、硬脂酸和月桂酸等脂肪酸直接作为酰基供体，但在制备过程中，酰基供体难与L
‑
抗坏血酸互溶，故通常需要引入疏水性溶剂以改善反应体系中的疏水程度，传统的疏水性溶剂可选包括叔丁醇、丙酮等，但若引入上述溶剂则增加操作成本，同时反应所得产品种类单一。
[0022]在进行一次酶催化反应或二次酶催化反应时，可选用生物催化剂，包括多种脂肪酶，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种联产L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油的工艺方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤1，将L
‑
抗坏血酸和棕榈油进行一次酶催化反应，得到一次酶催化混合物；步骤2，将所述一次酶催化混合物进行分层和减压蒸馏处理，得到一次酶催化产物；步骤3，将所述一次酶催化产物进行二次酶催化反应，得到二次酶催化混合物；步骤4，将所述二次酶催化混合物于在线脱水条件下进行蒸馏处理，获得L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油。2.根据权利要求1所述的联产L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油的工艺方法，其特征在于，在步骤1中，所述一次酶催化反应是在脂肪酶的催化作用下与短链醇反应进行的；所述脂肪酶为液体脂肪酶或固定化脂肪酶。3.根据权利要求2所述的联产L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油的工艺方法，其特征在于，所述步骤1采用液体脂肪酶催化；所述一次酶催化反应的条件为：液体脂肪酶用量为棕榈油质量的300
‑
3000个标准酶活单位，L
‑
抗坏血酸用量为棕榈油摩尔数的0.2～0.8倍，短链醇用量为棕榈油摩尔数的3～5倍，水含量为棕榈油质量的2～5％。4.根据权利要求3所述的联产L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油的工艺方法，其特征在于，所述一次酶催化反应于一级或多级酶反应器中进行，温度控制在35～60℃，反应6～18小时。5.根据权利要求2所述的联产L
‑
抗坏血酸棕榈酸酯和生物柴油的工艺方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜伟，刘德华，刘剑波，张圆满，湛东锐，
申请(专利权)人：东莞深圳清华大学研究院创新中心，
类型：发明
国别省市：