酶法合成茶油异丙酯的研究

论文摘要

茶油中富含油酸,含量达到74%~89%。油酸不仅能提高血液抗氧化能力,降低胆固醇,防止心血管疾病的发生,还有润肤的作用,被称作“美容酸”。虽然茶油是一种较好的美容基础油脂,但比较油腻,难成为高档的化妆品用油脂。长链脂肪酸异丙酯分散系数大,铺展性好,比甘油三酯更易被皮肤吸收,它能在皮肤上形成薄层液膜,有护肤作用且对皮肤油而不腻。所以既富含油酸又能很好的被皮肤吸收的茶油异丙酯有很大的潜在应用价值。本文主要内容及结论如下:(1)采用酶法合成茶油异丙酯,以茶油和异丙醇为底物,对催化过程进行了工艺优化。通过比较有机溶剂体系和无溶剂体系,发现无溶剂体系更适合酶法催化醇解反应生产茶油异丙酯。对三种商品化的固定脂肪酶Novozym 435、Lipozyme RM IM和Lipozyme TL IM进行筛选,发现在无溶剂体系中Novozym 435是催化茶油醇解反应合成茶油异丙酯最适合的酶。在批次反应中,研究了不同的反应条件如底物摩尔比、反应温度和酶加量对生成茶油异丙酯含量的影响。确定最佳的反应条件为:在无溶剂体系中,以固定化脂肪酶Novozym 435为催化剂,底物摩尔比为5:1(异丙醇/茶油),反应温度为55°C,酶加量为240U/g。在这个最佳反应条件下,反应24h后,茶油异丙酯的含量达到89.83%。(2)采用分子蒸馏技术对酶法合成的产物茶油异丙酯进行分离,得到最优的分离条件为:蒸馏温度110°C,物料流速1.5mL/min,真空度5Pa。在此条件下,通过进行二级分子蒸馏,获得茶油异丙酯的纯度可达到96.95%。通过气相色谱分析,茶油异丙酯的脂肪酸组成与茶油没有显著性差异,茶油异丙酯中仍然富含油酸,其含量为79.07%。(3)对茶油异丙酯的理化性质分析,茶油异丙酯的碘值为76g/100 g,比重为0.847,黏度为6.75mpa.s,折光率为1.449,符合化妆品油脂基料的要求。并且,茶油异丙酯的黏度比茶油低6倍左右。这表明茶油异丙酯在化妆品行业中有很大的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 茶油概况
• 1.1.1 茶油的精炼
• 1.1.2 茶油的生理功能
• 1.2 脂肪酸异丙酯的性质及合成
• 1.2.1 脂肪酸异丙酯的性质
• 1.2.2 脂肪酸异丙酯的合成
• 1.3 脂肪酶的研究与应用
• 1.3.1 脂肪酶的研究概况
• 1.3.2 脂肪酶结构及催化机制
• 1.3.3 非水介质中的酶催化
• 1.3.4 脂肪酶在油脂工业中的应用
• 1.4 分子蒸馏
• 1.4.1 分子蒸馏的原理
• 1.4.2 分子蒸馏基本过程
• 1.4.3 分子蒸馏的特点
• 1.5 本课题研究的意义和主要内容
• 1.5.1 本课题研究的意义
• 1.5.2 本课题研究的主要内容
• 第二章 酶法醇解合成茶油异丙酯
• 2.1 材料与仪器
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 酶
• 2.1.3 主要仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 单因素实验
• 2.2.2 HPLC 分析反应混合物的组成
• 2.2.3 响应面实验设计
• 2.2.4 脂肪酶操作稳定性实验
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 不同溶剂和无溶剂对茶油异丙酯含量的影响
• 2.3.2 不同脂肪酶对茶油异丙酯含量的影响
• 2.3.3 不同底物比对茶油异丙酯含量的影响
• 2.3.4 不同温度对茶油异丙酯含量的影响
• 2.3.5 酶加量对茶油异丙酯含量的影响
• 2.3.6 响应面实验结果分析
• 2.3.7 脂肪酶操作稳定性实验
• 2.4 本章小结
• 第三章 茶油异丙酯的分离纯化
• 3.1 材料与仪器
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 主要仪器
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 分子蒸馏装置及操作
• 3.2.2 去除残留异丙醇实验
• 3.2.3 分子蒸馏单因素实验
• 3.2.4 分离后的样品成分分析
• 3.2.5 茶油异丙酯的脂肪酸组成分析
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 单因素实验结果与讨论
• 3.3.2 二级分子蒸馏纯化茶油异丙酯
• 3.3.3 茶油异丙酯的脂肪酸组成分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 茶油异丙酯的理化性质
• 4.1 材料与仪器
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 主要仪器
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 茶油异丙酯的理化指标检测
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 茶油异丙酯的理化性质
• 4.4 本章小结
• 结论与展望
• 一、结论
• 二、创新
• 三、展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件