天然油脂介质中磷脂酰基转移反应合成磷脂酰丝氨酸

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磷脂酰丝氨酸,(Phosphatidylsering,PS),又称二酰甘油酰磷酸丝氨酸,是一种天然稀有磷脂,在功能性食品及化妆品行业有着广泛的应用。临床研究证明,PS作为人体大脑细胞膜的主要成分之一,可通过口服改善神经细胞功能,提高记忆力,增强注意力,稳定情绪,辅助治疗阿尔兹海默症。然而磷脂酰丝氨酸在自然界中含量极少且较难保存,因此它的合成及储存成为人们面临的一大挑战。针对这些问题,本课题采用生物酶转化法,利用天然油脂代替传统有毒有害的有机溶剂来合成磷脂酰丝氨酸,并对反应后得到的含有磷脂酰丝氨酸的椰子油进行微胶囊化。首先探究不同天然油脂作为溶剂时对磷脂酰基转移反应的影响,优选得到椰子油与橄榄油作为溶剂时磷脂酰丝氨酸的转化率较高。因此,分别构建椰子油-水体系和橄榄油-水体系,并对影响磷脂酰丝氨酸合成的主要因素进行条件优化。之后选择阿拉伯胶与明胶为壁材,利用复合凝聚法制备磷脂酰丝氨酸微胶囊,并对影响微胶囊包埋率的主要因素进行工艺优化,以及对影响微胶囊成囊效果的主要因素进行探究。研究结果如下:(1)利用磷脂酶D(PLD)在椰子油-水体系中催化磷脂酰胆碱(PC)与L-丝氨酸(L-Serine)发生磷脂酰基转移反应合成磷脂酰丝氨酸(PS),探究了该体系下底物摩尔比、温度、p H、等,明确初榨椰子油及精炼椰油与水构成的反应体系中合成PS的最优条件为:底物摩尔比为100:1,温度33°C,两相体积比为2:1,p H为5.5,反应在60 min时达到最大转化率,其中初榨椰油-水体系中PS的最大生成率为94%,精炼椰子油-水体系中PS的最大生成率为90%,比传统双液相体系(乙醚-水体系)高出25%左右。(2)对橄榄油-水体系中磷脂酶D催化磷脂酰基转移反应合成磷脂酰丝氨酸的主要影响因素进行探究,包括底物摩尔比、温度、p H、两相体积比对合成PS的影响,得出橄榄油-水体系中合成PS的最优条件为:底物摩尔比为100:1,温度33°C,两相体积比为2:1,p H为6,反应在80 min时达到最大转化率,且最大生成率为90%。(3)由于纯化的PS难以储存,易被氧化,因此本课题将溶有PS的椰子油溶液为囊芯,较为常见的阿拉伯胶与明胶为壁材来制备PS-椰子油微胶囊,并对微胶囊制备过程中影响包埋率的重要因素进行探究。得出结论如下:最优芯壁比为2:1,最优p H为3.5,最佳壁材比例(M阿拉伯胶:M明胶)为1,最佳复凝聚时间为15 min,最适乳化速度为8000rpm/min,最适搅拌速度为750 rpm/min。后续对影响微胶囊成囊效果的两个重要因素进行探究,结果发现:p H为3.5-4.0时微胶囊颗粒大小分布均匀,形状规则;搅拌速度为700 rpm/min时微胶囊颗粒粒度均匀、形状圆润。
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