大豆油脱臭馏出物的酶法综合利用研究

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(1)对大豆油脱臭馏出物进行原料成分分析。通过超高压液相色谱-飞行时间质谱串联(UPLC-MS-TOF)测得SODD甘油酯含量占33.06%,游离脂肪酸(FFA)含量占45%,其中SODD中含有不饱和脂肪酸的甘油三酯(TAG)高达89.11%,含量最高的为TAG(16:0/18:2/18:2),达到18.10%,然后依次为13.13%的TAG(16:0/18:1/18:2)和12.66%的TAG(18:2/18:2/18:3)。建立同步检测和准确定量五种活性成分的反向高效液相色谱(RP-HPLC)法,选择Phenomenex C18反向液相色谱柱00G-4375-E0,流动相为甲醇/异丙醇/甲酸(V/V/V):9/1/0.001,在此条件下测得SODD中活性成分的含量分别为:α-生育酚5.40±0.01 mg/g;δ-生育酚19.31±0.32 mg/g;γ-生育酚25.69±0.21mg/g;β-谷甾醇18.12±0.97 mg/g;角鲨烯15.53±0.54 mg/g。(2)对脂肪酶YM1进行固定化研究。以酯化活力、蛋白吸附量、比活力为评价指标,探究不同载体、酶/载体比、离子强度、p H、温度和固定化时间等因素对脂肪酶YM1固定化效果的影响,结果显示:选用AP/D5753树脂,在40 mg/g酶/载体比、100 mmol/L离子强度、p H 7、45℃条件下,固定化8 h,固定化脂肪酶YM1的酯化活力为3526.48 U/g,比活力达到130.51 U/mg。使用扫描电镜(SEM)和傅里叶红外变换光谱(FT-IR)对固定化脂肪酶YM1进行物理表征,结果表明,游离酶YM1已经被成功固定到AP/D5753树脂上。并对固定化脂肪酶YM1的储存稳定性进行研究,在4℃密封存放1年后,固定化脂肪酶YM1的酯化活力为3350 U/g,达到初始酯化活力的95%以上,具有良好的稳定性。(3)固定化脂肪酶YM1催化大豆油脱臭馏出物甲酯化预处理研究。首先比较了固定化脂肪酶YM1与商品化酶催化SODD甲酯化的效果,结果表明固定化脂肪酶YM1在FAME转化率和活性成分保留率上的表现均优于其他几种商品化酶。并探究底物摩尔比、温度和加酶量对固定化脂肪酶YM1催化甲酯化效果的影响,实验表明在SODD和甲醇的摩尔比1:2;温度35℃;加酶量35U/g条件下,FAME的转化率最高可达到97.08%,超过了欧盟EN14214标准要求的最低限制(96.5%)。酸价从89.50 mg KOH/g降至2 mg KOH/g以下,同时角鲨烯和生育酚没有损失,充分保留了活性成分。(4)分子蒸馏富集活性成分,优化了分子蒸馏的蒸发温度,得到100℃是具有最好分离效果的温度,在此温度下,FAME几乎全部转移至轻相,回收率大于99%。活性成分的回收率为93.37%,α-生育酚、δ-生育酚、γ-生育酚、β-谷甾醇和角鲨烯与各自的初始含量相比,分别富集了4.31、3.90、3.92、1.81和3.09倍。最后用FT-IR和NMR对分离后的FAME进行表征,用SODD进行对照,根据特征吸收峰判断,证实了固定化脂肪酶YM1在催化过程中的确实现了由SODD向FAME的转化。实现了SODD的综合利用。综上所述,本文寻找了一种高耐甲醇的脂肪酶YM1,并对其进行固定化研究,探索了其在催化酯化和转酯化方向的应用潜力。利用该酶对SODD进行甲酯化预处理,便于分离纯化,富集活性成分,为实现SODD废物资源的有效利用提供了解决思路,也为油脂工业的技术升级提供科学依据和研究基础。
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