[发明专利]无溶剂体系酶促合成抗氧化剂阿魏酸双丁酸甘油酯的方法

说明书

技术领域

本发明属食品抗氧化剂的制备领域，特别是涉及在无溶剂体系中功能性食品抗氧化剂阿魏酸双丁酸甘油酯的制备方法。

背景技术

“天然、营养、多功能”已成为目前食品添加剂行业的发展方针。国际上对食品添加剂品质要求是：使食品更加天然、新鲜；增强食品贮藏过程中品质的稳定性；不用或少用化学合成的添加剂。用生物法代替化学合成安全、高效的新型食品添加剂和开发具有免疫调节、延缓衰老、抗疲劳、耐缺氧、抗辐射、调节血脂、调整肠胃功能的功能性食品添加剂是近年来国际上该领域发展的方向。

阿魏酸(ferulic acid，FA)是高等植物中存在的酚类化合物，一般存在于玉米、米糠和麸皮的细胞壁及不溶性纤维中。近年来，阿魏酸已成为一种大宗的生物化工产品并在医药、食品、化妆品等领域的有着越来越广泛的应用。阿魏酸具有抗炎、止痛、抗血栓形成、抗紫外线辐射、抑制自由基产生、调节内分泌、以及调节人体免疫功能等作用。在临床上用于冠心病、脑血管病、脉管炎、白细胞和血小板减少等疾病的治疗。在食品、化妆品中则主要作为抗氧化剂使用，但其亲水性妨碍了其在防止油品氧化中的应用。

2002年，Kikuzaki等发现将阿魏酸与丁醇酯化形成阿魏酸丁酯后，在植物油中的溶解度会明显增加，而生理活性没有明显改变。同时，抗油品氧化性能明显优于阿魏酸。该方法合成的脂溶性阿魏酸衍生物不仅可以作为油脂本身的抗氧化剂，还可以作为抗血栓，抗紫外线辐射，抗自由基以及调节人体免疫功能的营养强化剂。

但采用化学法合成食品抗氧化剂阿魏酸酯也遇到了巨大的障碍：化学合成法副产物多、产物转化率低、剧烈的反应条件常常会破坏天然化合物的结构。另外，大量的在化学法合成过程中使用的反应介质和分离中所用的溶剂常常会造成严重的环境污染。当前广泛使用的有机溶剂在使用过程中有的会引起地面臭氧的形成，有的会引起水源污染，有的是食品工业中禁止使用的。

发明内容

本发明的目的是提供一种无溶剂体系酶促合成抗氧化剂阿魏酸双丁酸甘油酯的方法。无溶剂体系(solvent-free system)酶催化反应是在不含有机溶剂的条件下将反应物简单混合进行酶催化反应(底物以固体或熔化形式存在)，它具有有机相酶催化反应的全部优点，如：反应热力学平衡由水解向合成方向移动，酶具有高度的稳定性等)，同时又克服了有机溶剂毒性大，易燃易挥发，对环境造成污染，回收和循环使用成本高等缺点。同时，无溶剂合成为反应提供了与传统溶剂不同的新的分子环境，在无溶剂体系中，酶直接作用于底物。本发明提高了底物和产物浓度以及反应选择性，纯化过程容易、步骤少。该方法反应条件更加安全、温和，便于食品加工的工业化。

本发明的无溶剂体系酶促合成抗氧化剂阿魏酸双丁酸甘油酯的方法，反应式如下：

本发明的无溶剂体系酶促合成功能性食品抗氧化剂阿魏酸双丁酸甘油酯的方法，包括下列步骤：

(1)在亚硫酰氯催化下，阿魏酸与无水乙醇回流加热反应后，溶于乙醚，碳酸氢钠萃取，去除乙醚，静止析出结晶，得阿魏酸乙酯，并纯化；

(2)所得阿魏酸乙酯与丁酸甘油酯、在Novozym435脂肪酶催化下反应，纯化，得阿魏酸双丁酸甘油酯。

所述阿魏酸与无水乙醇的用量比为1/10(g/mL)；

所述的碳酸氢钠是饱和的碳酸氢钠溶液；

所述步骤(1)中的回流加热反应是50-80℃反应3-7h；

所述的阿魏酸乙酯与丁酸甘油酯的摩尔比为1∶4-1∶8；

所述步骤(2)中的反应是40-60℃反应48-144h；

所述步骤(1)和(2)中的纯化是硅胶柱层析纯化，溶剂是乙酸乙酯及苯，分阶段洗脱，洗脱液比例从苯∶乙醚＝10∶3逐渐增加至苯∶乙醚比例为1∶10。

本发明的有益效果：

(1)本发明的制备方法温和，原料来源方便，便于工业化；

(2)制备的氧化剂符合目前国际上对食品添加剂的新要求，即天然、新鲜、具有一定的功能性；

(3)在无溶剂体系中酶直接作用于底物，提高了底物和产物浓度以及反应选择性，纯化过程容易、步骤少、减少对环境的污染；

(4)该氧化剂同时保持了阿魏酸及丁酸的性质，在人体内酯酶的作用下缓慢释放，具有抗氧化、抗疲劳、清除体内有害自由基的作用，具有预防及治疗各种心脑血管疾病的作用。

附图说明

图1是本发明的阿魏酸双丁酸甘油酯的结构示意图；