[发明专利]一种N-乙酰基谷氨酸甘油酯的酶合成方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种N-乙酰基谷氨酸甘油酯的合成方法，特别涉及一种N-乙酰基谷氨酸甘油酯的酶合成方法。

(二)背景技术

卵磷脂和溶血卵磷脂是药品、高档食品和化妆品中最常用、最典型的乳化剂，其源于天然、环境友好，毒性低、生物降解性高，并和许多药物成分相容性好。其主要缺点是水溶解度低，来源有限(菜籽油、大豆油中磷脂含量仅为0.3-2.5％)，价格昂贵。目前使用的多数表面活性剂为化学合成，对水环境影响不利，生物降解性、生物相容性差。因此，高效、易生物降解、生物相容性好的表面活性剂的开发需求日益迫切。开发以氨基酸为原料的经济的、具有卵磷脂类似性质的，同时具有明显水溶性或抗微生物活力的表面活性剂，无疑具有明显的优势。

目前基于氨基酸型的磷脂表面活性剂类似物主要有线性结构(单链)，双链结构(或双子)及类甘油酯结构(磷脂模拟物)三类。目前国内外氨基酸型表面活性剂的开发主要集中在前两类，以天然饱和脂肪酸、醇、胺及不同氨基酸通过酯键、酰胺键连接缩合获得。其极性头和疏水尾各一个，因此其HLB值调整空间不大。而类甘油酯结构可看作是单甘酯、二甘酯和磷脂的类似物，这类表面活性剂由1分子极性头和2分子或1分子疏水尾通过甘油碳骨架连接构成，通过改变结合的氨基酸(极性头)种类或脂肪酸(疏水尾)种类及个数，可方便地调节其HLB值及在水、油中的溶解度。

现有技术中有关于含羟基的甘氨酸，酪氨酸和碱性的精氨酸的化学/酶法报道，无二羧基的谷氨酸甘油酯合成报道。本发明选择水溶解度高、来源经济的谷氨酸作为极性头，采用酶法无溶剂体系中合成氨基酸甘油酯，为基于氨基酸原料的天然磷脂类似物的合成提供中间体。本发明的特点是反应条件温和，不使用有机溶剂、原料经济、产品生物相容性高、质量好，易于规模化生产。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种N-乙酰基谷氨酸甘油酯的酶合成方法，该方法反应条件温和，不使用有机溶剂、原料经济、产品生物相容性高、质量好，易于规模化生产。

本发明采用的技术方案是：

一种N-乙酰基谷氨酸甘油酯的酶合成方法，所述方法为：以N-酰基氨基酸和甘油为底物，无溶剂条件下，在酶的作用下，30～80℃，反应1～96h，反应结束后反应液后处理，获得所述的N-乙酰基谷氨酸甘油酯；所述酶为固定化脂肪酶Novozyme 435、固定化脂肪酶Lipozyme RM IM、固定化脂肪酶Lipozyme TL IM、木瓜蛋白酶、脂肪酶FAP15(日本田野制药公司)、酰基转移酶(Acylase)或胰蛋白酶。

所述底物中N-酰基氨基酸与甘油的物质的量比为1∶5～30。

所述酶优选为固定化脂肪酶Novozyme 435或固定化脂肪酶Lipozyme RM IM。

所述酶的质量用量以底物总质量计为0.5～10％，所述酶的种类不同，活力范围亦不相同，酶活力的定义标准也不相同。

所述反应液后处理方法为：反应结束后，分别加入反应液体积1.5倍的5％NaCl溶液和反应液体积2倍的0.5mol/L碳酸氢钠溶液，搅拌至无气泡生成，过滤，滤液冷却至室温用有机溶剂萃取，收集有机相，干燥至恒重，获得所述的N-乙酰基谷氨酸甘油酯；所述有机溶剂为正己烷、氯仿或乙酸乙酯。

进一步，所述的N-乙酰基谷氨酸甘油酯的酶合成方法，所述方法按以下步骤进行：将N-酰基氨基酸和甘油以物质的量比为1∶20～30混合后作为底物，升温至70℃，无溶剂条件下，在固定化脂肪酶Novozyme 435的作用下，pH6.0～9.0的磷酸缓冲溶液中，30～70℃，反应96h，反应结束后，分别加入反应液体积1.5倍的5％NaCl溶液和反应液体积2倍的0.5mol/L碳酸氢钠溶液，搅拌至无气泡生成，过滤，滤液冷却至室温用有机溶剂萃取，收集有机相，干燥至恒重，获得所述的N-乙酰基谷氨酸甘油酯；所述固定化脂肪酶Novozyme 435的质量用量以N-酰基氨基酸和甘油总质量计为5～10％，所述有机溶剂为氯仿或乙酸乙酯，所述磷酸缓冲液的质量用量为N-酰基氨基酸和甘油总质量的10～50％，优选20％。

本发明是无溶剂体系，甘油既为反应物又作溶剂，50～70度粘度大大降低。

本发明所述酯化率按如下方法计算：

酯化率＝(酯化的氨基酸量/反应前总氨基酸量)*100％