[发明专利]一种脂肪酶催化合成松香淀粉酯的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物化工领域，具体的提供了一种脂肪酶催化合成松香淀粉酯的方法。

背景技术

淀粉是价格低廉、来源丰富的可再生资源，其具有良好的生物相容性和生物可降解性，使得以淀粉为原料制备高附加值的衍生物越来越受到人们的关注。淀粉的基本结构是以葡萄糖为单体组成的天然多糖高分子化合物，淀粉分子上大量的自由羟基使淀粉材料的亲水性较强，水溶胀度较大，从而限制其在作为可再生材料领域的拓展。针对淀粉的结构特点，可通过酯化、醚化、羧基化及接枝共聚等反应对其进行化学改性，制备淀粉衍生物，从而有效改善淀粉的热力学特性、溶解特性等性能；同时，通过化学改性，把一些具有特殊性能的基团引入到淀粉分子上，将赋予淀粉材料更多的、新型的功能，使之更广泛地应用于食品、医药、化妆品、纺织、化工、造纸、降解塑料、水处理工业等领域。酯化修饰是淀粉改性的一种重要方式，目前利用长链脂肪酸与淀粉进行酯化反应获得长链脂肪酸淀粉酯的研究很多，因为长链脂肪酸的接入而使得长链脂肪酸淀粉酯具有特殊的热塑性、疏水性和生物可降解性，能用作稳定剂、凝胶剂、乳化剂等。

松香是一种价格低廉、来源丰富的林产资源和中药材。松香是由多种树脂酸和少量脂肪酸、中性物质组成的混和物，它的主要成分(约90％)是树脂酸(C₁₉H₂₉COOH)，为具有三元菲骨架并含有两个双键的一元羧酸。由于具有刚性很强的三元环菲状化学结构，松香可以作为石化原料的重要替代物而用于高分子材料的合成上，松香改性高分子材料在油墨、涂料、表面活性剂、造纸助剂、食品工业、医药农药等方面都有着广泛应用。

目前，已有利用松香作为羧基供体合成松香淀粉酯的研究报道(方华祥等，歧化松香木薯淀粉酯的微波合成及表征，应用化工，2008，37，377-381，384；唐世华等，松香酸淀粉酯的合成与结构表征，林产化学与工业，2011，31，55-60；段文贵等，马来松香木薯淀粉酯的微波合成，林产化学与工业，2009，29，16-22)，然而，上述研究报道皆采用化学催化合成，存在副反应较多、条件苛刻等不足，以脂肪酶催化松香与淀粉合成松香淀粉酯迄今还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对传统化学法合成松香淀粉酯存在的不足，提供了一种条件温和、反应效率高的脂肪酶催化合成松香淀粉酯的方法。该方法用预处理方法破坏原淀粉的晶体结构，使用脂肪酶催化松香淀粉酯合成。

本发明的技术方案：一种脂肪酶催化合成松香淀粉酯。包括原淀粉预处理和酯化反应两部分：

(1)原淀粉的预处理

配制一定浓度的氢氧化钠/尿素水溶液，在快速搅拌下慢慢加入原淀粉，充分搅拌，得到透明、均相的淀粉糊。在淀粉糊中滴加稀盐酸至中性，慢慢滴加无水乙醇使淀粉沉淀，再用无水乙醇充分洗涤沉淀以去除中性盐及水分，真空干燥得到预处理淀粉。

(2)脂肪酶催化松香淀粉酯合成

在二甲基亚砜溶液中，加入原淀粉，充分搅拌使淀粉溶解，加入松香，再加入脂肪酶，搅拌反应。反应结束后，过滤去除脂肪酶，上清液在搅拌下加入无水甲醇，使松香淀粉酯沉淀析出，甲醇充分洗涤，再用丙酮洗涤后抽滤，滤饼在于烘箱中恒温干燥制得松香淀粉酯。

所得产品利用红外谱图进行结构鉴定，并进行取代度和其他性能测定。

本发明的优点在于：本发明方法采用脂肪酶催化合成松香淀粉酯，具有酶促反应的条件温和、绿色安全、反应效率高、产品容易纯化等优点；同时，反应过程操作简单、获得的产品取代度较大。

附图说明

图1样品红外光谱分析结果，图中a为松香淀粉酯，b为预处理淀粉，c为原淀粉，d为松香；松香木薯淀粉酯(a)在1729cm^-1附近出现了一个新的特征峰，为酯键伸缩振动峰，此结果表明松香和淀粉发生了酯化反应。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合实施例子对本发明做进一步的描述。

实例1：

(1)原淀粉的预处理

配制一定浓度的氢氧化钠/尿素水溶液(氢氧化钠的浓度为1％，尿素的浓度为10％)，在快速搅拌下慢慢加入原淀粉(质量体积比10％)，充分搅拌10min，得到透明、均相的淀粉糊。滴加稀盐酸至中性，慢慢滴加无水乙醇使淀粉沉淀，再用无水乙醇充分洗涤以去除中性盐及水分，50℃下真空干燥12h得到预处理淀粉。

(2)脂肪酶催化松香淀粉酯合成