响应面法优化脂肪酶催化合成单、双甘酯的工艺研究

摘要

本研究利用响应面法对无溶剂体系中假丝酵母99-125脂肪酶催化甘油、油酸酯化反应合成单甘酯、二甘酯的反应条件进行了优化.选取催化剂添加量、醇酸摩尔比、搅拌转速、反应初始加水量、添加剂量、温度等6个因素作为连续变量,反应时间作为不确定变量进行CCFD设计,以MAG、DAG、TAG、FFA为响应值设计出47个实验并进行了模型分析,确定了单甘酯、二甘酯的最佳反应条件以及影响反应的关键因素.分析结果表明:在各影响因素中,醇酸摩尔比和反应初始加水量对单甘酯和二甘酯的含量影响最大.优化后单甘酯最佳工艺条件为催化剂添加量15wt-%/底物质量,醇酸摩尔比6:1,搅拌转速250r/min,水含量5wt-%/底物质量,添加剂/酶(wt/wt)为2,温度50℃,反应3h后单甘酯含量达39.97%,单甘酯、二甘酯总量达73.73%;二甘酯的最佳工艺条件为催化剂添加量11.67wt-%/底物质量,醇酸摩尔比6:1,搅拌转速250r/min,水含量9.56wt-%/底物质量,添加剂/酶(wt/wt)为1.23,温度42.3℃,反应5h后二甘酯含量达44.06%,单甘酯、二甘酯总量达62.52%,均与响应面模型预测值吻合.利用该模型可有效控制反应过程中单甘酯二甘酯的比例.