论文总字数：13535字

摘 要

1,3-二油酸甘油酯是一种重要的化工原料，也是一种安全绿色的食用油脂，对人们的身体健康有很大的好处。虽然前景广阔，但目前1,3-二油酸甘油酯的合成多为化学法，化学法具有耗能高、不安全、产品质量低等缺点，所以本实验主要研究酶法合成1,3-二油酸甘油酯。本实验主要利用酶和化学催化剂催化直接酯化和甘油解反应，通过反应结果的比较分析各自的优劣。本实验着重进行了酶法直接酯化实验，并进行了反应条件的优化。

关键词：1,3-二油酸甘油酯 酶法 化学法

Enzymatic Synthesis of 1,3-Glyceride Diester

Abstract

1,3- two glyceryl oleate is an important chemical raw material, is a kind of safe and green edible oils, is of great benefit to people's health. Although prospects, but the synthesis of 1,3- two glyceryl oleate as chemical method, chemical method has high energy consumption, safety, product quality is low, so the main research method in this experiment, the synthesis of 1,3- two glyceryl oleate enzyme. In this experiment, the direct esterification and glycerol hydrolysis were catalyzed by enzymes and chemical catalysts. The advantages and disadvantages of these reactions were analyzed by comparison of the reaction results. In this experiment, the direct esterification experiment with enzyme method was carried out, and the reaction conditions were optimized.

Keywords: 1,3- two glyceryl oleate； Biological method ； Chemical method

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 综述 1

1.1 甘油二酯的介绍 1

1.1.1甘油二酯的分子结构 1

1.1.2甘油二酯的功效 1

1.2生物法合成甘油二酯 2

1.2.1酶法直接酯化反应 2

1.2.2 酶法水解生产甘油二酯 3

1.2.3酶法甘油解反应制备1,3-甘油二酯 3

1.3化学法合成1,3-甘油二脂 4

1.3.1化学法甘油解合成1,3-甘油二酯 4

1.3.2直接酯化法 5

1.4脂肪酶简介 5

1.5无体系溶剂 5

1.6实验思路 6

第二章实验材料和方法 7

2.1实验仪器及试剂 7

2.2实验内容 8

2.2.1四种油酸甘油酯的液相标曲的建立 8

2.2.2酶法直接酯化合成1,3－油酸甘油二酯 9

2.2.3酶法甘油解合成1，3－油酸甘油二酯 10

2.2.4化学法直接酯化合成1，3－油酸甘油二酯 10

2.2.5化学法甘油解合成1，3－油酸甘油二酯 11

2.3检测方法 12

2.3.1高相液相液相色谱分析法（HPLC） 12

2.3.2薄层层析法（TLC） 12

第三章 结果与讨论 13

3.1酶法直接酯化合成1,3-油酸甘油二脂的结果与讨论 13

3.1.1反应温度对酶法直接酯化合成1,3-油酸甘油二脂的影响 13

3.1.2底物的摩尔比例对酶法直接酯化合成1,3-油酸甘油二脂的影响 14

3.1.3酶量对酶法直接酯化合成1,3-油酸甘油二脂的影响 16

3.1.4表面活性剂的量与种类对酶法直接酯化合成1,3-油酸甘油二脂的影响 18

3.1.5底物混合方式对酶法直接酯化合成1,3-油酸甘油二脂的影响 20

3.2化学法直接酯化合成1,3-油酸甘油二脂的结果与讨论 21

3.3酶法甘油解合成1,3-油酸甘油二脂的结果与讨论 22

3.4化学法甘油解合成1,3-油酸甘油二脂的结果与讨论 24

3.5四种油酸甘油酯标准曲线图 24

3.6高油酸葵花籽油液相分析 26

第四章 结论与展望 27

4.1结论 27

4.2展望 27

参考文献 28

第一章 综述

1.1 甘油二酯的介绍

甘油二酯（DG）是一类丙三醇与脂肪酸酯化形成的重要的化合物，是甘油三酯（TG）发生水解反应后所生成的产物之一，可以认为是TG掉落一个脂肪酸酰基形成的，也可以通过以甘油和2分子脂肪酸为底物，进行酯化反应合成[^[1]]。DG是公认安全的食品成分，在人体内很少积累可以替代人们日常所用的普通油脂，不会影响食物口感且具有减肥效果，能防止脂肪在内脏的积累，可以预防高血脂和肥胖症等疾病^[[2]]。

食用1,3-甘油二酯与食用普通甘油三酯，在口味等方面几乎没有任何差别，有差异的是营养价值[^[3]]。近年来研究表明，1，3-甘油二酯在人体内的消化吸收和利用途径和其余的甘油脂类不同。在人体内，脂肪酶消化水解甘油三酯和1,3-甘油二酯生成甘油单酯和脂肪酸，二者被吸收后，大部分会被再次合成甘油三酯[^[4]]。而1,3-甘油二酯经脂肪酶消化后生成甘油和脂肪酸，前者通过糖代谢途径进入TCA循环，后者则通过β氧化进行代谢，最终在体内转化成能量[^[5]][^[6]]。综上所述，如果能够经常地吃1,3-DG，可以有效地阻止油脂在人体内的积累，减少血液中的脂类化合物的含量，因此它可以被看作是一种符合现代人生活理念的油脂。

1.1.1甘油二酯的分子结构

甘油二脂有两种同分异构体，分别为1,3-甘油二脂（1,3-DG）和1,2-甘油二脂（1,2-DG）[^[7]]，两者的差别在于2-位还是3-位羟基被取代。其分子式如图１所示：

图１甘油二脂分子结构式

1.1.2甘油二酯的功效

随着社会不断地发展，人们生活质量水平的日复一日的提升，不良生活习惯也变得越来越多，各种疾病越来越普遍。目前人类的健康已经受到了严重的威胁，尤其最近几年，这一趋势增加明显。例如，肝硬化和许多和肝脏有关的疾病元凶真是脂肪肝。最近几年的的研究表明,如果人们日常吃的食用油中含有较多的1,3-DG，则可以有效地降低酯类化合物在人体内部的积累量，减缓身体重量的增上升。但自然界中天然存在的1,3-DG很少,所以制备1,3-DG显得十分重要。当下，利用酶催化反应和利用化学试剂作为催化剂进行反应是合成1,3-DG的两个通用的途径, 两中方法又都可分为甘油解法、水解法和直接酯化法[^[8]]。当下工业上大规模生产1,3-DG的途径主要是利用化学试剂作为催化剂进行反应合成，但该类方法仍有许多本身带来的限制,主要有以下几点:①反应顺利进行达到正常情况时的温度很高,可以高达200℃，因此能耗大，生产成本较高;②高温对不饱和脂肪酸会造成一定程度的破坏,如对碳碳双键的破坏，会导致产品受损，甚至无法获得所需产物；③催化剂无法像酶一样拥有专一性, 故无法专一地合成特定脂肪酸结构的油脂。相对于化学法,利用酶催化反应制备1,3-DG则存在反应过程中温度低、健康绿色、反应产物优良等优势,因此最近几年，利用酶催化反应制备1,3-DG的途径受到了人们广泛的关注^[1]。

1.2生物法合成甘油二酯

虽然甘油二酯的功用和效果展现了其广阔的应用前景，但天然存在的甘油二酯很少，无法大规模直接从大自然中提取分离得到DG，只能通过人工合成来实现产业化，这一定程度上限制了甘油二酯行业的发展，当下，利用酶催化反应和利用化学试剂作为催化剂进行反应是合成1,3-DG的两个通用的途径。

利用酶催化反应制备甘油酯主要是通过酶促进反应发生，常用的制备方法有以下三种：直接酯化；三甘酯水解；甘油解。

1.2.1酶法直接酯化反应

酶法直接酯化是指通过利用酶催化下，促进脂肪酸与丙三醇进行脱水缩合直接酯化反应，生成目的产物，与此同时，在反应过程中还会生成副产物，如图1所示，相比于化学法催化酯化反应，酶法反应温度低，反应温和，耗能小，产品的色泽和风味更加绿色健康。

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