專利名稱：一種組合脂肪酶水解蓖麻油制備蓖麻油酸的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于油脂水解領(lǐng)域，特別是提出了一種組合脂肪酶水解蓖麻 油制備蓖麻油酸的工藝，采用不同脂肪酶有效組合，水解蓖麻油制備蓖 麻油酸，該工藝可以有效保護(hù)蓖麻油中的羥基，同時顯著提高了酶法水 解效率和蓖麻油酸的得率，具有明顯的應(yīng)用前景。 背彔技術(shù)
蓖麻油世界年產(chǎn)量達(dá)1 800kt，主要用于涂料、表面活性劑、醫(yī)藥、 硬化油、癸二酸、十一烯酸、化妝品和多種高分子單體的生產(chǎn)。蓖麻油 組成主要為高級脂肪酸的甘油三酸酯，脂肪酸中80% 90%是蓖麻油酸 (9-烯基-12羥基十八酸)。蓖麻油的皂化值在178mgKOH/g以上，碘 值為82 90mgl2/ g。蓖麻油的支鏈上含有大量的羥基和不飽和雙鍵， 這些活性基團(tuán)為蓖麻油的改性創(chuàng)造了有利條件，因此蓖麻油可以發(fā)生水 解、酯化、加成、氧化、裂解、環(huán)氧化、乙氧基化、脫水等多種反應(yīng)，經(jīng) 過這些反應(yīng)，可以得到不同的蓖麻油改性產(chǎn)品。目前蓖麻油及其改性產(chǎn) 品已廣泛應(yīng)用于皮革、涂料、膠粘劑、密封膠等領(lǐng)域。在自然界中，蓖麻 油是含羥值最高的油脂，羥值可高達(dá)為155mgKOH/g以上。
在目前廣泛采用的蓖麻油水解工藝中(化學(xué)工藝)， 一般在較高的 溫度和壓力下進(jìn)行。在這種較為苛刻的反應(yīng)條件下，蓖麻油中的羥基容 易被破壞，同時，蓖麻油本身也容易發(fā)生內(nèi)酯化和交酯化反應(yīng)，導(dǎo)致蓖 麻油酸的得率大幅度降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種組合脂肪酶水解蓖麻油制備蓖麻油酸的 工藝，解決了高溫高壓制備蓖麻油發(fā)生內(nèi)酯化和交酯化反應(yīng)的問題。
本發(fā)明采用不同脂肪酶組合水解蓖麻油制備蓖麻油酸，反應(yīng)在35 — 60。C進(jìn)行，水量為蓖麻油量的l-50倍(基于摩爾比)，反應(yīng)時間為10-30 小時，蓖麻油中的羥基不受破壞，蓖麻油可以被有效水解成蓖麻油酸； 反應(yīng)可以在酶反應(yīng)的任何生化反應(yīng)器中進(jìn)行。
本發(fā)明所述脂肪酶組合為如下任何2 4種脂肪酶的組合。包括 Novozym 435 (來源于Ca"d油朋tar"ica)、 Lipozyme RM (來源于 /P/ ^o7Z7〃cor孤'e/ ei)、來源于疋o/yzae IF04697的脂肪酶或Lipozyme TL (來源于7^ei7Z70,ce51 7朋喂'/ os"s)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用不同脂肪酶的位置選擇性和底物專一性特 性，提出將不同脂肪酶組合使用，用于蓖麻油水解制備蓖麻油酸，反應(yīng) 在常溫常壓下進(jìn)行，該反應(yīng)條件溫和，能耗低；而且，這種溫和的反應(yīng) 條件可以有效保護(hù)羥基不受破壞，顯著提高了酶法水解效率和蓖麻油酸 的得率(》90%),具有很好的工業(yè)應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
將摩爾比為1: 1的蓖麻油和水(蓖麻油IO克)，裝入具塞三角瓶中
混合均勻，并置于可自動控溫的往復(fù)搖床中加熱至35'C后，加入干重為 油脂質(zhì)量3%的脂肪酶Lipozyme TL和1%的脂肪酶Novozym435開始反應(yīng)， 經(jīng)30小時蓖麻油的水解率為60%，羥值沒有改變(表示在反應(yīng)過程中羥 基沒有發(fā)生破壞)。對照實(shí)驗(yàn)表明，如果單用任何一種脂肪酶，其效果要 明顯低于兩種脂肪酶的組合。 實(shí)施例2
將摩爾比為1: 5的蓖麻油和水(蓖麻油10克)，裝入具塞三角瓶中 混合均勻，并置于可自動控溫的往復(fù)搖床中加熱至5(TC后，加入干重為 油脂質(zhì)量5%的脂肪酶Lipozyme TL和2%的脂肪酶Novozym435開始反應(yīng)， 經(jīng)10小時蓖麻油的水解率為80%,羥值沒有改變(表示在反應(yīng)過程中羥 基沒有發(fā)生破壞)。
實(shí)施例3
將摩爾比為l: 50的蓖麻油和水(蓖麻油10克)，裝入具塞三角瓶 中混合均勻，并置于可自動控溫的往復(fù)搖床中加熱至45°。后，加入干重 為油脂質(zhì)量5%的脂肪酶(來源于A07yz朋IF04697)和3%的脂肪酶 Novozym435開始反應(yīng)，經(jīng)20小時蓖麻油的水解率為90%,羥值沒有改變 (表示在反應(yīng)過程中羥基沒有發(fā)生破壞)。
實(shí)施例4
將摩爾比為l: 10的蓖麻油和水(蓖麻油10克)，裝入具塞三角瓶 中混合均勻，并置于可自動控溫的往復(fù)搖床中加熱至6(TC后，加入干重 為油脂質(zhì)量5%的脂肪酶Lipozyme RM和5%的脂肪酶Novozym435開始反
應(yīng)，經(jīng)10小時蓖麻油的水解率為97%，羥值沒有改變(表示在反應(yīng)過程 中羥基沒有發(fā)生破壞)。 實(shí)施例5
將摩爾比為l: IO的蓖麻油和水(蓖麻油20公斤)，裝入液液環(huán)流 反應(yīng)器中反應(yīng)，溫度控制為6(TC，加入干重為油脂質(zhì)量5%的脂肪酶 Lipozyme RM和5%的脂肪酶Novozym435開始反應(yīng)，經(jīng)10小時蓖麻油的 水解率為95%，羥值沒有改變(表示在反應(yīng)過程中羥基沒有發(fā)生破壞)。
實(shí)施例6
將摩爾比為l: 20的蓖麻油和水(蓖麻油20公斤)，裝入氣升式環(huán) 流反應(yīng)器中，溫度控制為60'C，加入干重為油脂質(zhì)量5%的脂肪酶 Lipozyme RM和5%的脂肪酶Lipozyme TL開始反應(yīng)，經(jīng)10小時蓖麻油的 水解率為93%，羥值沒有改變(表示在反應(yīng)過程中羥基沒有發(fā)生破壞)。
實(shí)施例7
將摩爾比為1: 20的蓖麻油和水(蓖麻油10克)，裝入具塞三角瓶 中混合均勻，并置于可自動控溫的往復(fù)搖床中加熱至45。C后，加入干重 為油脂質(zhì)量3%的脂肪酶(來源于尤o2丁zae IF04697)、 1%的脂肪酶 Novozym435和2%的脂肪酶Lipozyme TL開始反應(yīng)，經(jīng)30小時蓖麻油的 水解率為90%，羥值沒有改變(表示在反應(yīng)過程中羥基沒有發(fā)生破壞)。
根據(jù)上述實(shí)施例，利用不同脂肪酶的位置選擇性和底物專一性特性， 將不同脂肪酶組合使用，用于蓖麻油水解制備蓖麻油酸，反應(yīng)在常溫常 壓下進(jìn)行，能耗低；而且，這種溫和的反應(yīng)條件可以有效保護(hù)羥基不受 破壞，同時還可以得到較高得率的蓖麻油酸。這里涉及的脂肪酶特別指 Novozym 435 (來源于C朋d油朋tarc"ca)、 Lipozyme RM (來源于 朋2'zoM/cor啦.e力ei)、 Lipozyme TL (來源于T^e/Tzzcvz^ces1 7a/7,V7as〃51) 或來源于兄oryzae IF04697的脂肪酶以及其它脂肪酶。
權(quán)利要求
1.一種組合脂肪酶水解蓖麻油制備蓖麻油酸的工藝，其特征在于，利用不同脂肪酶組合水解蓖麻油制備蓖麻油酸，反應(yīng)在35-60℃進(jìn)行，水量為蓖麻油量的1-50倍摩爾比，反應(yīng)時間為10-30小時，反應(yīng)在酶反應(yīng)的生化反應(yīng)器中進(jìn)行，蓖麻油中的羥基不受破壞，蓖麻油可以被有效水解成蓖麻油酸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述脂肪酶組合為-Novozym 435、 Lipozyme RM、來源于允02y^3e IF04697的脂肪酶或 Lipozyme TL中的任何2 4種。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，Novozym 435來源于 Ca/ o(/Gfe朋tar"ica, Lipozyme RM來源于y / j'zoM/cor加.e力e力 Lipozyme TL來源于7力ei7zoz77ce51 ya"柳'/70s"510
全文摘要
一種組合脂肪酶水解蓖麻油制備蓖麻油酸的工藝，屬于油脂水解領(lǐng)域。利用不同脂肪酶組合水解蓖麻油制備蓖麻油酸，反應(yīng)在35-60℃進(jìn)行，水量為蓖麻油量的1-50倍摩爾比，反應(yīng)時間為10-30小時，反應(yīng)在酶反應(yīng)的生化反應(yīng)器中進(jìn)行，蓖麻油中的羥基不受破壞，蓖麻油可以被有效水解成蓖麻油酸。優(yōu)點(diǎn)在于，反應(yīng)在常溫常壓下進(jìn)行，能耗低；而且，這種溫和的反應(yīng)條件可以有效保護(hù)羥基不受破壞，同時還可以得到較高得率≥90％的蓖麻油酸，具有很好的工業(yè)應(yīng)用前景。
文檔編號C12N9/20GK101100628SQ20071011846
公開日2008年1月9日 申請日期2007年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月6日
發(fā)明者劉德華, 偉 杜 申請人:清華大學(xué)