植物甾醇酯绿色制备工艺研究

《植物甾醇酯绿色制备工艺研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、天津工业大学硕士学位论文1．2研究目的针对目前植物甾醇酯生产中存在的问题和现有技术的不足，本实验将现有技术和催化原理相结合，利用脂肪酸作为催化剂催化酯化制备植物甾醇酯，通过气相色谱、气质联用等手段定性分析产物成分，定量计算植物甾醇反应转化率和产物植物甾醇酯产率。再经过一系列催化酯化探索性单因素实验和中心组合响应面分析法找出适合植物甾醇酯催化实验的最佳工艺参数，考察催化制备植物甾醇酯的可行性，开发出高产率、安全环保的植物甾醇酯。1．3研究内容(1)植物甾醇酯催化反应工艺优化本实验通过单因素实验考察反应物配比、反应时间、反应温度等参数对植物甾醇酯催化反应的影响，

2、探索提高植物甾醇酯产率和催化反应选择性的方法。通过气相色谱、热重分析、气质联用等手段定性分析产物成分，定量计算反应转化率和产物产率。为进一步优化反应工艺参数，依据中心组合设计一响应面实验分析各个因素对响应值(植物甾醇转化率、植物甾醇酯产率)的影响，并拟合出二次回归方程，并对回归方程进行统计学分析：方差分析(ANOVE)，方程显著性检验，系数显著性检验。对实验条件下的预测值和实际值进行对比，并拟合优化出最佳的反应条件。(2)催化反应动力学研究化学动力学从动态角度由宏观唯象到微观分子水平探索化学反应全过程的速率和机理，本实验通过研究浓度、温度以及催化剂等各种因素

3、对反应速度的影响，探讨能够解释这种反应速率规律的可能机理，分析研究催化反应的动力学方程，计算反应活化能和指前因子；建立催化反应动力学模型，可以预测某时刻转化率，为催化制各植物甾醇酯提供了理论依据。(3)产品性能测试及应用研究最后考察催化植物甾醇酯产品理化指标及在不同油品中的油溶性，研究植物甾醇酯的实际应用。2第二章文献综述2．1植物甾醇及植物甾醇酯简介2．1．1植物甾醇介绍甾醇是甾族化合物中的一类，是高碳环型一元仲醇。甾醇分子的基本骨架(主体甾核称为环戊烷多氢菲核)由三个六元环和一个五元环组成。C一3位上连有一个羟基，c一17位连有由8-10个碳原子构成的侧

4、链，多数甾醇C一5位为双键。甾醇的这种结构特点决定了它的多方面的生理活性及其广泛用途[9'1们。c．3位羟基是甾醇的重要活性基团，甾醇通过它形成各种衍生物，甾醇在植物中的存在形式主要有游离态甾醇、脂肪酸甾醇酯、甾醇的配糖体或酰化甾醇配糖体。医药工业上通过微生物发酵，将C．17位连有的侧链切断，制成重要的甾体药物半合成的中间体，使甾醇尤其是谷甾醇成为当今甾体药物生产的重要原料【11,12】。几种常见的植物甾醇分子结构式如下图：H0Beta一谷甾酵H0豆甾醇H0菜油甾醇HO芸苔甾醇(菜籽甾醇)图2-1甾醇结构示意图p·谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇和菜籽甾醇为同系物，

5、其中B一谷甾醇和豆甾醇只在侧链上相差一个双键，菜油甾醇和菜籽甾醇也是在侧链上相差一个双键。这就决定了这四种植物甾醇在性质的近似。天津工业大学硕士学位论文植物甾醇通常为片状或粉末状白色固体，经溶剂结晶处理的植物甾醇为白色鳞片状或针状晶体。植物甾醇分子中，碳原子数一般为27—31，分子量约为386—456。植物甾醇熔点较高，都在100。C以上，最高达215。Ctl3,14】。植物甾醇的相对密度略大于水，不溶于水，可溶于多种有机溶剂，例如，可溶于乙醚、热丙酮。在油料种子中，植物甾醇几乎平均分配在油相及胶体相内，在制油中植物甾醇从胶体相转入油相，是一种不皂化物【l5

6、1。2．1．2植物甾醇酯概况植物甾醇酯是由植物甾醇和脂肪酸酯化而成，植物甾醇酯能够在人体内转化成植物甾醇和脂肪酸，所以其生理功能包括植物甾醇和脂肪酸两部分所具有的生理功能，具有与游离植物甾醇同等的减低血浆总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇的效果，在某些方面甚至效果更好【l6

7、。植物甾醇具有显著的降血脂功能，这一点己被大量研究证实。但是，植物甾醇不溶于水，在油相中的溶解度也相当有限，这一缺点限制了它的应用。多年来，人们一直试图将植物甾醇改性，以拓展其应用范围。国外自90年代初就已开始探索植物甾醇应用的途径，通过纯化、改性己开发出植物甾醇产品多种。其中将植物甾醇酯化为

8、植物甾醇酯是最重要的改性手段之一。酯化产物植物甾醇酯作为降血脂功能因子可广泛应用于人造奶油、涂抹油和冰淇淋等产品中，同时可减少乳化剂的使用【17】。大多食品中均可添加植物甾醇酯以改善营养价值，且又不影响食品本来的质构，这就大大扩大了植物甾醇酯的应用范围。为便于在食品加工中应用，就要求在不影响植物甾醇的生理功能前提下改变植物甾醇的形式。而植物甾醇脂肪酸酯符合这一要求，它大大改善了植物甾醇的脂溶性，从而可以将其添加到含油的食品中。植物甾醇酯是通过胰胆固醇脂酶水解成为游离型植物甾醇被吸收的，这是游离植物甾醇和酯型植物甾醇在代谢上的仅有差别，因此植物甾醇酯同样具有植

9、物甾醇的生理功能。由于游离型植物甾醇具有弱疏水性和油