APP下载

短链脂肪酸酯生物合成研究进展

2021-08-24陆家声章晓宇蒋羽佳章文明信丰学

生物学杂志 2021年4期

陆家声,章晓宇,蒋羽佳,章文明,信丰学,姜 岷

(南京工业大学 生物与制药工程学院 材料化学工程国家重点实验室,南京 211816)

短链脂肪酸酯在食品和化学工业中都有广泛应用,预计到2022年,短链脂肪酸酯的全球市场将超过20亿美元[1]。乙酸乙酯、丁酸丁酯等是GB2760—86规定允许使用的食用香料,在食品领域具有广泛的用途[2-3],同时也广泛用于化妆品和香精中[4-6]。各种短链脂肪酸酯由于其生物降解性和低毒性而被用作工业溶剂,或者用作增塑剂和聚合物添加剂;可用作润滑剂、涂料;还可用来替代燃料或生物柴油。例如:丁酸丁酯,其辛烷值为97.3,高于EN228(欧洲汽油标准)中规定的最低值95,并且与汽油、航空煤油和柴油等具有良好的兼容性和相似的理化性质,在低温下仍具有良好的燃烧性能,使其成为潜在的航空燃料成分[7]。

短链脂肪酸酯天然存在于蔬菜、水果和浆果中,然而其天然含量低,提取成本昂贵。目前短链脂肪酸酯的大规模工业生产是以酸和醇为原料,浓硫酸为催化剂,通过酯化反应在高温和高压下合成(图1)。该工艺虽然技术成熟、产品收率高,但存在副反应多、设备腐蚀严重、“三废”排放量大等弊端[8]。为克服上述问题,研究人员开发了通过使用固定化脂肪酶的酶法工艺,在常温、标准大气压和温和pH条件下,通过脂肪酶催化醇和酸进行酯化合成酯。这种酶促反应通常具有高特异性和效率,副产物少,下游回收成本低等优点[8-9],但是其合成收率较低、底物和酶成本较高,限制了其大规模应用。……

登录APP查看全文