液态脂肪酶催化合成乙酸丁酯的中央复合设计优化研究

为解决传统酸催化法合成乙酸丁酯存在的环境问题，研究人员采用液态脂肪酶Novozym 400238开展酶法合成研究。通过响应面法(RSM)中的中央复合设计(CCD)优化反应参数，在45℃、醇酸比4:1、酶浓度8.3%、正己烷含量60%条件下，5小时反应获得90%以上产率，且酶可重复使用11次。该研究为绿色合成风味酯提供了新方案。

　　

乙酸丁酯作为一种高价值风味酯，传统酸催化合成工艺存在环境污染和效率低下等问题。这项研究开创性地采用液态脂肪酶Novozym 400238作为生物催化剂，通过响应面方法学(Response Surface Methodology, RSM)框架下的中央复合设计(Central Composite Design, CCD)，系统考察了温度、底物摩尔比(n-丁醇与乙酸离子比例为4:1)、酶浓度(8.3%)及正己烷含量(60%)等关键参数对转化率的影响。

优化后的反应体系在45℃温和条件下，仅需5小时即可实现90%以上的高产率。尤为突出的是，液态脂肪酶展现出卓越的稳定性，在最优条件下连续使用11个批次后仍保持80%以上的催化效率。这项研究不仅证实了生物酶法替代传统化学催化的可行性，其建立的CCD优化模型更为绿色化学工程提供了重要范式。研究成果彰显了液态酶制剂在风味化合物合成中的产业化潜力，为可持续发展目标下的清洁生产工艺开辟了新路径。