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随着社会进步、经济发展和生活水平的不断提高,绿色、环保、营养、安全的食品抗氧化剂的研发日益受到重视。本文进行酶催化合成D-异抗坏血酸脂肪酸脂影响因素分析及工艺条件优化、酶催化合成D-异抗坏血酸脂肪酸脂反应动力学、D-异抗坏血酸脂肪酸脂产品精制、检测及抗氧化性能等基础研究,具有重要的现实价值和理论意义。以固定化脂肪酶Novozym 435为催化剂,D-异抗坏血酸和癸酸、月桂酸、棕榈酸、硬脂酸为原料,叔丁醇为溶剂,在45℃、200 r/min转速下反应12 h催化合成四种D-异抗坏血酸脂肪酸酯反应产物。反应体系中的D-异抗坏血酸采用高效液相色谱分析,建立定量标准方程,得到反应转化率计算方程,为后续研究奠定基础。反应产物经洗涤、萃取、重结晶得到D-异抗坏血酸癸酸酯、D-异抗坏血酸月桂酸酯、D-异抗坏血酸棕榈酸酯、D-异抗坏血酸硬脂酸酯四种精制产品,经碘量法滴定分析,纯度均达到95%以上,四种D-异抗坏血酸脂肪酸酯产品经紫外吸收波谱、红外光谱、质谱及核磁共振氢谱检测分析,同理论一致。采用单因素法实验考察了反应溶剂、反应温度、反应时间、脂肪酶用量、D-异抗坏血酸浓度、底物摩尔比、4A分子筛用量及摇床转速对酶催化合成D-异抗坏血酸脂肪酸酯的影响。得到较佳的反应条件为:反应溶剂叔丁醇,反应温度45℃,合成D-异抗坏血酸癸酸酯、D-异抗坏血酸月桂酸酯、D-异抗坏血酸棕榈酸酯及D-异抗坏血酸硬脂酸酯的反应时间分别为10、12、14、16 h,脂肪酶用量12.33 g/L,D-异抗坏血酸浓度0.14 mol/L,底物摩尔比7:1,4A分子筛用量200 g/L,摇床转速200 r/min。在较优反应条件下,酶催化合成D-异抗坏血酸癸酸酯、D-异抗坏血酸月桂酸酯、D-异抗坏血酸棕榈酸酯及D-异抗坏血酸硬脂酸酯的反应转化率分别为89.2%、88.9%、87.6%、86.8%。采用响应面法对酶催化合成D-异抗坏血酸脂肪酸酯过程中的关键因素进行实验设计和研究,建立以反应转化率为目标函数的响应面模型。预测出酶催化合成D-异抗坏血酸脂肪酸酯优化工艺条件,通过三批酶催化合成D-异抗坏血酸癸酸酯、D-异抗坏血酸月桂酸酯、D-异抗坏血酸棕榈酸酯及D-异抗坏血酸硬脂酸酯的平行实验,所得反应转化率的重复性较好,平均值分别为95.4%、94.4%、92.4%、90.6%,与模型的预测值吻合。实验测得以癸酸、月桂酸、棕榈酸、硬脂酸和D-异抗坏血酸为反应底物,在不同反应温度、不同底物浓度下酶催化合成D-异抗坏血酸脂肪酸酯反应动力学数据,动力学数据采用双底物乒乓模型和具有底物抑制作用的双底物乒乓模型拟合,建立了四种D-异抗坏血酸脂肪酸酯酶催化合成反应动力学模型,确定了模型参数及其与反应温度的关系。酶催化合成D-异抗坏血酸脂肪酸酯反应动力学规律更符合具有底物抑制作用的双底物乒乓模型。反应过程中D-异抗坏血酸与脂肪酶结合形成惰性复合体,对酶的活性有抑制作用。通过清除自由基实验及氧化还原反应实验测得D-异抗坏血酸癸酸酯、D-异抗坏血酸月桂酸酯、D-异抗坏血酸棕榈酸酯、D-异抗坏血酸硬脂酸酯和D-异抗坏血酸、传统抗氧化剂BHT的羟自由基(?OH)清除率、二苯代苦味肼基自由基(DPPH?)清除率、超氧阴离子自由基(?O2-)清除率和还原能力。四种产品的?OH、?O2-、DPPH?清除率及还原能力随产品浓度增大迅速增强。当产品浓度达到3.0 mmol/L后,?OH清除率增速渐缓趋于稳定;产品浓度超过0.10 mmol/L后,DPPH?的清除率高于90%,基本保持不变;产品浓度超过0.12 mmol/L后,?O2-清除率增速渐缓趋于稳定。在抗氧化剂摩尔浓度相同的情况下,四种产品对?OH、?O2-、DPPH?清除效果及还原能力优于D-异抗坏血酸和BHT。当四种产品及BHT在大豆油中的质量分数为0.2%时,四种产品抗氧化能力基本相当,优于传统抗氧化剂BHT。