脂肪酶催化合成L-抗坏血酸有机酸酯的研究进展

蒋相军，胡 燚，2，刘维明，黄 和，2

（1南京工业大学生物与制药工程学院，江苏 南京 210009；2材料化学工程国家重点实验室，江苏 南京 210009）

进展与述评

脂肪酶催化合成L-抗坏血酸有机酸酯的研究进展

蒋相军1，胡 燚1，2，刘维明1，黄 和1，2

（1南京工业大学生物与制药工程学院，江苏 南京 210009；2材料化学工程国家重点实验室，江苏 南京 210009）

为了拓宽L-抗坏血酸酯在维护人体健康中的应用，将L-抗坏血酸转化成L-抗坏血酸酯是经济可行的手段。综述了近年来酶催化L-抗坏血酸有机酸酯的研究进展，重点介绍了有机相中L-抗坏血酸饱和脂肪酸酯、不饱和脂肪酸酯、脂肪酸混合酯的酶促合成，对于酶的种类、有机溶剂的选择及分离纯化方法进行了探讨，并对酶催化L-抗坏血酸有机酸酯合成前景进行了展望。

酶；L-抗坏血酸；有机相； L-抗坏血酸有机酸酯

L-抗坏血酸（ascorbic acid）即维生素C，是一种水溶性的维生素，分子式为C6H8O6，结构式如图1。由于人体缺乏合成维生素 C的酶，不能自身合成，只能依赖食物和药物，因此，它被列为人体必需的营养元素之一，在胶原蛋白合成、免疫和疾病治疗等均发挥着重要的作用[1-3]。然而由于其亲水性强，不易于溶解油脂等疏水性液体，极大的限制了它的应用，而将L-抗坏血酸转化为L-抗坏血酸有机酸酯则可比较圆满地解决了该难题。

图1 L-抗坏血酸结构式

L-抗坏血酸有机酸酯特别是 L-抗坏血酸脂肪酸酯在脂肪、油和亲脂性食品中被广泛地当作抗氧化剂使用。这是因为L-抗坏血酸和脂肪酸是在自然界中存在的，无毒，易被人体消化吸收的营养物质。目前，在日本、欧洲和美国已禁止叔丁基对苯二酚（TBHQ）等常用抗氧化剂在婴幼儿和儿童食品中使用，原因在于这些物质被认为有潜在的毒性[4]。另外，L-抗坏血酸有机酸酯在可作为药物的载体[6]，也可保护一些参与体内重要生理活动的物质被氧化，进而起到对一些疾病治疗的目的[7]。

L-抗坏血酸有机酸酯的合成主要有两种方法：化学法和酶催化法，目前其合成依然以化学合成为主。然而，L-抗坏血酸有机酸酯的化学合成工艺存在着诸多难以克服的不足，如工艺以浓硫酸或者酰氯为催化剂时这些催化剂的腐蚀性或者严重的环境污染都不可避免[8]。然而，脂肪酶具有催化效率高，作用条件温和环境污染小等特点而越来越受到青睐。本文就近年来脂肪酶催化合成L-抗坏血酸有机酸酯的研究进行了综述。

2 脂肪酶催化合成 L-抗坏血酸有机酸酯

在酶催化合成L-抗坏血酸有机酸酯中，饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、脂肪酸混合物及其它有机酸作为底物被研究（表1），再者，一些新型反应介质也在其合成中得到应用。

表1 不同的脂肪酸和L-抗坏血酸在有机溶剂中的酶催化反应

2.1 有机相中L-抗坏血酸饱和脂肪酸酯的合成

饱和脂肪酸主要是为人体提供能量，也可以增加人体内胆固醇和中性脂肪，如果饱和脂肪酸缺乏，可能会导致脑出血、贫血、肺结核和神经障碍等疾病的发生。在饱和脂肪酸中，己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸等不同碳链的脂肪酸都可直接或转化为相应的酯作为酰基供体在酶催化下和L-抗坏血酸生成相应的酯类。

碳链长度不同的脂肪酸在有机溶剂的溶解度也会不同，这可能会对L-抗坏血酸有机酸酯的合成产生影响。Watanabe等[9]研究了己酸、辛酸、癸酸、月桂酸等饱和脂肪酸在乙腈中以 Novozym435（南极假丝酵母脂肪酶，固定于大孔丙烯树脂）为催化剂和L-抗坏血酸的反应，结果发现长度不同碳链脂肪酸长度不会影响转化率。而Yan等[10-12]在丙酮或者叔戊醇中合成的L-抗坏血酸及其它脂肪酸酯中，认为脂肪酸链的长度不仅会影响转化率也影响产率，同时指出可能是因为脂肪链的长度会影响在溶剂中的溶解度和与酶的结合效率。

不同的 L-抗坏血酸有机酸酯的分离纯化方法对其得率和纯度会产生很大的影响。蔡水根等[13]以Novozym435为催化剂在丙酮体系中合成L-抗坏血酸月桂酸酯，探讨了有机溶剂萃取法、硅胶柱分离法和高效液相制备法3种方法的可行性、纯度以及得率，纯度分别达到86.5%、90.4和95.5%，相应的得率分别为85%、80%、90%。

为了获得 L-抗坏血酸有机酸酯最大收率和探讨各反应因素对其合成的影响。Chang等[14]在乙腈中以Novozym435为催化剂将L-抗坏血酸和月桂酸直接酯化反应，采用响应面和中心组合设计来分析反应参数（时间、温度、底物摩尔比、酶量）和最大转化率间的关系。分析得出，除反应时间外其它4个因素对L-抗坏血酸月桂酸酯摩尔转化率均有明显的影响，最后分析出的最佳条件为反应时间6.7 h，温度30.6 ℃，酶量34.5%，底物摩尔比1∶4.3，以及在最适条件下的预计摩尔转化率为（93.2±5.6）%。通过实验验证得出的实际转化率为（92.6±3.8）%，而且反应时间短，操作温度也比较低。这些都说明了这种方法的可行性与精确性。

图2 L-抗坏血酸和月桂酸酯化反应

针对国外的固定化脂肪酶价格昂贵，很难应用于工业化生产这一难题。孙燕等[15]首次采用国产黑曲霉（Aspergillus niger）脂肪酶，以L-抗坏血酸和棕榈酸甲酯为底物高选择性地合成了 L-抗坏血酸棕榈酸酯，得到的产品无需与底物分离，可直接作为食品添加剂，虽反应体系温和，但是转化率只有23%。姜新慧等[16]从酶的重复利用上考虑来降低成本，利用洋葱伯克霍尔德菌（Burkholderia cepacia）脂肪酶在有机相中催化合成 L-抗坏血酸棕榈酸酯的合成，在搅拌下重复利用酶10次，前5批次产率都在80%以上，最高可达89.5%。其产率比较高的原因可能在于搅拌使反应体系混合均匀，底物和产物充分扩散，酶的活性得到释放有关。

影响酶催化合成L-抗坏血棕榈酸酯因素很多，如温度、酶种类等，需系统地优化反应条件以获得最大的转化率和反应的动力学模型。Lindomer[17]采用“边实验边整理”的序贯实验设计和神经网络以获得最大的转化率和动力学模型。首先筛选合适溶剂和酶，然后以筛选得到酶和最合适的反应介质条件下，考察不同酶量、温度、底物配比、反应介质的量比对转化率影响，在得出了酶量和反应介质的量对转化率影响较小的条件下，最后又采用响应面来分析不同温度和底物配比影响及两者的相互作用。通过这些实验，得到了最佳合成条件和反应动力学经验模型。

表面活性剂包被酶的特点在于：制备过程简单、有机溶剂中溶解性高、比游离酶活性高、相比商业固定化酶，其价格较低廉。为了避免酶在有机溶剂中钝化，通过在酶表面包被表面活性剂而进行化学修饰在 L-抗坏血酸有机酸酯的合成中也得到了应用。Hsieh等[18]首次采用单硬脂酸丙二醇酯包被洋葱伯克霍尔德菌（Burkholderia cepacia）脂肪酶来催化L-抗坏血酸棕榈酸酯的合成。通过对来源不同的酶和不同活性剂包被酶进行分析，包被酶的稳定性和活性本质上与表面活性剂的类型有关，但也与包被使用缓冲液的pH值、表面活性剂的量、反应采用的有机介质和反应温度有关系。在反应时间为24 h，温度为50 ℃，L-抗坏血酸和棕榈酸的摩尔比为 1∶6的条件下采用包被酶的转化率为47%，未被修饰的仅为6%，其转化率明显得到极大地提高。

在L-抗坏血酸棕榈酸酯合成中，酶时常要在有机溶剂存在、较高的温度下进行，因此，寻求耐有机溶剂、耐高温的酶也成为关注的焦点。袁红玲等[19]用透明圈平板法筛选出一株耐有机溶剂的产脂肪酶的酵母菌Yarrowiasp.A213，其产酶能力达到 67.8 UI/L，能直接在叔戊醇中催化合成 L-抗坏血酸棕榈酸酯。Bradoo等[20]用耐高温的嗜热芽孢杆菌脂肪酶催化L-抗坏血酸棕榈酸酯反应，这种酶在40～100 ℃之间都能保持热稳定性，温度升高不仅使反应速率加快，而且有助于维持低的水活度，其最大转化率可达97%。张杰平[21]通过发酵产生Aspergillums脂肪酶催化抗坏血酸棕榈酸酯的合成，并考察了添加蔗糖的共固定化脂肪酶的稳定操作，发现糖共固定化的脂肪酶的稳定性大大增加。

L-抗坏血酸硬脂酸酯能抑制人卵巢癌细胞增生和肿瘤的生长[22]，具有潜在的抗癌作用，是一种安全、高效、易被人体消化吸收的脂溶性抗氧化剂，同时也是一种营养强化剂，适合添加在油脂类食品中。晏日安等[23]首次研究了Novozym435催化合成L-抗坏血酸硬脂酸酯，对影响脂肪酶催化的因素如溶剂等因素进行了研究，对正己烷、叔戊醇、叔丁醇、丙醇等溶剂进行了筛选，在正己烷中不发生反应，而在叔丁醇中的产率为59.7%，因而认为有机溶剂的极性对 L-抗坏血酸硬脂酸酯合成有重要的影响。

2.2 有机相中L-抗坏血酸不饱和脂肪酸酯的合成

不饱和脂肪酸在降低血液黏稠度改善血液微循环，提高脑细胞的活性，增强记忆力和思维能力等一些生理功能中发挥着重要的作用。在制备 L-抗坏血酸有机酸酯时，饱和脂肪酸广泛地作为酰基供体。然而，相比L-抗坏血酸饱和脂肪酸酯，L-抗坏血酸不饱和脂肪酸酯的溶解度高，在含油脂性物质能够得到应用，因而不饱和脂肪酸作为L-抗坏血酸酰基供体更加受到重视。自然界中比较常见的不饱和脂肪酸主要分为3大类：以油酸为代表的 ω-9系列不饱和脂肪酸，以亚油酸为代表的 ω-6 系列不饱和脂肪酸以及以二十二碳六烯酸（DHA）为代表的 ω-3系列不饱和脂肪酸。

关于以DHA为代表的 ω-3系列不饱和脂肪酸合成的研究并不多，Watanabe等[24]以ChirazymeL-2作催化剂在丙酮中催化L-抗坏血酸和DHA等多不饱和脂肪酸反应后对其抗氧化性研究发现：L-抗坏血酸饱和脂肪酸酯或者不饱和脂肪酸酯和多不饱和脂肪酸的摩尔比大于0.2时，在抑制多不饱和脂肪酸的氧化性非常有效。

酶具有专一性，不同的底物分子其催化效率也会不同。Song等[25]以Novozym435在叔戊醇中催化L-抗坏血酸亚油酸中，指出同样链长（C18）的亚油酸和油酸的产率分别为21.2%和19.3%而饱和的脂肪酸的产率仅为9.6%。而Watanabe等[26]以南极假丝酵母的固定化脂肪酶B的ChirazymeL-2作催化剂在丙酮中将 L-抗坏血酸和 cis-9，trans-11及trans-10，cis-12的共轭亚油酸合成，比较分析后得出trans-10，cis-12共轭亚油酸比cis-9，trans-11共轭亚油酸的转化率要高。这也就说明了底物分子的结构（双键数目、位置的不同），其转化率也不同，这些都可能与酶的特性有关。

不同的有机溶剂对底物的溶解性不同，而且溶剂的疏水性也对酶的活性和酶对底物的特异性也会产生影响。Song等[27]首次报道了来南极假丝酵母固定化脂肪酶B催化L-抗坏血酸油酸酯的合成，对一系列不同极性的有机溶剂进行了筛选，认为叔戊醇是最合适的有机溶剂。

在控制工程领域，基于神经网络的过程优化和参数预测可以取得很好的效果。应艳杰等[28]首次采用中心组合设计和动量梯度下的神经网络对反应条件（反应温度、脂肪酶量、油酸量）进行优化。在叔戊醇中采用Novozyme435作催化剂来合成L-抗坏血酸油酸酯，在优化后的最适条件下反应后其转化率可达46.5%，与模型误差在5%以内。该方法为酶催化L抗坏血酸有机酸酯合成效果的预测提供了一条可行的途径。Viklund等[29]在叔戊醇中以Novozym435为催化剂合成了L-抗坏血酸油酸酯，并将其和L-抗坏血酸棕榈酸酯的氧化性进行比较，认为在油中的 L-抗坏血酸油酸酯的抗氧化性能强于L-抗坏血酸棕榈酸酯，这可能与在油中的溶解性不同有关。

水活度是影响酶催化合成 L-抗坏血酸有机酸酯的重要因素之一。Adamczak等[30]在L-抗坏血酸油酸酯合成中发现酶的类型、固定化的载体、水活度和有机溶剂均会对转化产生影响，而其中以水活度影响最为明显。在水活度为0.11时，转化率为58%，而在0.75时反应几乎不进行。分子筛的加入可以有效地控制水活度。同时也指出将油酸转化为油酸甲酯是控制水活度的一种有效方法。但是，过量的分子筛又导致反应速率和转化率的下降，而Kuwabara等[31]在其报道中认为这是由于过量的分子筛吸附和降解L-抗坏血酸油酸酯而导致转化率下降。

2.3 有机相中L-抗坏血酸混合酯的合成

在L-抗坏血酸有机酸酯合成中，为了获得廉价的L-抗坏血酸有机酸酯，一些混合物（棕榈油、豆油等）也作为反应底物与L-抗坏血酸在酶的催化下发生酯化反应。

袁红玲等[32]首次以食用油脂（氢化棕榈油、大豆色拉油、纳米比亚产海狗油）为脂肪酸基团的供体，探讨了以Novozym435为催化剂和L-抗坏血酸合成，并对叔戊醇和丙酮两种反应介质进行了比较，发现在叔戊醇中所得产物质量浓度均比在丙酮中要高。Burham等[33]首次在叔戊醇中以 Novozym435催化棕榈油和L-抗坏血酸合成，认为不同量的叔戊醇所得反应产率也会不同。Hsieh等[34]将棕榈油甲酯和大豆油甲酯在丙酮中以Novozym435为催化剂合成，认为丙酮有较低的细胞毒性而将在食用油脂和L-抗坏血酸合成中有潜在的应用。Hsieh等将棕榈油甲酯和 L-抗坏血酸酯化，所得的混合酯包括45.89%的 L-抗坏血酸棕榈酸酯、42.59%的 L-抗坏血酸油酸酯、10.1%的 L-抗坏血酸亚油酸酯。Burnham等得到的L-抗坏血酸单酯的混合物组成为61%的L-抗坏血酸单油酸酯、30%的L-抗坏血酸单棕榈酸酯和9%的L-抗坏血酸单硬脂酸酯。虽然使用的是同样的酶（Novzym435），但是两者得到的混合物组成含量还是有差别的，这可能与所用的溶剂等因素有关。

2.4 有机相中其它L-抗坏血酸有机酸酯的合成

随着酶催化L-抗坏血酸有机酸酯的深入研究，一些新型的抗氧化剂或者兼有抗氧化、抗菌等多功能L-抗坏血酸有机酸酯也层出不穷。

在工业上，胭脂素作为色素的一种，常用于食品、药物、化妆品的着色，但是其抗氧化能力比较差，Humeau等[35]报道了在叔戊醇中用南极假丝酵母固定化脂肪酶B作催化剂将胭脂素和L-抗坏血酸反应，在65 ℃、反应144 h后的产率为25%。

L-抗坏血酸苯甲酸酯和 L-抗坏血酸苹果酸酯是新型双功能食品添加剂，因其具有独特的抗氧化性和抑菌性而具有潜在的应用。Lü等[36-37]以Novozym435为催化剂研究了L-抗坏血酸苯甲酸酯的合成，对一系列反应介质筛选后得出环己酮是最合适的，并对其抗氧化和抗菌特性进行了分析，认为它是一种双功能的试剂。而后他又采用响应面法对影响其合成的重要因素（酶浓度、底物浓度、水活度、温度、反应时间）进行了优化，首次采用偏导数从数量上阐述了所研究各因素最佳条件和单因素实验中常数间的关系。

高明侠等[38]采用壳聚糖固定化的脂肪酶在丙酮体系中催化L-抗坏血酸和柠檬酸乙酯反应，并对其抗氧化性进行研究发现 L-抗坏血酸柠檬酸酯是一种具有开发价值和应用潜力的新型抗氧化剂。

将L-抗坏血酸和乳酸在酶催化下发生酯化反应，可以解决乳酸迅速进入内表皮细胞而刺激皮肤的难题，又能发挥乳酸在缓解皮肤衰老，可使皮肤变得光滑细腻。Maugard等[39]报道了叔戊醇中 Novozym435催化 L-乳酸甲酯和L-抗坏血酸的反应，当底物比例（抗坏血酸∶L-乳酸甲酯）从1∶1升到1∶16时，相应的转化率从5%升到45%，说明了底物比例的提高有利于平衡向着产物生成的方向进行。此外，己二酸二乙烯酯[40]、苯基丁酸[41]也可与 L-抗坏血酸在脂肪酶的催化下发生反应，以达到克服L-抗坏血酸脂溶性差的性能。

2.5 新型反应介质中L-抗坏血酸有机酸酯的合成

近年来新型反应介质（离子液体等）和反应体系（固-气体系）的涌现，为 L-抗坏血酸有机酸酯的合成开拓了新的道路。

2.5.1 离子液体中酶催化 L-抗坏血酸有机酸酯的合成

离子液体作为一种新型溶剂应用于生物催化，比传统有机溶剂表现出了更大的优越性，如酶的稳定性和选择性比较高[42-43]。Park等[44-45]认为离子液体能像极性有机溶剂一样溶解极性底物（L-抗坏血酸）而又不至于使酶失活，因而使用离子液体的反应速度快、产率高。由于离子液体不易挥发，这样既可以避免有毒有机溶剂的蒸发问题，又可以使用真空驱动反应向产物生成的方向进行。由固定化脂肪酶 B 催化 L-抗坏血酸与油酸在离子液体中[PentMIM][BF4]的直接酯化反应后得到83%的转化率，对其进行简单的分离后其产率可达 61%。Adamczak等[46]也研究了以离子液体[BMIM][BF4]做溶剂，南极假丝酵母固定化脂肪酶B催化下合成L-抗坏血酸油酸酯，并且用盐对NaI 2/0来控制水活度，其最高产率可达72%。

2.5.2 微波作用下L-抗坏血酸有机酸酯的合成

随着绿色化学和微波技术的发展，微波下的生物催化也逐渐崭露头角。Lamare等[47]首次报道了在来源于Bulkholderia multivorans的固定化脂肪酶在微波的作用下合成L-抗坏血酸脂肪酸酯，不仅反应速度得到提高，而且产率也高达80%。微波辐射并没有使酶失活，而且有助于脂肪酶活性的发挥。

2.5.3 其它体系中酶催化 L-抗坏血酸有机酸酯的合成

时至今日，固/气生物催化[48]也已成为对基础研究和新的清洁工业工程的发展很有前途的一项技术。由于整个系统的热动力学很容易实现控制，产率很高，下游的处理简单。Yan等[49]在将L-抗坏血酸、酶、分子筛混合的固相中，用南极假丝酵母固定化的脂肪酶B催化L-抗坏血酸和脂肪酸乙烯酯合成了L-抗坏血酸脂肪酸酯，并对脂肪酸链的长度和底物的比例对反应的影响进行了分析，基于L-抗坏血酸及其酯对空气和氧的敏感性提出了一种采用水和正己烷进行抽提的温和的分离方法。其纯度可达98%，最高分离率可达91%。

3 结论与展望

以上综述了 L-抗坏血酸和不同种类有机酸在酶催化下的最新研究，可以看到饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、脂肪酸的混合物以及其它的有机酸在酶的催化下都可以和L-抗坏血酸进行反应，而诸如酶浓度、反应介质、反应温度、反应时间、水活度、底物的比例等都会对底物的转化率和产物产量产生影响，而不饱和脂肪酸因具有独特的生理特性和良好的脂溶性而成为关注的焦点。

随着酶工程技术发展，也促进了酶催合成 L-抗坏血酸有机酸酯的研究，固定化酶[50]、有机相[51]和新型反应介质[52]（如离子液体）中酶催化反应的报道进一步拓宽了酶的应用范围，也为L-抗坏血酸有机酸酯的合成奠定了基础，但高性能的酶依然是制约其发展的关键因素之一。寻求能够用于大规模生产或者工业化生产的酶将成为一种趋势，科学家们主要从两条途径出发[53]，其一是分子定向进化的手段开发高性能生物催化剂；其二是利用极端微生物开发高性能的生物催化剂。虽然一些新型的反应介质和反应体系应用到了 L-抗坏血酸有机酸酯的合成中，但如何充分发挥这些新的反应体系在抗坏血酸有机酸酯中的重要作用仍需进一步探索。在分离纯化过程中，需要耗费大量的有机溶剂，因此，获得低成本、环境友好、能够满足工业化生产的分离纯化方法依然是一个难题。近年来，离子液体/二氧化碳两相体系[54]在有机合成中迅猛发展，这种体系集中了离子液体和超临界二氧化碳的优点，使整个过程实现绿色化，将在酶催化合成和分离 L-抗坏血酸有机酸酯中得到应用。

已经开发的新型的 L-抗坏血酸有机酸酯大多数处于实验阶段，但其作为具有多种生物功能或治疗某种疾病的药物的应用前景是不可估量的。例如：Choi等[55]合成的L-抗坏血酸五肽，这种L-抗坏血酸衍生物不仅溶解性高而且在抑制酪氨酸和黑色素形成都可以和L-抗坏血酸相媲美，对胶原蛋白的合成比两者单独使用效果都要明显。因而把已经开发的 L-抗坏血酸有机酸酯应用于工业化生产和寻求新的具有特有或多种功能的 L-抗坏血酸有机酸酯仍然有待于发展。

[1]Stone N，Meister A. Function of ascorbic acid in the conversion of proline to collagen hydroxyproline[J].Nature，1962，194：555.

[2]Tewary A，Patra B. Use of vitamin C as an immunostimulant. Effect on growth，nutritional quality and immune response ofLabeo rohita（Ham.）[J].Fish Physiology and Biochemistry，2008，34（3）：251-259.

[3]Harrison F，May J. Vitamin C function in the brain：Vital role of the ascorbate transporter SVCT2[J].Free Radical Biology. and Medicine，2009，46（6）：719-730.

[4]高荫榆，雷占兰，谢何融，等. L-抗坏血酸棕榈酸酯的抗氧化效果研究[J]. 食品科学，2007，18：60-62.

[5]Pizarro F，Olivares M，Hertrampf E，et al. Ascorbyl palmitate enhances iron bioavailability in iron-fortified bread[J].American Journal of Clinical Nutrition，2006，84（4）：830.

[6]Palma S，Manzo R，Allemandi D，et al. Solubilization of hydrophobic drugs in octanoyl-6-O-ascorbic acid micellar dispersions[J]Journalof Pharmaceutical Sciences，2002，91：1810.

[7]Zaks A，Klibanov A. Enzymatic catalysis in organic media at 100 degrees C[J].Science，1984，224：1249.

[8]张卫，孙乃有，李建英. L-抗坏血酸棕榈酸酯的合成工艺研究[J].食品科技，2003，10：62-64.

[9]Watanabe Y，Adachi S，Nakanishi K，et al. Condensation of L-ascorbic acid and medium-chain fatty acids by immobilized lipase in acetonitrile with low water content[J].Food Science and Technology Research，1999，5（2）：188-192.

[10]Yan Y，Bornscheuer U T，Schmid R D. Lipase-catalyzed synthesis of vitamin C fatty acid esters[J].Biotechnology Letters，1999，21（12）：1051-1054.

[11]Stamatis H，Sereti V，Kolisis F N. Studies on the enzymatic synthesis of lipophilic derivatives of natural antioxidants[J].Journal of the American Oil Chemists’Society，1999，76（12）：1505-1510.

[12]Cao L，Fischer A，Bornscheuer U. Lipase-catalyzed solid phase synthesis of sugar fatty acid esters[J].Biocatalysis and Biotransformation，1996，14（4）：269-283.

[13]蔡水根，陶冠军，秦昉，等. L-抗坏血酸月桂酸酯的酶法合成，分离及其性质[J]. 食品工业科技，2008，29：211.

[14]Chang S W，Yang C J，Chen F Y，et al.Optimized synthesis of lipase-catalyzed L-ascorbyl laurate by Novozym（R）435[J].Journal of Molecular Catalysis B：Enzymatic，2009，56（1）：7-12.

[15]孙燕，夏木西·卡玛尔，吾满江·艾力，等. 酶促反应合成棕榈酸Vc酯[J]. 生物技术，2006，16：63.

[16]姜新慧，晏日安，曾永青. 非水相中脂肪酶催化合成 L-抗坏血酸棕榈酸酯[J]. 食品科技，2010，35：258.

[17]Lerin L，Richetti A，Dallago R，et al. Enzymatic synthesis of ascorbyl palmitate in organic solvents：Process optimization and kinetic evaluation[J].Food and Bioprocess Technology， doi：10.1007/s11947-010-0398-1.

[18]Hsieh H J，Nair G R，Wu W T. Production of ascorbyl palmitate by surfactant-coated lipase in organic media[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2006，54（16）：5777-5781.

[19]袁红玲，汤鲁宏，许正宏，等. 产有机相催化酯合成活性的脂肪酶菌种的筛选[J]. 微生物学通报，2007，34（1）：19-23

[20]Bradoo S，Saxena R K，Gupta R. High yields of ascorbyl palmitate by thermostable lipase-mediated esterification[J].Journal of the American Oil Chemists’Society，1999，76（11）：1291-1295.

[21]张杰平.Aspergillussp. 脂肪酶催化合成L-抗坏血酸棕榈酸酯的研究[D]. 福州：福建师范大学，2009.

[22]Fang Q，Naidu K A，Zhao H Y，et al. Ascorbyl stearate inhibits cell proliferation and tumor growth in human ovarian carcinoma cells by targeting the PI3K/AKT pathway[J].Anticancer Research，2006，26（1A）：203-209.

[23]晏日安，姜新慧，张广文，等. 非水相脂肪酶催化合成 L-抗坏血酸硬脂酸酯[J]. 食品与生物技术学报，2010，29：385.

[24]Watanabe Y，Adachi S，Nakanishi K，et al. Lipase-catalyzed synthesis of unsaturated acyl L-ascorbates and their ability to suppress the autoxidation of polyunsaturated fatty acids[J].Journal of the American Oil Chemists’Society，2001，78（8）：823-826.

[25]Song Q X，Zhao Y，Xu W Q，et al. Enzymatic synthesis of L-ascorbyl linoleate in organic media[J].Bioprocess and Biosystems Engineering，2006，28（4）：211-215.

[26]Watanabe Y，Sawahara Y，Nosaka H，et al. Enzymatic synthesis of conjugated linoleoyl ascorbate in acetone [J].Biochemical Engineering Journal，2008，40（2）：368-372.

[27]Song Q X，Wei D Z. Study of vitamin C ester synthesis by immobilized lipase fromCandidasp[J].Journal of Molecular Catalysis B：Enzymatic，2002，18（4-6）：261-266.

[28]应艳杰，邵平，何晋浙，等. 神经网络优化非水相脂肪酶催化合成抗坏血酸油酸酯的条件研究[J]. 生物数学学报，2009，24（2）：293-298.

[29]Viklund F，Alander J，Hult K. Antioxidative properties and enzymatic synthesis of ascorbyl FA esters[J].Journal of the American Oil Chemists Society，2003，80（8）：795-799.

[30]Adamczak M，Bornscheuer U T，Bednarski W. Synthesis of ascorbyloleate by immobilizedCandida antarcticalipases[J].Process Biochemistry，2005，40（10）：3177-3180.

[31]Kuwabara K，Watanabe Y，Adachi S，et al. Synthesis of 6-O-unsaturated acyl L-ascorbates by immobilized lipase in acetone in the presence of molecular sieve[J].Biochemical Engineering Journal，2003，16（1）：17-22.

[32]袁红玲，汤鲁宏，陶文沂. 非水相酶促酯交换法合成抗坏血酸脂肪酸酯[J]. 食品与生物技术学报，2007，26：100.

[33]Burham H，Gafoor R A，Rasheed A，et al. Enzymatic synthesis of palm-based ascorbyl esters[J].Journal of Molecular Catalysis B：Enzymatic，2009，58（1-4）：153-157.

[34]Hsieh H J，Chen J W，Giridhar R，et al. Synthesis of mixed esters of ascorbic acid using methyl esters of palm and soybean oils[J].Preparative Biochemistry & Biotechnology，2005，35（2）：113-118.

[35]Humeau C，Rovel B，Girardin M. Enzymatic esterification of bixin by L-ascorbic acid[J].Biotechnology Letters，2000，22（2）：165-168.

[36]Lü L X，Pan Y，Li Y Q. Biosynthesis of ascorbyl benzoate in organic solvents and study of its antioxygenic and antimicrobial properties[J].Food Chemistry，2007，101（4）：1626-1632.

[37]Lü L X，Chen S Y，Li Y Q. Study of lipase-catalysed synthesis of ascorbyl benzoate in cyclohexanone using response surface methodology[J].Journal of the Science of Food and Agriculture，2008，88（4）：659-666.

[38]高明侠，吕兆启，苗敬芝，等. 抗坏血酸柠檬酸酯的酶法合成与抗氧化性能评价[J]. 江苏农业科学，2009，5：36.

[39]Maugard T，Tudella J，Legoy M D. Study of vitamin ester synthesis by lipase-catalyzed transesterification in organic media[J].Biotechnology Progress，2000，16（3）：358-362.

[40]Otto R，Bornscheuer U，Scheib H，et al. Lipase-catalyzed esterification of unusual substrates：Synthesis of glucuronic acid and ascorbic acid（vitamin C）esters[J].Biotechnology Letters，1998，20（11）：1091-1094.

[41]Xue X T，Lu D S，Chen Z C，et al. Enzyme-catalyzed transesterification of unusual substrate：Synthesis of acyclovir and L-ascorbic acid（vitamin C）vinyl esters[J].Chinese Chemical Letters，2003，14（2）：163-166.

[42]Roosen C，Muller P，Greiner L. Ionic liquids in biotechnology：Applications and perspectives for biotransformations[J].Applied Microbiology and Biotechnology，2008，81（4）：607-614.

[43]Park S，Kazlauskas R. Biocatalysis in ionic liquids-advantages beyond green technology[J].Current Opinion in Biotechnology ，2003，14（4）：432-437.

[44]Park S，Viklund F，Hult K，et al. Vacuum-driven lipase-catalysed direct condensation of L-ascorbic acid and fatty acids in ionic liquids：synthesis of a natural surface active antioxidant[J].Green Chemistry，2003，5（6）：715-719.

[45]袁毅，白姝，姜晓妍，等 离子液体中酶催化反应的研究进展[J]化工进展，2005，24（7）：710-717.

[46]Adamczak M，Bornscheuer U T. Improving ascorbyl oleate synthesis catalyzed byCandida antarcticalipase B in ionic liquids and water activity control by salt hydrates [J].Process Biochemistry，2009，44（3）：257-261.

[47]Lamare S，Legoy M D，Graber M. Solid/gas bioreactors：Powerful tools for fundamental research and efficient technology for industrial applications[J].Green Chemistry，2004，6（9）：445-458.

[48]Yan Y，Bornscheuer U T，Schmid R D. Lipase-catalyzed synthesis of vitamin C fatty acid esters[J].Biotechnology Letters，1999，21（12）：1051-1054.

[49]Kidwai M，Mothsra P，Gupta N，et al. Green enzymatic synthesis of L-ascorbyl fatty acid ester： An antioxidant[J].Synthetic Communications， 2009，39（7）：1143-1151.

[50]Liu Z Q，Ma L P，Liu Z L. Making vitamin C lipophilic enhances its protective effect against free radical induced peroxidation of low density lipoprotein[J].Chemistry and Physics of Lipids，1998，95（1），49-57.

[51]Cousins R C，Seib P A，Hoseney R C，et al. Synthesis of 6-fatty acid esters of L-ascorbic acid[J].Journal of the American Oil Chemists’Society，1977，54（8）：308-312.

[52]Bornscheuer U. Immobilizing enzymes：How to create more suitable biocatalysts [J].Angewandte Chemie International Edition，2003，42（29）：3336-3337.

[53]何冰芳，欧阳平凯. 极端微生物与工业生物催化剂开发[J]. 化工进展，2006，25（10）：1124-1127.

[54]范晖华，王阿忠，杨少容，等. 离子液体/超临界二氧化碳两相体系在有机合成中的应用[J]. 有机化学，2008，28：768.

[55]Choi H，Park J，Kim H，et al. A novel L-ascorbic acid and peptide conjugate with increased stability and collagen biosynthesis[J].BMB Reports，2009，42（11）：743-746.

Research progress of lipase-catalyzed synthesis of L-ascorbyl organic acid ester

JIANG Xiangjun1，HU Yi1，2，LIU Weiming1，HUANG He1，2（1School of Biotechnology and Pharmaceutical Engineering，Nanjing University of Technology，Nanjing 210009，Jiangsu，China；2State Key Laboratory of Materials-Oriented Chemical Engineering，Nanjing 210009，Jiangsu，China）

To broaden the applications of L-ascorbic acid，it is an economical and feasible way to convert L-ascorbic acid into L-ascorbyl organic acid ester. The recent research progress of enzymatic synthesis of L-ascorbyl organic acid ester is summarized，by focusing on enzymatic synthesis of L-ascorbyl saturated fatty acid ester，unsaturated fatty acid ester and mixed fatty acid ester in organic solvents. The types of lipase，organic solvents and methods of separation and purification in the synthesis are discussed. Furthermore，the prospect of enzymatic synthesis of L-ascorbyl organic acid ester is also presented.

TQ 645.6

A

1000–6613（2011）07–1570–07

2011-01-09；修改稿日期：2011-02-21。

国家自然科学基金重点基金项目（20936002）、国家自然科学基金青年基金项目（20906049）及南京工业大学学科基金项目。第一作者：蒋相军（1987—），男，硕士研究生。联系人：胡燚，博士，副教授，主要从事酶催化及固定化方面的研究。E-mail huyi@njut.edu.cn。