L-抗坏血酸脂肪酸酯的合成及应用研究进展

胡莹丹

摘 要：L-抗坏血酸脂肪酸酯是L-抗坏血酸的一种重要的衍生物，具有良好的抗氧化性、抗衰老及抗肿瘤等作用，且脂溶性较好，在食品、化妆品、医药等诸多领域被广泛应用，具有较高的研究价值和广阔的应用前景。本文介绍了L-抗坏血酸脂肪酸酯的合成方法及应用，并对其发展前景进行了展望。

关键词：L-抗坏血酸脂肪酸酯;合成;应用

Abstract： L-ascorbyl fatty acid esters are important derivatives of L-ascorbic acid， with good antioxidant， anti-aging and anti-tumor effects， and good lipid solubility， widely used in food， cosmetics， medicine and other industries， have high research value and broad application prospects. In this paper， the synthesis and application of L-ascorbyl fatty acid esters are introduced， and their development prospect is also prospected.

Keywords： L-ascorbyl fatty acid esters; synthesis; application

随着社会经济的快速发展，人们的生活水平不断提高，越来越多的人开始注重健康和养生，健康中国也已经上升为国家战略，食品安全与健康是其中一个重要方面。L-抗坏血酸脂肪酸酯作为一种安全、高效的食品抗氧化剂被广泛应用于食品行业。此外，在医药、化妆品及饲料等行业L-抗坏血酸脂肪酸酯也有一定的应用，因其在结构、来源、相对毒性、稳定性及生理功能等方面都存在一定优势，具有广泛的研究前景和良好的应用价值。

1 L-抗坏血酸脂肪酸酯

抗氧化剂是指能清除氧自由基，抑制、消除或减缓氧化反应的一类物质。按溶解性不同，抗氧化剂可分为油溶性和水溶性2大类。油溶性抗氧化剂大部分是由化学合成的，来源于石油化工，如二丁基羟基甲苯、叔丁基羟基茴香醚、叔丁基对苯二酚和没食子酸丙酯等，其价格低廉、抗氧化效果好，在食品和化妆品中应用广泛。但近年来有研究表明，人工合成的抗氧化剂具有一定的毒性和致癌作用，不利于身体健康，许多国家对其添加量已有明确规定，甚至先后禁止在食品中添加这些合成抗氧化剂。水溶性抗氧化剂大多来源于植物，主要包括L-抗坏血酸及其盐类、茶多酚、天然黃酮类等。

L-抗坏血酸（维生素C）是一种水溶性维生素，在自然界中广泛存在，主要来源于新鲜水果和蔬菜。分子式为C6H8O6，一般呈白色或略带淡黄色结晶性粉末，熔点192 ℃，无臭，味酸，易溶于水，微溶于乙醇，干燥状态较稳定，但在水溶液中易受氧化而分解，特别是在空气、光、热、pH和金属离子（如Fe3+）等的存在下，氧化反应更迅速，因此存在不稳定性。L-抗坏血酸是机体必需的营养素，具有多种生理功能，能维持机体正常的生命活动，促进各种支持组织及细胞间黏合物的形成，增强脯氨酸羟化酶的活力，对生物氧化有重要作用。L-抗坏血酸还有增强机体抗病能力和解毒的作用。此外，L-抗坏血酸也是一种常用的抗氧化剂，能通过自身氧化还原反应保护机体免受氧化剂的威胁。由于L-抗坏血酸分子中存在具有活性的连烯二醇结构。因此，其能有效的消耗氧，生成去氢抗坏血酸，表现出良好的抗氧化性。但L-抗坏血酸在水溶液中易受氧化而分解，存在不稳定性，且极性较强，脂溶性差，限制了其在油溶性产品中的应用。

L-抗坏血酸脂肪酸酯是L-抗坏血酸酯化后的衍生物，是将脂肪酸链引入到L-抗坏血酸第6位的碳原子上所得，如L-抗坏血酸棕榈酸酯、L-抗坏血酸油酸酯等。L-抗坏血酸脂肪酸酯一般为白色或微黄色的粉末状晶体，脂肪酸链使其稳定性增强，油溶性增加，提高了表面活性等，并保留了完整的连烯二醇结构，因此仍具有良好的抗氧化性。L-抗坏血酸脂肪酸酯具有脂溶性和食品乳化剂的特性，在应用上优于L-抗坏血酸，是世界卫生组织、食品添加剂联合会认可的一种安全、高效和无毒的营养型抗氧化剂。除此之外，还有研究表明，L-抗坏血酸脂肪酸酯具有抗肿瘤、抗诱变的功能，是一种多功能食品添加剂[1]。

2 L-抗坏血酸脂肪酸酯的合成方法

2.1 化学法

化学法合成L-抗坏血酸脂肪酸酯起步较早，工艺相对较成熟，成本低，因此被广泛应用，主要包括直接酯化法、酯交换法和酰卤法3种。直接酯化法是采用L-抗坏血酸和脂肪酸直接酯化，获得L-抗坏血酸脂肪酸酯。该法大多需以浓硫酸（95%～98%）或无水氟化氢等强酸作为反应溶剂和催化剂，反应时间较长，反应温度一般较高，需消耗大量无机酸，腐蚀性很强，因此对仪器和设备的材料要求较高。李红等[2]以98%浓硫酸为溶剂和催化剂，L-抗坏血酸和棕榈酸为原料，反应产率可达86.3%。无水氟化氢作为催化剂，即使以等摩尔底物进行反应，产品纯度和收率均较高，但存在成本高、对设备腐蚀性强的缺点。以L-抗坏血酸和脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯为原料的酯交换法可解决直接酯化法易导致长链脂肪酸乳化的问题。西德BASF公司利用浓硫酸催化等摩尔量的L-抗坏血酸与脂肪酸甲（乙）酯进行酯交换反应，以制备L-抗坏血酸脂肪酸酯，可有效克服乳化现象，有利于产物的分离。酰卤法一般是选择既能溶解水溶性L-抗坏血酸，又能溶解脂溶性脂肪酸（酯）的溶剂，如二甲基甲酰胺、二甲亚砜等。许肇成等[3]以酰氯法制备L-抗坏血酸棕榈酸酯，反应介质及助溶剂为甲基乙酰胺和二氯甲烷，产品纯度达95%。酰卤法解决了底物互溶性差的问题，但存在反应条件严苛，不容易进行工业化等问题。总之，化学法优点较多，但也存在很多不容忽视的缺点，如需在高温、高压条件下反应;以强酸作为催化剂，污染环境，对反应设备要求高;副反应多，有害物质含量高等。

2.2 酶法

酶法是在有機溶剂中利用脂肪酶催化L-抗坏血酸和长链脂肪酸或其衍生物等发生酯化或酯交换反应制备L-抗坏血酸脂肪酸酯。合成L-抗坏血酸脂肪酸酯的酰基供体常用的有脂肪酸、脂肪酸甲（乙）酯、脂肪酸乙烯酯及甘油三酯等。根据酰基供体结构的不同，可分为直接酯化法和酯交换法。徐凤杰等[4]研究采用不同脂肪酶催化合成L-抗坏血酸棕榈酸酯，发现最佳脂肪酶为Novozym 435，最佳反应介质为丙酮，最佳反应条件为温度60 ℃，转速200 r/min，0.107 g维生素C和1.094 g棕榈酸在酶量为20%时，反应48 h，转化率为80%。张洪勇等[5]用Novozym 435脂肪酶在叔戊醇中催化棕榈油与L-抗坏血酸进行酯交换反应合成L-抗坏血酸脂肪酸酯，产物浓度可达22 g/L。与化学法相比，酶法具有催化效率、选择性及转化率高、反应条件温和、副反应少、产物分离纯化相对简单、对设备要求低和环境污染小等优点。因此，酶法基本符合清洁生产及绿色化工的发展趋势，受到越来越多研究人员的重视。

3 L-抗坏血酸脂肪酸酯的应用

L-抗坏血酸脂肪酸酯保留了L-抗坏血酸的生理活性，并兼具营养价值，是国际上普遍认可的营养、无毒、高效和安全的多功能新型抗氧化剂，在食品、化妆品及医药等领域具有广泛应用。

3.1 L-抗坏血酸脂肪酸酯在食品行业的应用

L-抗坏血酸脂肪酸酯是一种重要的食品抗氧化剂，可用于食品保鲜，增加食品的色、香、味和营养，延长食品货架期，且无毒害作用，具有良好的应用前景。何松等[6]以L-抗坏血酸棕榈酸酯复配制成复合煎炸油稳定剂，提高了煎炸油耐高温的性能，且抗氧化能力优于其他单体抗氧化剂（TBHQ、BHA等）。L-抗坏血酸棕榈酸酯作为一种高效、安全、营养的食品添加剂，被广泛应用于乳制品及营养保健食品中，相较于维生素E等天然抗氧化剂有更好的抗氧化效果[7]。

3.2 L-抗坏血酸脂肪酸酯在化妆品行业的应用

抗坏血酸是重要的皮肤抗氧化剂之一，可以清除和破坏具有攻击性的氧化剂和自由基，对皮肤有很多有利作用，如防止晒伤和色素形成、抵御紫外线损伤、清除自由基、抗衰老和刺激真皮胶原蛋白形成等。因此，L-抗坏血酸常被用于化妆品和皮肤病产品中，但其存在化学稳定性差、不易被皮肤吸收等缺点，在化妆品行业的应用受到限制。L-抗坏血酸脂肪酸酯与抗坏血酸相比，稳定性更强，脂溶性更好，易于被皮肤吸收，能弥补L-抗坏血酸的不足。如馥蕾诗大豆精萃卸妆洁颜凝露中添加了L-抗坏血酸棕榈酸酯，具有美白祛斑的作用，可作为抗氧化剂和皮肤调理剂。JURKOVIC等[8]报道在乳液中加入L-抗坏血酸棕榈酸酯可清除紫外线照射后在皮肤中形成的自由基。乳液中L-抗坏血酸棕榈酸酯浓度越高，抗氧化效果越好。

3.3 L-抗坏血酸脂肪酸酯在医药行业的应用

L-抗坏血酸脂肪酸酯可作为药物的载体，到达机体内部的组织和器官。据报道，以抗坏血酸棕榈酸酯为基础的水凝胶体系具有将大分子药物局部输送到肠黏膜的潜力，可作为生物制剂直肠给药的载体[9]。L-抗坏血酸脂肪酸酯也可保护体内一些重要的生物活性物质和细胞膜等脂质部分不被氧化，具有良好的抗氧化和抗肿瘤的作用。有研究表明，L-抗坏血酸硬脂酸酯对宫颈癌细胞具有抗增殖和诱导凋亡的作用[10]。此外，L-抗坏血酸棕榈酸酯已被美国药典、英国药典收载，可作为医药辅料添加到油膏、霜剂及胶囊等多种剂型中，以改变给药途径、增加药物稳定性。

4 结语

目前对L-抗坏血酸脂肪酸酯的合成及应用已有较多研究，但仍存在很多问题亟需解决，如寻求兼具化学法和酶法优点、适合工业大规模生产的方法，并且需要简化纯化方法，提高得率。此外，还可进一步扩大其应用范围，深入研究其作用机理，使其具有更广阔的发展前景。

参考文献

[1]RAO C V，RIVENSON A，KELLOFF G J，et al.Chemoprevention of azoxymethane- induced colon cancer by ascorbylpalmita， carbenoxolone， dimethylfumarate and p-methoxyphenol in male F344 rats[J].Anticancer Research，1995，15（4）：1199-1204.

[2]李红，陶静，姚小娟.L-抗坏血酸棕榈酸酯的化学合成工艺优化[J].中国食品添加剂，2010（5）：144-148.

[3]许肇成，何松，陈永恒，等.酰氯法合成L-抗坏血酸棕榈酸酯的研究[J].现代食品科技，2010，26（8）：822-823.

[4]徐凤杰，谭天伟.生物法合成维生素C棕榈酸酯[J].生物工程学报，2005，21（6）：136-140.

[5]张洪勇，钱俊青.叔戊醇体系中酶法合成L-抗坏血酸脂肪酸酯的研究[J].高校化学工程学报，2011，25（6）：1010-1015.

[6]何松，林富强，陈永恒.L-抗坏血酸棕榈酸酯在煎炸油中应用研究[J].现代食品科技，2010，26（9）：972-974.

[7]林富强，陈永恒，何松.L-抗坏血酸棕榈酸酯在配方乳品中的应用[J].现代食品科技，2010，26（10）：1114-1116.

[8]JURKOVIC P，SENTJURC M，GASPERLIN M，et al.Skin protection against ultraviol et induced free radicals with ascorbyl palmitate in microemulsions[J].European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics，2003，56（1）：59-66.

[9]ZHAI J Y， MANTAJ J， VLLASALIU D.Ascorbyl Palmitate Hydrogel for Local， Intestinal Delivery of Macromolecules[J].Pharmaceutics，2018，10（4）：188.

[10]MANE S D，KAMATHAM A N.Ascorbyl stearate stimulates cell death by oxidative stress-mediated apoptosis and autophagy in HeLa cervical cancer cell line in vitro[J].3 Biotech，2019，9（3）：115.