[發明專利]一種水與有機溶劑兩相中脂肪酶催化合成蔗糖酯的方法

有效

• 申請號: 200910154595.5
• 申請日: 2009-11-13
• 公開（公告）號: CN101705257A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 錢俊青;羅旭
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C12P7/62
• 分類號: C12P7/62
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;王兵

一、技術領域

本發明涉及一種脂肪酶催化合成蔗糖酯的方法。

二、背景技術

蔗糖酯作為一種非離子型表面活性劑，它是以蔗糖部分為親水基團、一個或 多個脂肪酸為憎水基團而形成的一類化合物。通過控制酯化程度及酰基供體的種 類，可以合成寬范圍親水-親油平衡值得蔗糖酯。蔗糖酯不僅是一種優良的表面 活性劑，而且其抗腫瘤、抗菌和殺蟲活性也已被報道。所以不同取代度的蔗糖酯 已被廣泛應用于食品、醫藥、日化和農業等行業中。

蔗糖酯的合成方法有化學法和酶法，目前化學制備通常采用基本的催化劑在 高溫下反應，選擇性差，而且會生成有顏色的副產物。而采用酶作為催化劑則可 以在比較溫和的反應條件下區域選擇性合成蔗糖酯。在酶促反應中，不同的酶其 區域選擇性是不同的。眾多學者對此進行了大量的研究，發現蛋白酶、脂肪酶、 抗體酶均能用來合成蔗糖酯。歸納起來有如下幾點特征：①來自枯草桿菌的蛋白 酶的區域選擇性體現在蔗糖的1′-OH，另外還有其他幾種蛋白酶表現了對2-OH的 選擇性。但蛋白酶通常不接受長鏈(＞C12)脂肪酸作為酰基供體，因此限制了蛋白 酶在表面活性劑制備方面的適用性。②與蛋白酶相比較，脂肪酶可催化寬范圍的 脂肪酸蔗糖酯的合成，其酰化一般發生在6-0H.③最近研究發現抗體酶也能催化 合成蔗糖酯，增加了合成蔗糖酯的酶的種類。

其中，以脂肪酶催化合成各類蔗糖酯是一種研究較多，已有一定的應用，其 突出的優點是可在蔗糖分子的不同羥基上選擇性酯化，因而應用前景理想。但是， 現有的脂肪酶催化合成各類蔗糖酯技術，均在有機溶劑中進行反應，為了改善蔗 糖在有機溶劑中的溶解性，需配入20％以上體積比的N，N-二甲基甲酰氨，而N，N- 二甲基甲酰氨是高毒性物質，使用后，不僅對環境及生產人員健康影響較大，而 且，所生產的蔗糖酯產品作為食品添加劑或添加劑的中間體，安全性存在嚴重隱 患。

所以為了避免使用有毒溶劑，一些學者進行了新的嘗試。目前趨向于使用諸 如叔丁醇這類毒性很小的有機溶劑。但是由于蔗糖在其中的溶解度較低，所以難 以得到理想的產率。

三、發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種新的脂肪酶催化合成蔗糖酯的方法， 以提高蔗糖酯作為食品添加劑的安全性，提高脂肪酶催化蔗糖不同羥基酯化的選 擇性，提高蔗糖酯的合成效率，降低脂肪酶合成蔗糖酯的生產成本。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種脂肪酶催化合成蔗糖酯的方法，所述的方法按照如下步驟進行：

(1)以水為溶劑配制pH?7.8～8.8的緩沖溶液，往低毒、與水不互溶的有機 溶劑中配入配制得到的緩沖溶液形成水與有機溶劑兩相體系，所得兩相體系中緩 沖溶液的體積百分比為40％～70％；

(2)向步驟(1)配制得到的兩相體系中配入蔗糖，蔗糖的投料量為 160～240mmol/50ml，攪拌使蔗糖溶解。按蔗糖摩爾數的2～6倍的量加入乙酸乙 烯酯，再按每克蔗糖40～120個酶活力單位的量加入假絲酵母脂肪酶，在每分鐘 70轉～120轉攪拌下，保持溫度40～50℃、pH?7.8～8.8，反應2～8小時；反應停止 后，靜止，兩相分層，分離出有機相，真空蒸餾回收有機溶劑，即得蔗糖乙酯。

下面對上述技術方案做進一步說明。

本發明步驟(1)中，所述的低毒、與水不互溶的有機溶劑優選為叔戊醇或 叔丁醇，更優選叔戊醇。所述pH?7.8～8.8的緩沖溶液可以采用pH?7.8～8.8的巴比 妥鈉-鹽酸緩沖液體系或pH8.0～8.8的硼酸-硼砂緩沖液體系；優選使用pH?7.8～8.8 的巴比妥鈉-鹽酸緩沖液體系，更優選使用pH?8.4的巴比妥鈉-鹽酸緩沖液。所得 兩相體系中緩沖溶液的體積百分比優選70％。

本發明步驟(2)中，蔗糖的投加量優選為180～200mmol/50ml，最優選為 200mmol/50ml。所述的乙酸乙烯酯優選按照蔗糖摩爾數的4～5倍的量加入，最 優選按照蔗糖摩爾數的4倍的量加入。所述的假絲酵母脂肪酶優選按照每克蔗糖 100～120個酶活力單位的量加入，最優選按照每克蔗糖120個酶活力單位的量加 入。步驟(2)中的反應條件優選如下：保持溫度45℃、pH?8.4，攪拌反應6小 時。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：