[發(fā)明專利]基于酶促反應(yīng)非水相合成麥芽糖醇酯及其純化制備的方法

無效

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• 申請日: 2012-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN102586364A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳潔;何志勇;王潔;秦昉;陶冠軍;曾茂茂
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): C12P19/44
• 分類號(hào): C12P19/44;C07H15/06;C07H1/06
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供了一種基于酶促反應(yīng)非水相合成麥芽糖醇酯及其純化制備的方法，屬于食品生物技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前我國食品乳化劑主要包含甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、斯盤(Span)和吐溫(Tween)、大豆磷脂、硬脂酰乳酸鈉和硬脂酰乳酸鈣五大類，為了順應(yīng)乳化劑向天然、營養(yǎng)、多功能、低熱量發(fā)展的趨勢，麥芽糖醇酯逐漸被人們重視。麥芽糖醇酯是一類新型的非離子表面活性劑，是由麥芽糖醇與脂肪酸經(jīng)縮合酯化而成，目前國內(nèi)外極少有麥芽糖醇酯的研究報(bào)道。麥芽糖醇酯不但具有與單甘酯、蔗糖酯相同的乳化作用，而且還有增稠作用。特別是它的乳化穩(wěn)定性有其獨(dú)特的性能，可用來取代動(dòng)、植物膠。它還有好的潤濕性能、較強(qiáng)的去污能力和生物降解性如專利00102553.8(可降解一次性餐用具及其制作方法)，而且它還有調(diào)節(jié)人體生理機(jī)能的作用。

麥芽糖醇具有多個(gè)羥基，其化學(xué)活性類似，因此傳統(tǒng)的化學(xué)法合成很難選擇性的酰化某個(gè)羥基，除非是經(jīng)過保護(hù)、去保護(hù)羥基等多個(gè)步驟，化學(xué)法也是目前糖酯工業(yè)生產(chǎn)中采用的唯一方法。酶法合成是近年來出現(xiàn)的新方法，它具有選擇性高，反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)品綠色環(huán)保等特點(diǎn)。

合成反應(yīng)最大的難題就是糖醇和脂肪酸互不相溶，因此要選定一個(gè)合適的反應(yīng)體系，目前有微乳液體系，但是體系難以控制，最終產(chǎn)物分離困難；離子液體系，但是粘度過高，傳質(zhì)慢，而且成本高；還有超臨界體系、無溶劑體系，如專利99113469.9(均相無溶劑法生產(chǎn)蔗糖酯)。目前對非水相中酶促合成糖酯反應(yīng)的研究主要是在單一有機(jī)溶劑中進(jìn)行的，但是一種單一的有機(jī)溶劑很難將糖醇和脂肪酸制備為均一的體系，若采用混合溶劑體系，既滿足較高的疏水性以保證酶活又能滿足對底物的溶解性。

麥芽糖醇酯酶促反應(yīng)液是一種混合物，為了得到麥芽糖醇酯的純品，現(xiàn)在大多數(shù)是采用溶劑萃取法，如張灝等人將酶促反應(yīng)液用丁酮萃取，丁酮萃取液用水洗至中性，干燥后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸出溶劑得到產(chǎn)品麥芽糖醇酯。這種方法得到的產(chǎn)品純度不高且損失較大，因此有必要采用其他方法高效快速的對酶促反應(yīng)液進(jìn)行純化。硅膠柱層析和半制備液相是常用的分離純化手段，可用于大量樣品的連續(xù)分離純化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的：就是提出一種基于酶促反應(yīng)非水相合成麥芽糖醇酯及其純化制備的方法。在非水相中，固定化脂肪酶催化麥芽糖醇和脂肪酸合成麥芽糖醇酯，再通過硅膠柱層析和半制備液相對麥芽糖醇酯進(jìn)行純化制備，得到一系列高純度的麥芽糖醇單酯，為工業(yè)化生產(chǎn)奠定了理論基礎(chǔ)，提高麥芽糖醇酯的應(yīng)用針對性。

本發(fā)明的技術(shù)方案：在非水相中，脂肪酶催化麥芽糖醇和脂肪酸合成麥芽糖醇酯，再通過硅膠柱層析和半制備液相對麥芽糖醇酯進(jìn)行純化制備，得到高純度的麥芽糖醇單酯。本發(fā)明方法具體包括以下步驟：

1、酶法合成麥芽糖醇酯

反應(yīng)溶劑為二甲基亞砜(DMSO)∶叔戊醇＝1∶4(v/v)，麥芽糖醇∶脂肪酸＝1∶3-1∶5(m/m)，將原料置于二甲基亞砜中，待全部溶解后，加入一定體積比的叔戊醇，平衡2h-3h，在反應(yīng)液中加入10g/L-20g/L的固定化脂肪酶NOV435，0h-24h后加入60g/L的4A分子篩除去反應(yīng)生成的水份。反應(yīng)液置于帶蓋的三角瓶中，于50℃-60℃，180rpm恒溫振蕩反應(yīng)24h-120h，4A分子篩在250℃下活化6h，反應(yīng)溶劑經(jīng)分子篩脫水48h以上備用。

2、麥芽糖醇酯的純化制備

將反應(yīng)完后的反應(yīng)液過濾除去分子篩和固定化脂肪酶，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，濃縮后的反應(yīng)液上硅膠柱進(jìn)行層析分離，洗脫劑為正己烷∶異丙醇∶甲醇，流速為2ml/min，洗脫液進(jìn)行分部收集，采用HPLC和質(zhì)譜對層析樣品進(jìn)行快速分析，合并收集液。將硅膠柱純化后的收集液濃縮后進(jìn)行半制備液相制備，半制備色譜條件為：C18制備柱，流動(dòng)相為甲醇/水，流速為1ml/min。將制備得到的收集液濃縮除去甲醇，剩余液體經(jīng)冷凍干燥得到麥芽糖醇酯的固體純品，其純度分別為麥芽糖醇辛酸單酯91～93％，麥芽糖醇月桂酸單酯94～97％，麥芽糖醇硬脂酸單酯93～95％，麥芽糖醇油酸單酯90～92％。