[發明專利]一種利用無定形蔗糖酶催化合成蔗糖酯的方法

在審

• 申請號: 202110333096.3
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN112941129A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 陳小龍;張珂睿;詹蓉;宋貝貝;陸躍樂;朱林江
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C12P19/12
• 分類號: C12P19/12
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 冷紅梅

本發明公開了一種利用無定形蔗糖酶催化合成蔗糖酯的方法。所述方法先在蔗糖?酪蛋白酸鈉溶液中加入適量的有機溶劑及表面活性劑，再將該混合溶液在合適的條件下進行噴霧干燥獲得的無定形蔗糖作為脂肪酶催化合成蔗糖酯的底物，可大幅提高蔗糖酯的產量。本發明采用Lipozyme TL IM催化合成蔗糖酯，酶活高、酶用量少且反應條件溫和；另外，本發明采用低毒、低沸點的叔戊醇或叔丁醇作為反應介質，使產品蔗糖酯的安全性大大提高，可應用于食品及日化品領域，是一種綠色、高效、低成本的蔗糖酯生產方式。

(一)技術領域

本發明涉及一種利用無定形蔗糖酶催化合成蔗糖酯的方法。

(二)背景技術

脂肪酸蔗糖酯是一種非離子型表面活性劑，具有無毒、生物相容性好、無刺激性、可生物降解等優點，因此被廣泛應用于食品、日化品、制藥等行業。例如，月桂酸蔗糖單酯對金黃色葡萄球菌等有害細菌具有較強的抑制作用，可作為乳制品中的抑菌劑。

近年來，酶法合成蔗糖酯越來越引起人們的關注。大部分研究者將叔戊醇/DMSO(V：V＝4:1)的混合體系作為反應介質來促進蔗糖的溶解，如，Manuel Ferrer等人報道了H.lanuginosa lipase/Celite在叔戊醇/DMSO混合體系中催化月桂酸蔗糖酯的合成，蔗糖單酯產量可達到30g/L。然而，由于DMSO毒性大且沸點高，混合體系中含有的小部分DMSO會加大產物分離純化的難度，并使蔗糖酯在食品、化妝品等領域中的應用受限。因此，使用叔戊醇等低毒性有機介質合成蔗糖酯具有重要的意義。然而，由于蔗糖的晶格能較高，使其在中低極性有機介質中的溶解度很低，從而極大地限制了蔗糖酯產量的提升。

由于化學法合成蔗糖酯具有區域選擇性差、反應介質毒性大、反應條件苛刻等局限性，近年來酶法合成蔗糖酯越來越引起人們的關注，其中，脂肪酶是最早應用于糖酯合成的酶。脂肪酶對蔗糖單酯合成的區域選擇性較高，催化產物幾乎全為6-O-蔗糖單酯。另外，酶法合成蔗糖酯的反應條件溫和，可大大降低生產成本；不僅如此，酶法合成蔗糖酯的反應介質不含有或含有較少的DMSO等毒性有機溶劑，大大降低了產品下游工程的難度和成本。然而，目前并沒有關于酶法工業化生產蔗糖酯的報道，其原因之一在于蔗糖的晶格能較高，使其在中低極性有機介質中的溶解度很低，從而極大地限制了蔗糖酯產量的提升。為此，大部分研究者將叔戊醇/DMSO(V：V＝4:1)的混合體系作為反應介質來促進蔗糖的溶解，如，Manuel Ferrer等人報道了H.lanuginosa lipase/Celite在叔戊醇/DMSO混合體系中催化月桂酸蔗糖酯的合成，蔗糖單酯產量可達到30g/L。然而，混合體系中含有的小部分DMSO會加大產物分離純化的難度，并使蔗糖酯的應用受限。因此，使用叔戊醇等低毒性有機介質合成蔗糖酯具有重要的意義。

(三)發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種利用無定形蔗糖酶催化合成蔗糖酯的方法，具有產量高、反應條件溫和、反應速率快、酶用量少等優點。

本發明采用的技術方案是：

一種利用無定形蔗糖酶催化合成蔗糖酯的方法，所述方法包括：

(1)配制蔗糖溶液：將酪蛋白酸鈉加入水中，40～50℃攪拌至徹底溶解，再加入蔗糖、有機溶劑及表面活性劑，徹底溶解，得到蔗糖溶液；所述酪蛋白酸鈉與蔗糖質量之比為1～5：95～99；所述有機溶劑為下列之一：甲醇、乙醇、正丙醇、乙腈或丙酮；所述表面活性劑為下列之一：吐溫20、吐溫80、吐溫60或硬脂酸鈉；

(2)將蔗糖溶液進行噴霧干燥，噴霧干燥條件為：水分蒸發速率為1～2kg/h，進口溫度為160～170℃，出口溫度為70～80℃；噴霧干燥結束后，50～60℃真空干燥箱中烘干5～6h，得到無定形蔗糖備用；

(3)在叔戊醇中加入無定形蔗糖、脂肪酸乙烯酯，攪拌均勻，再加入脂肪酶Lipozyme TL IM或Novozym 435，以及分子篩，在脂肪酶催化下60～75℃反應12～24h，制得蔗糖酯。