一种提高酶法合成蔗糖-6-乙酸酯收率的方法

技术领域

本发明涉及甜味剂技术领域，涉及一种提高酶法合成蔗糖-6-乙酸酯收率的方法。

背景技术

三氯蔗糖是一种以蔗糖为原料的功能型甜味剂，甜度高，口味纯正，热量低，具有良好的溶解性和稳定性等诸多优点，是一种理想的甜味剂。

蔗糖-6-乙酸酯是合成三氯蔗糖的关键中间体，目前的合成方法多为化学方法，主要以原酸酯法和二丁基氧化锡法为主，但这两种化学合成法又存在相应弊端：原酸酯法操作简单，但是收率偏低；而有机锡法收率虽高，但是存在操作及后处理复杂的弊端，并可能存在造成产品中重金属超标的风险，并且化学方法容易造成化学污染等问题。酶法合成是一种较为理想的绿色合成方法，反应条件温和，污染小等优点，但酶法合成的收率普遍不高，并且不稳定，提高提高酶法合成蔗糖-6-乙酸酯收率已成为技术热点。

公开号为CN101886100A的中国发明专利提供了一种酶法制备蔗糖-6-乙酸酯的方法，以非水体系叔丁醇-二甲亚砜为反应介质，脂肪酶催化蔗糖和乙酸乙烯酯进行酯化反应，反应条件温和，反应时间短；但其总体的蔗糖-6-乙酸酯收率（转化率）较低；采用柱层析方式纯化，不适用于大规模生产，纯化收率也较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种具有较高收率的酶法合成蔗糖-6-乙酸酯的方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种提高酶法合成蔗糖-6-乙酸酯收率的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）向容器中加入蔗糖，再倒入DMF溶剂，升温搅拌至蔗糖完全溶解，得到蔗糖的DMF溶液；

（2）将蔗糖的DMF溶液降温后，加入叔戊醇与乙酸乙烯酯，搅拌混合均匀；

（3）向步骤（2）得到的溶液中投入固定化脂肪酶，搅拌下反应；反应结束后，抽滤除去固定化脂肪酶并进行回收，滤液进行减压蒸馏除去有剂溶剂，得蔗糖-6-乙酸酯。

优选的，所述步骤（1）中升温至50~70℃溶解蔗糖。

优选的，所述步骤（1）蔗糖与DMF的质量体积比为1：20~50。

进一步的，所述步骤（1）蔗糖与DMF的质量体积比为1：25~40。

优选的，所述步骤（2）中降温至30~40℃。

优选的，所述步骤（2）中蔗糖与叔戊醇、乙酸乙烯酯的质量比为 1：40~60：18~25。

优选的，所述步骤（3）中搅拌转速为100~500r/min，反应温度为30~40℃，反应时间为3~24h。

优选的，所述步骤（3）中蔗糖与固定化脂肪酶的质量比为1：0.3~6。

进一步的，所述步骤（3）中蔗糖与固定化脂肪酶的质量比为1：0.5~1.5。

优选的，所述步骤（3）中减压蒸馏的压力为-0.09～-0.1MPa，温度为80~100℃。

优选的，所述的固定化脂肪酶选自大孔树脂吸附的假丝酵母脂肪酶。

本发明中化合物的中文命名与结构式有冲突的，以结构式为准；结构式有明显错误的除外。

本发明提供的提高酶法合成蔗糖-6-乙酸酯收率的方法，通过调整溶剂的种类和用量，改善反应流程，提高了蔗糖-6-乙酸酯反应产率，减少了残糖含量，纯度得到提高，蔗糖-6-乙酸酯收率最高可达 97%。

具体实施方式

以下结合实例说明本发明，但不限制本发明。在本领域内，技术人员对本发明所做的简单替换或改进均属于本发明所保护的技术方案内。

制备例1

树脂预处理：将ECR-1030M脂肪酶固定化树脂（杭州创科生物科技有限公司）使用95%酒精洗涤，洗涤完成后用蒸馏水洗涤除去乙醇，抽滤得到预处理后的树脂。

取10L去离子水，加入磷酸氢二钠和磷酸二氢钠配置得到pH为7.5的缓冲液。将50g（≥700u/mg酶活力）假丝酵母脂肪酶（丹麦维诺信）溶解于缓冲液中，搅拌使酶溶解，过滤去除不溶性成分得到酶溶液。向酶溶液中加入预处理后的树脂180g，室温下搅拌吸附3h；经检测，固定化率为97.2%。吸附完成后过滤，滤饼在35℃下真空干燥至含水量低于5%，得到固定化脂肪酶。

实施例1

称取30g的蔗糖加入四口烧瓶中，再倒入750ml的DMF，在60℃水浴锅中搅拌溶解，约40min。溶解完全后，降低水浴锅温度至35℃，倒入1000ml的叔戊醇并称取加入550g的乙酸乙烯酯，充分搅拌混匀，待烧瓶内溶液温度降至35℃，称取并加入10g的固定化脂肪酶，35℃，200r/min搅拌反应10h。反应结束后，抽滤，除去固定化脂肪酶并进行回收，滤液在80℃下进行减压蒸馏除去有剂溶剂，压力为-0.09～-0.1MPa，得蔗糖-6-乙酸酯。取样进行液相色谱检测，计算得到蔗糖-6-乙酸收率为89.8%。

实施例2

称取30g的蔗糖加入四口烧瓶中，再倒入1000ml的DMF，在50℃水浴锅中搅拌溶解，约40min。溶解完全后，降低水浴锅温度至30℃，倒入1200ml的叔戊醇并称取加入625g的乙酸乙烯酯，充分搅拌混匀，待烧瓶内溶液温度降至35℃，称取并加入15g的固定化脂肪酶，35℃，200r/min搅拌反应10h。反应结束后，抽滤，除去固定化脂肪酶并进行回收，滤液在85℃下进行减压蒸馏除去有剂溶剂，压力为-0.09～-0.1MPa，得蔗糖-6-乙酸酯。取样进行液相色谱检测，计算得到蔗糖-6-乙酸收率为92.2%。

实施例3

称取30g的蔗糖加入四口烧瓶中，再倒入1200ml的DMF，在60℃水浴锅中搅拌溶解，约40min。溶解完全后，降低水浴锅温度至35℃，倒入1800ml的叔戊醇并称取加入700g的乙酸乙烯酯，充分搅拌混匀，待烧瓶内溶液温度降至35℃，称取并加入30g的固定化脂肪酶，35℃，200r/min搅拌反应12h。反应结束后，抽滤，除去固定化脂肪酶并进行回收，滤液在90℃下进行减压蒸馏除去有剂溶剂，压力为-0.09～-0.1MPa，得蔗糖-6-乙酸酯。取样进行液相色谱检测，计算得到蔗糖-6-乙酸收率为95.9%。

实施例4

称取30g的蔗糖加入四口烧瓶中，再倒入1000ml的DMF，在70℃水浴锅中搅拌溶解，约40min。溶解完全后，降低水浴锅温度至35℃，倒入1500ml的叔戊醇并称取加入675g的乙酸乙烯酯，充分搅拌混匀，待烧瓶内溶液温度降至35℃，称取并加入45g的固定化脂肪酶，35℃，200r/min搅拌反应16h。反应结束后，抽滤，除去固定化脂肪酶并进行回收，滤液在90℃下进行减压蒸馏除去有剂溶剂，压力为-0.09～-0.1MPa，得蔗糖-6-乙酸酯。取样进行液相色谱检测，计算得到蔗糖-6-乙酸收率为96.9%。

实施例5

称取30g的蔗糖加入四口烧瓶中，再倒入1000ml的DMF，在60℃水浴锅中搅拌溶解，约40min。溶解完全后，降低水浴锅温度至40℃，倒入1500ml的叔戊醇并称取加入625g的乙酸乙烯酯，充分搅拌混匀，待烧瓶内溶液温度降至35℃，称取并加入35g的固定化脂肪酶，35℃，210r/min搅拌反应12h。反应结束后，抽滤，除去固定化脂肪酶并进行回收，滤液在90℃下进行减压蒸馏除去有剂溶剂，压力为-0.09～-0.1MPa，得蔗糖-6-乙酸酯。取样进行液相色谱检测，计算得到蔗糖-6-乙酸收率为96.2%。

具体实施方式得到的产物结构均经氢谱和碳谱确认。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。