[发明专利]一种水与有机溶剂两相中脂肪酶催化合成蔗糖酯的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种脂肪酶催化合成蔗糖酯的方法。

二、背景技术

蔗糖酯作为一种非离子型表面活性剂，它是以蔗糖部分为亲水基团、一个或 多个脂肪酸为憎水基团而形成的一类化合物。通过控制酯化程度及酰基供体的种 类，可以合成宽范围亲水-亲油平衡值得蔗糖酯。蔗糖酯不仅是一种优良的表面 活性剂，而且其抗肿瘤、抗菌和杀虫活性也已被报道。所以不同取代度的蔗糖酯 已被广泛应用于食品、医药、日化和农业等行业中。

蔗糖酯的合成方法有化学法和酶法，目前化学制备通常采用基本的催化剂在 高温下反应，选择性差，而且会生成有颜色的副产物。而采用酶作为催化剂则可 以在比较温和的反应条件下区域选择性合成蔗糖酯。在酶促反应中，不同的酶其 区域选择性是不同的。众多学者对此进行了大量的研究，发现蛋白酶、脂肪酶、 抗体酶均能用来合成蔗糖酯。归纳起来有如下几点特征：①来自枯草杆菌的蛋白 酶的区域选择性体现在蔗糖的1′-OH，另外还有其他几种蛋白酶表现了对2-OH的 选择性。但蛋白酶通常不接受长链(＞C12)脂肪酸作为酰基供体，因此限制了蛋白 酶在表面活性剂制备方面的适用性。②与蛋白酶相比较，脂肪酶可催化宽范围的 脂肪酸蔗糖酯的合成，其酰化一般发生在6-0H.③最近研究发现抗体酶也能催化 合成蔗糖酯，增加了合成蔗糖酯的酶的种类。

其中，以脂肪酶催化合成各类蔗糖酯是一种研究较多，已有一定的应用，其 突出的优点是可在蔗糖分子的不同羟基上选择性酯化，因而应用前景理想。但是， 现有的脂肪酶催化合成各类蔗糖酯技术，均在有机溶剂中进行反应，为了改善蔗 糖在有机溶剂中的溶解性，需配入20％以上体积比的N，N-二甲基甲酰氨，而N，N- 二甲基甲酰氨是高毒性物质，使用后，不仅对环境及生产人员健康影响较大，而 且，所生产的蔗糖酯产品作为食品添加剂或添加剂的中间体，安全性存在严重隐 患。

所以为了避免使用有毒溶剂，一些学者进行了新的尝试。目前趋向于使用诸 如叔丁醇这类毒性很小的有机溶剂。但是由于蔗糖在其中的溶解度较低，所以难 以得到理想的产率。

三、发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种新的脂肪酶催化合成蔗糖酯的方法， 以提高蔗糖酯作为食品添加剂的安全性，提高脂肪酶催化蔗糖不同羟基酯化的选 择性，提高蔗糖酯的合成效率，降低脂肪酶合成蔗糖酯的生产成本。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种脂肪酶催化合成蔗糖酯的方法，所述的方法按照如下步骤进行：

(1)以水为溶剂配制pH 7.8～8.8的缓冲溶液，往低毒、与水不互溶的有机 溶剂中配入配制得到的缓冲溶液形成水与有机溶剂两相体系，所得两相体系中缓 冲溶液的体积百分比为40％～70％；

(2)向步骤(1)配制得到的两相体系中配入蔗糖，蔗糖的投料量为 160～240mmol/50ml，搅拌使蔗糖溶解。按蔗糖摩尔数的2～6倍的量加入乙酸乙 烯酯，再按每克蔗糖40～120个酶活力单位的量加入假丝酵母脂肪酶，在每分钟 70转～120转搅拌下，保持温度40～50℃、pH 7.8～8.8，反应2～8小时；反应停止 后，静止，两相分层，分离出有机相，真空蒸馏回收有机溶剂，即得蔗糖乙酯。

下面对上述技术方案做进一步说明。

本发明步骤(1)中，所述的低毒、与水不互溶的有机溶剂优选为叔戊醇或 叔丁醇，更优选叔戊醇。所述pH 7.8～8.8的缓冲溶液可以采用pH 7.8～8.8的巴比 妥钠-盐酸缓冲液体系或pH8.0～8.8的硼酸-硼砂缓冲液体系；优选使用pH 7.8～8.8 的巴比妥钠-盐酸缓冲液体系，更优选使用pH 8.4的巴比妥钠-盐酸缓冲液。所得 两相体系中缓冲溶液的体积百分比优选70％。

本发明步骤(2)中，蔗糖的投加量优选为180～200mmol/50ml，最优选为 200mmol/50ml。所述的乙酸乙烯酯优选按照蔗糖摩尔数的4～5倍的量加入，最 优选按照蔗糖摩尔数的4倍的量加入。所述的假丝酵母脂肪酶优选按照每克蔗糖 100～120个酶活力单位的量加入，最优选按照每克蔗糖120个酶活力单位的量加 入。步骤(2)中的反应条件优选如下：保持温度45℃、pH 8.4，搅拌反应6小 时。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：