[发明专利]一种利用无定形蔗糖酶催化合成蔗糖酯的方法

说明书

本发明公开了一种利用无定形蔗糖酶催化合成蔗糖酯的方法。所述方法先在蔗糖‑酪蛋白酸钠溶液中加入适量的有机溶剂及表面活性剂，再将该混合溶液在合适的条件下进行喷雾干燥获得的无定形蔗糖作为脂肪酶催化合成蔗糖酯的底物，可大幅提高蔗糖酯的产量。本发明采用Lipozyme TL IM催化合成蔗糖酯，酶活高、酶用量少且反应条件温和；另外，本发明采用低毒、低沸点的叔戊醇或叔丁醇作为反应介质，使产品蔗糖酯的安全性大大提高，可应用于食品及日化品领域，是一种绿色、高效、低成本的蔗糖酯生产方式。

(一)技术领域

本发明涉及一种利用无定形蔗糖酶催化合成蔗糖酯的方法。

(二)背景技术

脂肪酸蔗糖酯是一种非离子型表面活性剂，具有无毒、生物相容性好、无刺激性、可生物降解等优点，因此被广泛应用于食品、日化品、制药等行业。例如，月桂酸蔗糖单酯对金黄色葡萄球菌等有害细菌具有较强的抑制作用，可作为乳制品中的抑菌剂。

近年来，酶法合成蔗糖酯越来越引起人们的关注。大部分研究者将叔戊醇/DMSO(V：V＝4:1)的混合体系作为反应介质来促进蔗糖的溶解，如，Manuel Ferrer等人报道了H.lanuginosa lipase/Celite在叔戊醇/DMSO混合体系中催化月桂酸蔗糖酯的合成，蔗糖单酯产量可达到30g/L。然而，由于DMSO毒性大且沸点高，混合体系中含有的小部分DMSO会加大产物分离纯化的难度，并使蔗糖酯在食品、化妆品等领域中的应用受限。因此，使用叔戊醇等低毒性有机介质合成蔗糖酯具有重要的意义。然而，由于蔗糖的晶格能较高，使其在中低极性有机介质中的溶解度很低，从而极大地限制了蔗糖酯产量的提升。

由于化学法合成蔗糖酯具有区域选择性差、反应介质毒性大、反应条件苛刻等局限性，近年来酶法合成蔗糖酯越来越引起人们的关注，其中，脂肪酶是最早应用于糖酯合成的酶。脂肪酶对蔗糖单酯合成的区域选择性较高，催化产物几乎全为6-O-蔗糖单酯。另外，酶法合成蔗糖酯的反应条件温和，可大大降低生产成本；不仅如此，酶法合成蔗糖酯的反应介质不含有或含有较少的DMSO等毒性有机溶剂，大大降低了产品下游工程的难度和成本。然而，目前并没有关于酶法工业化生产蔗糖酯的报道，其原因之一在于蔗糖的晶格能较高，使其在中低极性有机介质中的溶解度很低，从而极大地限制了蔗糖酯产量的提升。为此，大部分研究者将叔戊醇/DMSO(V：V＝4:1)的混合体系作为反应介质来促进蔗糖的溶解，如，Manuel Ferrer等人报道了H.lanuginosa lipase/Celite在叔戊醇/DMSO混合体系中催化月桂酸蔗糖酯的合成，蔗糖单酯产量可达到30g/L。然而，混合体系中含有的小部分DMSO会加大产物分离纯化的难度，并使蔗糖酯的应用受限。因此，使用叔戊醇等低毒性有机介质合成蔗糖酯具有重要的意义。

(三)发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种利用无定形蔗糖酶催化合成蔗糖酯的方法，具有产量高、反应条件温和、反应速率快、酶用量少等优点。

本发明采用的技术方案是：

一种利用无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：将酪蛋白酸钠加入水中，40～50℃搅拌至彻底溶解，再加入蔗糖、有机溶剂及表面活性剂，彻底溶解，得到蔗糖溶液；所述酪蛋白酸钠与蔗糖质量之比为1～5：95～99；所述有机溶剂为下列之一：甲醇、乙醇、正丙醇、乙腈或丙酮；所述表面活性剂为下列之一：吐温20、吐温80、吐温60或硬脂酸钠；

(2)将蔗糖溶液进行喷雾干燥，喷雾干燥条件为：水分蒸发速率为1～2kg/h，进口温度为160～170℃，出口温度为70～80℃；喷雾干燥结束后，50～60℃真空干燥箱中烘干5～6h，得到无定形蔗糖备用；

(3)在叔戊醇中加入无定形蔗糖、脂肪酸乙烯酯，搅拌均匀，再加入脂肪酶Lipozyme TL IM或Novozym 435，以及分子筛，在脂肪酶催化下60～75℃反应12～24h，制得蔗糖酯。