[发明专利]赤藓糖醇脂肪酸一酯和二酯的选择性制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及酯化反应。更具体来说，本发明涉及赤藓糖醇脂肪酸一酯和二酯的选择性制备方法。

背景技术

近年来，随着人们生活水平的提高，对食品色香味的要求也越来越高。香是食品特色之一，但是有些食品的香味难以持久，因此在食品加工过程中需要加入香精香料以增加食品的香味。而经过萃取提炼得到的香精香料一般有易挥发，难保存等缺点。针对这一问题，如果把香精香料微胶囊化，可以获得卫生、经济、性能稳定、香味均一、便于保存、使用方便等优点。在美国，用微胶囊技术制备的粉末香精，已占食品香料的50%以上。粉末香精目前已广泛应用于糕点固体饮料、固体汤、快餐食品以及休闲食品中，例如烘焙制品、糖果制品、汤粉等。特别是烘焙过程需要经历高温环境，在此条件下，香精容易受到破坏或发生挥发，形成微胶囊后香精的损失可以大为减少。

但是这些微胶囊化的香料产品性能仍然无法完全满足人们的需求。例如，丁立忠等人在《中国调味品》杂质2009年第2期第90-95页上发表的《食用香精微胶囊化研究进展》中阐述了微胶囊的释放机制。在焙烤类食品的加工过程中，香精要经受80度以上的高温，传统的脂溶性壁材甘油酯熔点较低(通常低于60度)，在烘焙过程中会较早发生熔化，使包埋的香精释放出来。因此来说，虽然微胶囊壁起到一定缓释作用，但香精损失仍然较大。人们仍然在不断研发具有更理想的缓释性能的微胶囊壁材料。

纯度较高的赤藓糖醇的一酯和二酯具有较高的熔点（约80度左右），对包埋的香精能够起到更好的保护和缓释作用，是一种良好的微胶囊壁材料。本领域已知可以通过生物催化法制备此二种化合物。例如Junkui Piao等人在《生物工程学报（Biochemical Engineering Journal）》第14卷第2期第79-84页（2003年5月）中发表的论文《通过固定脂肪酶催化赤藓糖醇和油酸在丙酮中的缩合来合成赤藓糖醇一油酸酯和二油酸酯（Synthesis of mono-and dioleoyl erythritols through immobilized-lipase-catalyzed condensation of erythritol and oleic acid in acetone）》中具体揭示了使用酶催化来合成α-赤藓糖醇油酸一酯和1,4-赤藓糖醇油酸二酯。迄今为止，本领域尚没有文献揭示可以通过生物酶催化以外的化学酯化工艺制备具有高纯度的赤藓糖醇单酯和二酯产品。例如，中国专利第CN1649664A号中提到了将赤藓糖醇的脂肪酸酯或聚酯用于化妆品等用途的应用，其中使用氯化锡作为催化剂，制得的产物中二酯、三酯和四酯的比例大致相当。此种一酯到四酯的混合物的熔点显著降低，与常规的甘油酯相比并没有显著的优越性。因此，人们需要开发一种制备高纯度赤藓糖醇单酯和二酯的新工艺，在获得较高产物选择性的同时实现工艺的简化和成本的降低。

发明内容

针对以上所述的本领域技术需求，在本发明的第一个方面，本发明提供了一种制备β-赤藓糖醇脂肪酸一酯的方法，所述方法包括：在存在酸催化剂、带水剂和任选的相转移催化剂的条件下，使得脂肪酸与赤藓糖醇发生酯化反应，其中所述脂肪酸与赤藓糖醇的摩尔比为1:2至1:3，所述酯化反应的温度为80-100℃。“任选”表示可以没有，也可以有。

在本发明的一个优选实施例中，使用的脂肪酸是C₈-C₂₂直链或支链、饱和或不饱和的脂肪酸，更优选的，使用的脂肪酸选自辛酸、癸酸、豆蔻酸、月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、山俞酸、以及它们组合。

在本发明的另一个优选实施例中，使用的酸催化剂选自：无机酸、有机磺酸、固体酸、固体超强酸、离子交换树脂、以及它们的组合；更优选的，所述无机酸选自硫酸、硼酸、磷酸、酸性盐酸盐、酸式硫酸盐；所述有机磺酸选自对甲苯磺酸、对氨基苯磺酸；所述固体酸选自MCM-41；所述固体超强酸选自s-/Fe₃O₄-Al₂O₃型固体超强酸；所述离子交换树脂选自NKC-9和Amberlyst 15。

在本发明的另一个优选实施例中，使用的相转移催化剂选自聚醚、季铵盐或它们的组合；更优选的，所述聚醚选自聚乙二醇和聚乙二醇二烷基醚；所述季铵盐选自四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵和十六烷基三甲基溴化铵。

在本发明的另一个优选实施例中，使用的带水剂选自环己烷、甲苯、二甲苯，更优选的，带水剂是环己烷。