[发明专利]一种具有抗菌活性的蔗糖癸酸酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有抗菌活性的蔗糖癸酸酯及其制备方法，具体讲是基于酶促方法合成蔗糖癸酸酯，可作为兼具抗菌和乳化作用的多功能添加剂，属于食品、医药、化妆品等应用领域。

背景技术

糖酯是由糖和脂肪酸缩合而成的一类可食用的有机化合物。糖酯具有良好的乳化、分散增溶、渗透、起泡、粘度调节等性能，还具有无毒、无臭、无刺激性、易生物降解等优良特性，可应用于食品、医药、化妆品、洗涤剂、纺织等行业。糖酯安全性高，是联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)等推荐使用的食品添加剂，其中，蔗糖酯在食品工业中应用最为广泛。

近年来研究表明，糖酯对微生物具有抑制作用，特别是对形成孢子的革兰氏阳性菌(G⁺)的抑制作用较大。因此，糖酯在作为表面活性剂使用的同时，还可具备良好的防腐性能。然而，有关糖酯对一些常见的食品病原菌和腐败菌(如，蜡样芽胞杆菌、枯草芽孢杆菌、沙门氏菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌)的抗菌作用，尚缺乏系统研究。此外，尚未对不同糖酯的抗菌活性进行系统研究，从而筛选得到一种对常见食品病原菌及腐败菌具有强抗菌性的糖酯。随着人们生活水平的提高，人们对于添加剂的要求也越来越高，开发营养、安全的多功能食品添加剂在食品行业内广受推崇。因此，开发兼具抗菌作用的糖酯食品添加剂具有广阔的市场前景。

同时，国内外商业化生产的糖酯常采用化学法合成，工艺复杂，反应条件苛刻，副产物多，转化率较低，产品色泽较深；而酶法合成选择性强，工艺简单，反应条件温和，副产物少，转化率较高，产品纯度高、色泽浅，容易分离纯化。采用酶法合成糖酯克服了化学法生产的诸多缺点，且符合绿色反应过程的要求，同时增强了糖酯产品的天然性和食用安全性，已越来越受到人们的重视。

本发明以蔗糖和癸酸为原料，以固定化脂肪酶(Novozym435)为催化剂，非水相体系合成，产物经硅胶柱梯度洗脱分离纯化，制备得到蔗糖癸酸酯。该糖酯对食品中常见病源菌和腐败菌具有较强的抗菌作用，可为开发安全、并具有广谱抗菌性的表面活性剂提供新思路。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有抗菌活性的糖酯及其脂肪酶催化合成的制备方法。该方法反应溶剂无毒，酶用量少可回收利用，反应产物易与反应溶剂和脂肪酶分离，可进行连续化生产。该方法合成的糖酯对食品中常见病源菌和腐败菌具有较强的抗菌作用，可作为兼具防腐和乳化作用的添加剂，应用于食品、药品、化妆品等行业。

本发明的技术方案：以蔗糖和癸酸为原料，在有机溶剂中采用脂肪酶催化，反应产物经硅胶柱层析分离纯化，得到一种具有高抗菌活性的蔗糖癸酸酯。具体制备方法为：

以丙酮作为有机介质，分别加入蔗糖和癸酸，蔗糖癸酸摩尔比为1：3，混匀后加入适量的Novozym435脂肪酶，随后加入分子筛脱除反应过程中生成的水，促进酯化反应进行，于45℃下振荡反应72h。反应结束后，经抽滤除去分子筛、酶和未反应的蔗糖，所得上清液旋转蒸发除去丙酮，采用硅胶层析分离，以乙酸乙酯/甲醇为流动相进行纯化，减压干燥后得到蔗糖癸酸酯。

根据本发明方法制备的蔗糖癸酸酯，其特征在于具有良好的抗菌效果，其抑菌效果依次为：蜡样芽孢杆菌≈枯草芽孢杆菌＞金黄色葡萄球菌＞大肠杆菌≈沙门氏菌。

本发明的优点和有益效果：

1.目前糖酯作为商品，主要是蔗糖与硬脂酸、棕榈酸和油酸的单酯、双酯和三酯以及它们的混合酯。用本发明方法制备得到的蔗糖癸酸酯在市场上鲜有商品化产品，其对食品中常见病源菌和腐败菌具有较强的抗菌作用，用量为0.12％～0.50％(相当于2.5～10mM)即可达到抑菌效果。该糖酯单独或与其他糖酯配伍使用，可作为兼具防腐和乳化作用的添加剂，广泛应用于食品、药品、化妆品等行业，为开发安全、并具有广谱抗菌性的表面活性剂提供新思路。

2.本发明提供了一种具有抗菌活性的蔗糖癸酸酯的制备方法，该方法以蔗糖和癸酸为原料，丙酮作为反应溶剂，采用酶法合成，与传统方法相比具有如下优点：(1)采用食品加工助剂一丙酮作为反应溶剂，丙酮是以玉米或其他农副产品为原料，经过生物发酵获得，符合GB29227-2012食品安全国家标准，安全无毒，并可回收再利用；(2)采用高效的固定化脂肪酶催化合成蔗糖癸酸酯，选择性强，反应条件温和，原料转化率高，产物易分离，生产用固定化酶可回收重复利用，符合环境友好生产的要求；该方法克服了传统化学方法选择性差，副产物较多，高温高压，能耗高，效率低等缺点，增强了产品的天然性和食用安全性。

具体实施方式

实施例1