[发明专利]一种有机溶剂中酶法合成蔗糖-6-乙酯的方法

说明书

本发明公开了一种有机溶剂中酶法合成蔗糖‑6‑乙酯的方法，所述方法为：将蔗糖加入有机溶剂中，再加入固定化脂肪酶和乙酸乙烯酯，混合均匀，在30‑40℃水浴摇床转速120‑180r/min，反应时间12‑20h，过滤，滤饼是回收的固定化脂肪酶，滤液真空蒸馏回收溶剂，得到蔗糖‑6‑乙酯产品。本发明采用N，N‑二甲基甲酰胺(DMF)作为酶法合成蔗糖‑6‑乙酯的主要溶剂，与叔戊醇或叔丁醇复合，与其他有机溶剂比，具有酶活保持较好，蔗糖溶解度可达10％，蔗糖酯化率高达85％以上，蔗糖‑6‑乙酯占总酯的比例85％以上，合成反应溶剂体系粘度较小，易回收的优点。

(一)技术领域

本发明涉及一种有机溶剂中酶法合成蔗糖-6-乙酯的方法。

(二)背景技术

国内外在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中进行化学法合成蔗糖-6-乙酯，蔗糖溶解于DMF溶剂，与原乙酸三甲酯发生酯化反应，也可以在二丁基氧化锡催化下发生酯化反应。化学法对环境影响较大，而脂肪酶催化蔗糖酯化属绿色制造，发展前景理想。

蔗糖-6-乙酯为无热量高倍甜味剂三氯蔗糖生产的关键中间体，因而绿色安全的脂肪酶催化合成蔗糖-6-乙酯技术，国内外开展了大量的研究开发。为使蔗糖能较好的溶解，同时脂肪酶又能发挥催化活性，已报道的研究采用有机溶剂与水混合作为反应溶剂，或者以离子液体为反应溶剂，但蔗糖酯化率均在70％以下。采用二甲基亚砜复合中链醇作为蔗糖酯化反应溶剂，脂肪酶催化合成蔗糖-6-乙酯的效果较好。但二甲基亚砜对酶活影响比较严重，蔗糖在二甲基亚砜中溶解度不够大，二甲基亚砜粘度较大，增加了反应过程的操作难度。为此，研究较理想的有机溶剂进行酶法合成蔗糖-6-乙酯，目前成为国内外技术发明的热点。

(三)发明内容

本发明目的是为提高有机溶剂中酶法合成蔗糖-6-乙酯的酯化效率，提供一种有机溶剂中酶法合成蔗糖-6-乙酯的方法，替代目前化学法合成蔗糖-6-乙酯工艺，应用于无热量高倍甜味剂三氯蔗糖的生产，可以大幅减轻生产工艺对环境的影响，实现三氯蔗糖生产绿色改造。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种有机溶剂中酶法合成蔗糖-6-乙酯的方法，所述方法为：将蔗糖加入有机溶剂中，再加入固定化脂肪酶和乙酸乙烯酯，混合均匀，在30-40℃水浴、摇床转速120-180r/min下反应12-20h(优选30℃、160r/min反应16h)，过滤，滤饼是回收的固定化脂肪酶，滤液真空蒸馏回收溶剂，得到蔗糖-6-乙酯产品(蔗糖酯含量85％以上，蔗糖-6-乙酯占总酯85％以上)；所述有机溶剂是由N,N-二甲基甲酰胺与叔戊醇或叔丁醇以体积浓度55～30％:45～70％混合而成，总量100％；所述固定化脂肪酶是将脂肪酶采用大孔树脂吸附固定而成。

进一步，所述有机溶剂是由N,N-二甲基甲酰胺与叔戊醇以体积浓度55～30％:45～70％混合而成，总量100％。

进一步，所述有机溶剂体积加入量以蔗糖重量计为125-330ml/g(优选160-250ml/g)；所述蔗糖与固定化脂肪酶质量比为1：0.2-1.0(优选1：0.5-0.7)；所述蔗糖与乙酸乙烯酯质量比为1：1-5(优选1:2-4)。

进一步，所述固定化脂肪酶按如下方法制备：将脂肪酶溶解在去离子水中(搅拌使酶溶解，有不溶成分则离心去除，酶液中酶浓度控制在2-4mg/ml，加入十二水合磷酸氢二钠与磷酸二氢钠，搅拌均匀，形成0.05mol/L pH7.4磷酸盐缓冲液的酶液，加入大孔树脂，在20-35℃保温，80-100转/分钟搅拌下，吸附1-3h(优选30℃、90转/分钟，吸附2h)，过滤，滤饼真空干燥(优选40℃)至含水量3～5％(优选4.0％)，得到固定化脂肪酶；所述去离子水体积用量以脂肪酶重量计为150-500ml/g(优选160-250ml/g)；所述脂肪酶与十二水合磷酸氢二钠和磷酸二氢钠质量比分别为1:0.5-1.5(优选1:0.7-1.1)和1:0.5-1.0(优选1:0.5-0.8)；所述脂肪酶与大孔树脂重量比为1：2-4。所述大孔树脂型号包括D4006型、D3520型、D1300型。