CN101104626A - 一种三氯蔗糖的结晶方法 - Google Patents

一种三氯蔗糖的结晶方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三氯蔗糖的结晶方法，该方法为三氯蔗糖在水和醇的混合溶剂中或水与乙酸乙酯的混合溶剂中结晶得到三氯蔗糖。本方法得到的三氯蔗糖可以明显改善三氯蔗糖贮存过程中的稳定性。

Description

一种三氯蔗糖的结晶方法
技术领域
本发明涉及食品技术领域。具体涉及一种食品甜味剂——三氯蔗糖的结晶方法。
背景技术
三氯蔗糖(Sucralose，分子式C12H1908Cl13，分子量397.64)(I)是一种新型高甜度非营养型甜味剂，其化学名称为4，1’，6’-三氯-4，1’，6’-三脱氧半乳蔗糖4，1’，6’-trichlorogalactosucrose1，6-dichloro-1，6-dideoxy-β-D-fructofurannosyl-4-chloro-4-deoxy-α-D-galactopyranoside，
化学结构式为：
Figure A20061002886300041
三氯蔗糖的甜度为蔗糖的600倍左右，在人体内不参与代谢，不被人体吸收，热量为0，是糖尿病人的理想的甜味代用品。另外，三氯蔗糖不能被龋齿病菌利用，不会引起龋齿。现已被二十多个国家批准作为食品甜味剂使用。
1975年英国Tate&Lyle公司合成出三氯蔗糖。一般来说，三氯蔗糖在食品加工过程中具有很好的热稳定性，其水溶液也具有很好的热稳定性，主要由于三氯蔗糖在食品加工过程中或其水溶液浓度较低，但是干燥的三氯蔗糖晶体热稳定性比较差，三氯蔗糖晶体在100℃下很快变成棕色至褐色，含量也很快下降(EP267809)。GB2065646公开了一种三氯蔗糖晶体的特性和结晶方法，三氯蔗糖在65℃以上的水溶液中获得的晶体为无水三氯蔗糖，如果室温条件下结晶将获得含水的三氯蔗糖晶体，熔点低。WO0204495公开了一种提高三氯蔗糖晶体稳定性的结晶方法。通过调节三氯蔗糖结晶溶液pH值和添加醋酸纳或其他盐的缓冲溶液来改变和提高三氯蔗糖晶体的稳定性。由于增加了结晶溶液中的无机盐含量，成品中无机盐的残留一般比较高。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于改变三氯蔗糖结晶溶液溶剂组成。
本发明提供了一种三氯蔗糖的结晶方法，该方法包括下列步骤：
(1)、三氯蔗糖在4-20倍体积的甲醇溶液中，采用10％氢氧化钠水溶液为碱性催化剂，水解后得到三氯蔗糖甲醇溶液；
(2)、三氯蔗糖甲醇溶液经过弱酸性树脂中和后，浓缩除去溶剂，加入水溶解脱色；
(3)、结晶：
1)减压浓缩步骤(2)的三氯蔗糖水溶液，当浓缩至水分含量达到30-20％之间后，加入醇使结晶溶液的醇浓度为1-50％，升温溶解，并缓慢冷却至30℃结晶，过滤，40℃干燥得到三氯蔗糖晶体；或
2)减压浓缩步骤(2)的三氯蔗糖水溶液，当浓缩至水分含量达到30-10％之间后，加入酯类溶剂使结晶溶液的酯浓度为5-50％，升温溶解，并缓慢冷却至30℃结晶，过滤，40℃干燥后得到三氯蔗糖晶体。
上述结晶用的醇为甲醇，乙醇，异丙醇，丁醇等，优选乙醇，和结晶溶剂水的比例为浓度1-50％，优选8-11％。
上述结晶用的酯为乙酸甲酯，乙酸乙酯，乙酸异丙酯等，优选乙酸乙酯，和结晶溶剂水的比例为浓度5-50％，优选8-11％。
上述弱酸性树脂为AMBERLITE IRC 86。
本发明方法得的三氯蔗糖晶体为β结晶晶型，其特征x衍射图谱为：8.8±0.2，9.7±0.2，15.5±0.2，16.4±0.2，19.6±0.2，20.4±0.2，24.2±0.2，25.3±0.2，27.5±0.2，29.7±0.2，31.3±0.2，32.6±0.2，38.9±0.2，39.8±0.2，40.3±0.2，44.3±0.2。
其X射线衍射特征峰包括不少于2个的衍射角值：8.8±0.2，9.7±0.2，15.5±0.2，16.4±0.2，19.6±0.2，20.4±0.2，24.2±0.2，25.3±0.2，27.5±0.2，29.7±0.2，31.3±0.2，32.6±0.2，38.9±0.2，39.8±0.2，40.3±0.2，44.3±0.2。
本发明的方法具有下列特点：在制备中不需要向结晶溶液中添加醋酸钠或其他无机盐，显著改善成品的稳定性，成品长期放置无酸味，为食品工业用糖提供很好的原料。
附图说明：
图1为本发明方法实例1得到的三氯庶糖结晶X光衍射测定的吸收图谱。
具体实施方式：
实施例1
在一个1000ml的三口瓶内，氮气保护，加入含量为99.1％的2，3，6，3’，4’-五乙酰三氯蔗糖100.0g，甲醇400.0ml，加入5.0g10％氢氧化钠甲醇溶液，40～45℃反应1.5～2.0小时后，阳离子交换树脂中和至PH＝7.0左右，过滤除去树脂，加入活性碳5.0g脱色，减压浓缩至干。加入水400ml，减压浓缩蒸去残留甲醇。用50ml乙酸乙酯洗涤一次，水层减压浓缩至水分达到25.0～30.0％时。停止浓缩，加入乙醇使结晶溶液的乙醇含量为5％左右，升温至75℃，冷却至40℃搅拌结晶4小时，再冷却至30℃，过滤。40℃真空干燥。得到42.1g三氯蔗糖。HPLC检验含量达到98.8％。
实施例2
在一个1000ml的三口瓶内，氮气保护，加入含量为98.5％的6-乙酰三氯蔗糖100.0g，甲醇400.0ml，加入6.0g氢氧化钠甲醇(10％)溶液，40～45℃反应1.5～2.0小时后，阳离子交换树脂AMBERLITE IRC86中和至pH＝7.0左右，过滤除去树脂，加入活性碳5.0g脱色，减压浓缩至干。加入水500ml，减压浓缩蒸去残留甲醇。用50ml乙酸乙酯洗涤一次，水层减压浓缩至水分达到25.0～30.0％时。加入乙醇使结晶溶液的乙醇含量为5％左右，升温至75℃，冷却至40℃搅拌结晶4小时，再冷却至30℃，过滤。40℃真空干燥。得到59.5g三氯蔗糖。HPLC检验含量达到98.9％。
实施例3
在一个1000ml的三口瓶内，氮气保护，加入含量为98.5％的五乙酰三氯蔗糖100.0g，甲醇400.0ml，加入6.0g氢氧化钠甲醇溶液(10％)，40～45℃反应1.5～2.0小时后，阳离子交换树脂AMBERLITE IRC86中和至pH＝7.0左右，过滤除去树脂，加入活性碳5.0g脱色，减压浓缩至干。加入水400ml，减压浓缩蒸去残留甲醇。用50ml乙酸乙酯洗涤一次，水层减压浓缩至水分达到25.0～30.0％时。停止浓缩，升温至75℃，体系溶解，再冷却至40℃搅拌结晶4小时，再冷却至30℃，过滤。40℃真空干燥。得到43.1g三氯蔗糖。HPLC检验含量达到98.7％。
实施例4
按照实施例1的方法，得到五-乙酰三氯蔗糖水溶液，用50ml乙酸乙酯洗涤一次，水层减压浓缩至水分达到20.0～25.0％时。停止浓缩，加入乙酸乙酯使结晶溶液的乙酸乙酯的含量为10％左右，升温至75℃，冷却至40℃搅拌结晶4小时，再冷却至30℃，过滤。40℃真空干燥。得到45.5g三氯蔗糖。HPLC检验含量达到99.1％。
实施例5
按照实施例2的方法，得到6-乙酰三氯蔗糖水溶液，用50ml乙酸乙酯洗涤一次，水层减压浓缩至水分达到20.0～25.0％时。停止浓缩，加入乙酸乙酯使结晶溶液的乙酸乙酯的含量为10％左右，升温至75℃，冷却至40℃搅拌结晶4小时，再冷却至30℃，过滤。40℃真空干燥。得到61.5g三氯蔗糖。HPLC检验含量达到99.0％。
实施例6
按照实施例2的方法，得到6-乙酰三氯蔗糖水溶液，用50ml乙酸乙酯洗涤一次，水层减压浓缩至水分达到10.0％左右。停止浓缩，加入乙酸乙酯使结晶溶液的乙酸乙酯含量为20％左右，升温至75℃，冷却至40℃搅拌结晶4小时，再冷却至30℃，过滤。40℃真空干燥。得到61.5g三氯蔗糖。HPLC检验含量达到99.0％。
实施例7
按照实施例2得到的三氯蔗糖经X光衍射测定的吸收图谱见图1，其特征峰为：8.8±0.2，9.7±0.2，15.5±0.2，16.4±0.2，19.6±0.2，20.4±0.2，24.2±0.2，25.3±0.2，27.5±0.2，29.7±0.2，31.3±0.2，32.6±0.2，38.9±0.2，39.8±0.2，40.3±0.2，44.3±0.2。
实施例8
上述实施例中获得的三氯蔗糖干燥后，25℃条件下密闭保存30天后，分别取1g样品，用10ml水溶解，测定pH值。
结果如下：
样品 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
10％水溶液pH值 6.9  6.8  6.1  6.6  6.6  6.7

Claims (9)

1.一种三氯蔗糖的结晶方法，其特征在于该方法包括下列步骤：
(1)、三氯蔗糖在4-20倍体积的甲醇溶液中，采用10％氢氧化钠水溶液为碱性催化剂，水解后得到三氯蔗糖甲醇溶液；
(2)、三氯蔗糖甲醇溶液经过弱酸性树脂中和后，浓缩除去溶剂，加入水溶解脱色；
(3)、结晶：
1)减压浓缩步骤(2)的三氯蔗糖水溶液，当浓缩至水分含量达到30-20％之间后，加入醇使结晶溶液的醇浓度为1-50％，升温溶解，并缓慢冷却至30℃结晶，过滤，40℃干燥得到三氯蔗糖晶体；或
2)减压浓缩步骤(2)的三氯蔗糖水溶液，当浓缩至水分含量达到30-10％之间后，加入酯类溶剂使结晶溶液的酯浓度为5-50％，升温溶解，并缓慢冷却至30℃结晶，过滤，40℃干燥后得到三氯蔗糖晶体。
2.根据权利要求1所述的一种三氯蔗糖的结晶方法，其特征在于其中所述三氯蔗糖为2，3，6，3’，4’-五-乙酰三氯蔗糖或6-乙酰三氯蔗糖。
3.根据权利要求1所述的一种三氯蔗糖的结晶方法，其特征在于其中所述步骤(2)的弱酸性树脂为AMBERLITE IRC86。
4.根据权利要求1所述的一种三氯蔗糖的结晶方法，其特征在于其中所述步骤(3)的醇为甲醇，乙醇或异丙醇。
5.根据权利要求4所述的醇，其特征在于其中所述的醇为乙醇。
6.根据权利要求1所述的一种三氯蔗糖的结晶方法，其特征在于其中所述步骤(3)的酯为乙酸甲酯，乙酸乙酯或乙酸异丙酯。
7.根据权利要求6所述的酯，其特征在于其中所述酯为乙酸乙酯。
8.根据权利要求1所述的一种三氯蔗糖的结晶方法，其特征在于该方法得到的三氯蔗糖为β结晶晶型，其特征衍射图谱为：8.8±0.2，9.7±0.2，15.5±0.2，16.4±0.2，19.6±0.2，20.4±0.2，24.2±0.2，25.3±0.2，27.5±0.2，29.7±0.2，31.3±0.2，32.6±0.2，38.9±0.2，39.8±0.2，40.3±0.2，44.3±0.2。
9.根据权利要求9所述三氯蔗糖产品的X射线衍射特征峰包括不少于2个的衍射角值：8.8±0.2，9.7±0.2，15.5±0.2，16.4±0.2，19.6±0.2，20.4±0.2，24.2±0.2，25.3±0.2，27.5±0.2，29.7±0.2，31.3±0.2，32.6±0.2，38.9±0.2，39.8±0.2，40.3±0.2，44.3±0.2。
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