CN113173959B - 一种去除酶法合成蔗糖-6-乙酸酯体系中杂质的方法 - Google Patents

一种去除酶法合成蔗糖-6-乙酸酯体系中杂质的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及甜味剂技术领域，具体涉及一种去除酶法合成蔗糖‑6‑乙酸酯体系中杂质的方法，包括如下步骤：将酶法合成的蔗糖‑6乙酸酯混合溶液经抽滤除杂，得到蔗糖‑6‑乙酸酯滤液，再将滤液进行减压蒸馏至呈糖浆状，得到浓缩滤液；向浓缩滤液加入异丙醇搅拌溶解，降温至0~10℃搅拌下析晶，抽滤得到粗结晶；将粗结晶溶解于乙酸乙酯进行冷却重结晶，抽滤，将滤饼烘干得蔗糖‑6‑乙酸酯精制品固体粉末。本发明提供的去除酶法合成蔗糖‑6‑乙酸酯体系中杂质的方法能够有效的处理酶法合成的蔗糖‑6乙酸酯的混合溶液，能够提高蔗糖‑6‑乙酸酯的纯度至98%以上。

Description

一种去除酶法合成蔗糖-6-乙酸酯体系中杂质的方法
技术领域
本发明涉及甜味剂技术领域，涉及一种去除酶法合成蔗糖-6-乙酸酯体系中杂质的方法。
背景技术
三氯蔗糖是一种运用十分广泛的甜味剂，能用于多种食品和饮料。三氯蔗糖的甜度是蔗糖的600倍，口味纯正，无能量，安全性高等优点，还可用于肥胖症、心血管病和糖尿病患者的辅助治疗产品，应用前景广阔。
三氯蔗糖的制备首先要进行酯化，再氯化，最后脱保护。蔗糖-6-乙酸酯是三氯蔗糖合成的第一步产物，是制备三氯蔗糖的关键中间体，质量的好坏直接影响到后续的氯化反应，蔗糖-6-乙酸酯纯度较低，导致氯化反应产生较多的副产物，影响得率，不利于后续生产。目前工业生产蔗糖-6-乙酸酯主要采用原酸酯法和二丁基氧化锡法，反应结束后一般不对蔗糖-6-乙酸酯进行除杂结晶，直接将混合溶液进行下步反应，导致氯化过程中出现不必要的副反应，糖碳化现象较多。目前对于蔗糖-6-乙酸酯的结晶工艺已有报道，但大多针对原酸酯法和二丁基氧化锡法工艺生产的蔗糖-6-乙酸酯，转用到酶法合成的蔗糖-6-乙酸酯时效果不理想，而专用于酶法合成的蔗糖-6-乙酸酯纯化除杂方法尚未见报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种去除酶法合成蔗糖-6-乙酸酯体系中杂质的方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种去除酶法合成蔗糖-6-乙酸酯体系中杂质的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将酶法合成的蔗糖-6乙酸酯混合溶液经抽滤除去酶以及固定化酶的脱落树脂等不溶性杂质，得到蔗糖-6-乙酸酯滤液，再将滤液进行减压蒸馏至呈糖浆状，得到浓缩滤液；
(2)向浓缩滤液加入异丙醇搅拌溶解，降温至0～10℃搅拌下析晶，抽滤得到蔗糖-6-乙酸酯粗结晶；
(3)将蔗糖-6-乙酸酯粗结晶溶解于乙酸乙酯进行冷却重结晶，抽滤，将滤饼烘干得蔗糖-6-乙酸酯精制品固体粉末。
该方案的优势在于：一方面步骤(1)中无需将滤液完全蒸馏至干，节约了后处理的时间，降低了能耗；另一方面后处理所需的有机溶剂用量较少，同样降低了后处理的成本。
优选的，所述步骤(1)中减压蒸馏的温度为80～95℃。
优选的，所述步骤(1)中减压蒸馏得到的糖浆状浓缩滤液体积为滤液的5～10％。
优选的，所述步骤(2)中浓缩滤液与异丙醇的体积比为1：1～3。
优选的，所述步骤(3)中滤饼烘干温度为45～60℃。低于45℃则烘干时间过长，高于60℃会降低产品的纯度和品相。
优选的，所述步骤(3)中重结晶所用的乙酸乙酯与蔗糖-6-乙酸酯粗结晶的质量比为1～3：1。
进一步的，所述步骤(3)中重结晶所用的乙酸乙酯与蔗糖-6-乙酸酯粗结晶的质量比为1.5～2.5：1。
优选的，所述酶法合成的蔗糖-6乙酸酯的混合溶液通过以下方式得到：将蔗糖溶于N,N-二甲基甲酰胺与叔丁醇混合溶液中(N,N-二甲基甲酰胺与叔丁醇的体积比为1：2)，加入固定化脂肪酶和乙酸酐，搅拌混合均匀，于20～40℃反应2～24h；反应结束后得到蔗糖-6乙酸酯的混合溶液。
本发明中化合物的中文命名与结构式有冲突的，以结构式为准；结构式有明显错误的除外。
本发明提供的去除酶法合成蔗糖-6-乙酸酯体系中杂质的方法能够有效的处理酶法合成的蔗糖-6乙酸酯的混合溶液，能够提高蔗糖-6-乙酸酯的纯度至98％以上，残糖含量大量减少，纯化步骤的整体收率高于90％；烘干的蔗糖-6-乙酸酯室温稳定，便于存放；同时后处理的过程中能耗较低，有机溶剂用量也较少，更加节能环保。
具体实施方式
以下结合实例说明本发明，但不限制本发明。在本领域内，技术人员对本发明所做的简单替换或改进均属于本发明所保护的技术方案内。
附图说明
图1为本发明具体实施方式制备例得到的蔗糖-6-乙酸酯的氢谱图；
图2为本发明具体实施方式制备例得到的蔗糖-6-乙酸酯的碳谱图。
制备例
称取60g蔗糖加入烧瓶中，加入1800ml的N,N-二甲基甲酰胺与叔丁醇混合溶液(N,N-二甲基甲酰胺与叔丁醇体积比为1：2)搅拌溶解，溶解完全后，加入120g固定化脂肪酶和120g乙酸酐，40℃搅拌反应12小时。反应结束后抽滤上述反应溶液，分离回收滤饼固定化脂肪酶，得到蔗糖-6-乙酸酯滤液；经HPLC检测蔗糖-6-乙酸酯滤液中蔗糖-6-乙酸酯含量，计算得到蔗糖-6-乙酸酯的转化率为91.2％。
实施例1
将蔗糖-6-乙酸酯滤液放入圆底烧瓶中，-0.09～-0.1MPa，80℃，250r/min搅拌进行减压蒸馏。溶液蒸至接近糖浆状时，得到浓缩滤液，浓缩滤液体积为滤液的7％；
将浓缩滤液降温至50℃左右，向浓缩滤液中加入异丙醇进行搅拌溶解，异丙醇与浓缩滤液体积比为1:1；将加入异丙醇后浓缩滤液的降温至10℃，待有大量结晶产生时，进行抽滤得到蔗糖-6-乙酸酯粗结晶；
向蔗糖-6-乙酸酯粗结晶中加入乙酸乙酯，50℃搅拌溶解，乙酸乙酯与蔗糖-6-乙酸酯粗结晶质量比为1.5:1，溶解完全后，降温至0℃结晶，待大量晶体析出时抽滤，将滤饼60℃烘干。取样经液相色谱检测，蔗糖-6乙酸酯纯度为98.2％。
实施例2
将蔗糖-6-乙酸酯滤液放入圆底烧瓶中，-0.09～-0.1MPa，90℃，250r/min搅拌进行减压蒸馏。溶液蒸至接近糖浆状时，得到浓缩滤液，浓缩滤液体积约为滤液的5％；
将浓缩滤液降温至50℃左右，向浓缩滤液中加入异丙醇进行搅拌溶解，异丙醇与浓缩滤液体积比为1.5:1。将加入异丙醇后浓缩滤液的降温至5℃，待有大量结晶产生时，进行抽滤得到蔗糖-6-乙酸酯粗结晶；
向蔗糖-6-乙酸酯粗结晶中加入乙酸乙酯，55℃搅拌溶解，乙酸乙酯与蔗糖-6-乙酸酯结晶粗品质量比为2:1，溶解完全后，降温至0℃结晶，待大量晶体析出时抽滤，将滤饼60℃烘干。取样经液相色谱检测，蔗糖-6乙酸酯纯度为98.6％。
实施例3
将蔗糖-6-乙酸酯滤液放入圆底烧瓶中，-0.09～-0.1MPa，85℃，250r/min搅拌进行减压蒸馏。溶液蒸至接近糖浆状时，得到浓缩滤液，浓缩滤液体积约为滤液的8％；
将浓缩滤液降温至50℃左右，加入异丙醇进行搅拌溶解，异丙醇与浓缩滤液体积比为3:1。将加入异丙醇后浓缩滤液的降温至5℃，待有大量结晶产生时，进行抽滤得到蔗糖-6-乙酸酯粗结晶；
向蔗糖-6-乙酸酯粗结晶中加入乙酸乙酯，50℃搅拌溶解，乙酸乙酯与蔗糖-6-乙酸酯结晶粗品质量比为2:1，溶解完全后，降温至0℃结晶，待大量晶体析出时抽滤，将滤饼50℃烘干。取样经液相色谱检测，蔗糖-6乙酸酯纯度为99.3％。
实施例4
将蔗糖-6-乙酸酯滤液放入圆底烧瓶中，-0.09～-0.1MPa，90℃，250r/min搅拌进行减压蒸馏。溶液蒸至接近糖浆状时，得到浓缩滤液，浓缩滤液体积约为滤液的10％；
将浓缩滤液降温至50℃左右，加入异丙醇进行搅拌溶解，异丙醇与浓缩滤液体积比为2:1；将加入异丙醇后浓缩滤液的降温至5℃，待有大量结晶产生时，进行抽滤得到蔗糖-6-乙酸酯粗结晶；
向蔗糖-6-乙酸酯粗结晶中加入乙酸乙酯，50℃搅拌溶解，乙酸乙酯与蔗糖-6-乙酸酯结晶粗品质量比为2:1，溶解完全后，降温至0℃结晶，待大量晶体析出时抽滤，将滤饼60℃烘干。取样经液相色谱检测，蔗糖-6乙酸酯纯度为99.1％。
实施例5
将蔗糖-6-乙酸酯滤液放入圆底烧瓶中，-0.09～-0.1MPa，90℃，250r/min搅拌进行减压蒸馏，溶液蒸至接近糖浆状时，得到浓缩滤液，浓缩滤液体积约为滤液的8％；
将浓缩滤液降温至50℃左右，加入异丙醇进行搅拌溶解，异丙醇与浓缩滤液体积比为2:1；将加入异丙醇后浓缩滤液的降温至10℃，待有大量结晶产生时，进行得到蔗糖-6-乙酸酯粗结晶；
向蔗糖-6-乙酸酯粗结晶中加入乙酸乙酯，50℃搅拌溶解，乙酸乙酯与蔗糖-6-乙酸酯结晶粗品质量比为2.5:1，溶解完全后，降温至0℃结晶，待大量晶体析出时抽滤，将滤饼55℃烘干。取样经液相色谱检测，蔗糖-6乙酸酯纯度为98.5％。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种去除酶法合成蔗糖-6-乙酸酯体系中杂质的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将酶法合成的蔗糖-6乙酸酯混合溶液经抽滤除去不溶性杂质，得到蔗糖-6-乙酸酯滤液，再将滤液进行减压蒸馏至呈糖浆状，得到浓缩滤液；
(2)向浓缩滤液加入异丙醇搅拌溶解，降温至0～10℃搅拌下析晶，抽滤得到蔗糖-6-乙酸酯粗结晶；
(3)将蔗糖-6-乙酸酯粗结晶溶解于乙酸乙酯进行冷却重结晶，抽滤，将滤饼烘干得蔗糖-6-乙酸酯精制品固体粉末；
所述步骤(1)中减压蒸馏得到的糖浆状浓缩滤液体积为滤液的5～10％；
所述酶法合成的蔗糖-6乙酸酯的混合溶液通过以下方式得到：将蔗糖溶于N,N-二甲基甲酰胺与叔丁醇混合溶液中，加入固定化脂肪酶和乙酸酐，搅拌混合均匀，于20～40℃反应2～24h；反应结束后得到蔗糖-6乙酸酯的混合溶液。
2.如权利要求1所述的去除酶法合成蔗糖-6-乙酸酯体系中杂质的方法，其特征在于，所述步骤(1)中减压蒸馏的温度为80～95℃。
3.如权利要求1所述的去除酶法合成蔗糖-6-乙酸酯体系中杂质的方法，其特征在于，所述步骤(2)中浓缩滤液与异丙醇的体积比为1：1～3。
4.如权利要求1所述的去除酶法合成蔗糖-6-乙酸酯体系中杂质的方法，其特征在于，所述步骤(3)中滤饼烘干温度为45～60℃。
5.如权利要求1所述的去除酶法合成蔗糖-6-乙酸酯体系中杂质的方法，其特征在于，所述步骤(3)中重结晶所用的乙酸乙酯与蔗糖-6-乙酸酯粗结晶的质量比为1～3：1。
6.如权利要求5所述的去除酶法合成蔗糖-6-乙酸酯体系中杂质的方法，其特征在于，所述步骤(3)中重结晶所用的乙酸乙酯与蔗糖-6-乙酸酯粗结晶的质量比为1.5～2.5：1。
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