CN113201032B - 一种合成高纯度蔗糖单酯的方法 - Google Patents

一种合成高纯度蔗糖单酯的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种合成高纯度蔗糖单酯的方法，首先将蔗糖、高级脂肪酸酯、高级脂肪酸盐、催化剂球磨混合均匀得到混合料，球磨后的混合料真空预热后，置于感应炉中加热搅拌，得到粗产物；趁热向粗产物加入温水搅拌，用醋酸中和，加入氯化钙溶液，过滤沉淀，获得混合液；将混合液超声波振荡后静置分层，分液得水溶液和有机液；将有机液置于冰水中水浴中析出白色晶体，过滤，减压干燥获得产物A；将水溶液置于冰水中水浴，加入氯化钠溶液重结晶，去掉下层水相，减压干燥后获得产物B。合成前，先将进行球磨，得到混合均匀混合料，球磨后的混合料于真空干燥箱中在50～70℃下预热，可以使得各物质在较低温下初步熔融，防止蔗糖在高温下发生焦糖化反应。

Description

一种合成高纯度蔗糖单酯的方法
技术领域
本发明涉及蔗糖酯制造领域，特别涉及一种合成高纯度蔗糖单酯的方法。
背景技术
蔗糖酯是蔗糖脂肪酸酯的简称，通常是由蔗糖与长链脂肪酸或脂肪酸酯通过酯化或酯交换反应获得，其同时存在亲水性糖基与亲油性脂肪酸侧链，是一类非离子型表面活性剂。研究表明蔗糖酯具有良好的乳化能力、无毒、且易被生物分解，因此被广泛应用于医药、化妆品和食品等行业。由于蔗糖结构上存在多个羟基反应位点，因此反应产物为单酯，二酯和多酯的混合物。其中蔗糖单酯的水溶性较好，且具有一定的抗菌活性，使得蔗糖单酯具有较高的经济价值。
在合成蔗糖酯的过程中，为了解决蔗糖与脂肪酸及其衍生物的不溶性，现代工业大多借助强极性溶剂辅助合成蔗糖酯。溶剂法工艺简单、反应条件温和、蔗糖酯得率高。到目前为止，蔗糖酯的合成已有溶剂法、无溶剂法、微乳化法和相转移催化法等等，但溶剂法反应成本昂贵，且残留的溶剂有毒且难以去除干净，产品难以达到医用食用的标准，应用无溶剂法生产的蔗糖酯普遍得率不高、单酯含量较低、色泽较深。
因此，开发出一种可以合成蔗糖单酯含量较高的方法是非常有意义的。
发明内容
本发明提供一种合成高纯度蔗糖单酯的方法。
为达上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
一种合成高纯度蔗糖单酯的方法，按以下步骤进行：
步骤1：将蔗糖、高级脂肪酸酯、高级脂肪酸盐、催化剂球磨混合均匀得到混合料，其中，蔗糖与高级脂肪酸酯的摩尔比为1～3：1～5，高级脂肪酸盐的质量为蔗糖和高级脂肪酸酯总质量的0～20％，其余为催化剂；
步骤2：球磨后的混合料于真空干燥箱中在50～70℃下预热1～3小时；
步骤3：将预热后的混合料置于感应炉中加热搅拌，加热温度为90～110℃，于真空或惰性气体的保护气氛下搅拌2～5小时，得到粗产物；
步骤4：趁热向粗产物加入温水搅拌5～10min，温水与粗产物Ⅰ的体积比为1～3:1，用3％醋酸调节pH至7，加入氯化钙溶液，在55～65℃搅拌至沉淀不再产生时，将温度升高至80～85℃，过滤，将滤饼用温水洗涤三次，收集滤液，获得混合液；
步骤5：将混合液超声波振荡后静置分层，油液分离得到水溶液和有机液；
步骤6：将有机液置于冰水中水浴30min～50min，在有机液表面析出白色晶体，过滤，无水乙醚洗涤3次，减压干燥获得产物A；将水溶液置于冰水中水浴，加入氯化钠溶液搅拌，在水溶液表面析出晶体，去掉下层水相，冰水洗涤3次，减压干燥后获得产物B。
所述产物A主要成分为蔗糖双酯、蔗糖多酯以及高级脂肪酸酯混合物，所述产物B主要成分为蔗糖单酯，所述产物A不溶于水，所述产物B易溶于温水。
作为更详细的方案，在所述步骤1中，所述高级脂肪酸酯为硬脂酸甲酯、硬脂酸乙酯、硬脂酸异丙酯、硬脂酸丁酯中的一种或一种以上，为了确保生成的蔗糖酯的纯度，每次反应所使用的高级脂肪酸酯采用一种高级脂肪酸酯；所述高级脂肪酸盐为硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸钾、硬脂酸锌中的一种或一种以上；所述催化剂采用碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠的一种或至少两种的组合。
作为更详细的方案，在所述步骤1中，蔗糖、高级脂肪酸酯、高级脂肪酸盐、催化剂在氩气或氮气保护下采用高能球磨机进行球磨，球磨速度为350r/min～500r/min，球磨时间为3～10小时。球磨后，混合料的粒径在0.2～0.5mm，各物质之间的混合均匀度高，可以糖的溶解度和反应专一性，有利于蔗糖与高级脂肪酸酯反应生成蔗糖单酯。
作为优选的方案，所述催化剂为碳酸钾和氢氧化钾的组合，具有最好的合成效果，蔗糖单酯的得率更高，所述碳酸钾与氢氧化钾的摩尔比为1:1.5～2.5，例如1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8......1:2.5等，范围内的其他具体点值均可选择，具体根据反应需要选择。
作为优选的方案，在所述步骤1中，所述催化剂中钾离子与蔗糖的摩尔比为1～3:5；例如1:5、1.5:5、2:5、2.5:5或3:5等，范围内的其他具体点值均可选择，在此便不再一一赘述，优选2:5。所述催化剂的使用量以钾离子与蔗糖的摩尔比来进行衡量，在1～3:5的条件下均能获得较多的蔗糖单酯和蔗糖二酯，而在2:5下其合成效率最高。
作为更详细的方案，在所述步骤1中，高级脂肪酸盐的质量为蔗糖和高级脂肪酸酯总质量的7％～13％。高级脂肪酸盐可以作为乳化剂，是的蔗糖和高级脂肪酸酯在较低温度下达到相溶状态，进而在均相下发生酯交换反应合成蔗糖酯。
作为更详细的方案，在所述步骤3中，搅拌速度为250r/min～500r/min，反应压力为1～2kPa，可以防止各物质凝聚从而导致受热不均，确保反应体系的反应程度均匀。
作为更详细的方案，在所述步骤4中，所述温水的温度为50～85℃，氯化钙溶液浓度为10％～20％。在该温度范围内，蔗糖单酯在温水中的溶解度大，有利于蔗糖单酯与蔗糖双酯和蔗糖多酯混合物分离，加入氯化钙溶液搅拌，可以生成脂肪酸钙沉淀，有利于除去高级脂肪酸根。
作为更详细的方案，在所述步骤6中，所述冰水的温度不超过2℃，所述氯化钠溶液的浓度为10％～20％，冰水浴的温度低，从而减低了有机液和水溶液的溶解度，水溶液中加入氯化钠溶液使得有机液体系和水溶液体系达到饱和状态，会将蔗糖单酯重结晶析出。
作为更详细的方案，在所述步骤3中，所述将预热后的混合料置于感应炉中加热，保护气氛采用氮气、氖气或氩气，压力为1.2～2kPa。加热时，混合料处于磁感应强度B＝0.4T的匀强磁场中，蔗糖可以在较低的温度下与高级脂肪酸酯发生酯化反应，且反应速度加快。
作为更详细的方案，在所述步骤6中，减压干燥在减压干燥器中进行，减压干燥的压力不超过670pa，真空度为0.1MPa。
本发明的有益效果在于：
本申请的合成高纯度蔗糖单酯方法，合成前，先将蔗糖、高级脂肪酸酯、高级脂肪酸盐、催化剂按比例混合后进行球磨，得到混合均匀混合料，球磨后的混合料于真空干燥箱中在50～70℃下预热，可以使得各物质在较低温下初步熔融，防止蔗糖在高温下发生焦糖化反应。
反应后得到的粗产物加入温水搅拌，蔗糖单酯、高级脂肪酸盐和蔗糖可溶解于温水中，加入醋酸中和后加入氯化钙溶液除去高级脂肪酸盐，超声振荡后使有机液和水溶液充分接触，将有机液中可能纯在的蔗糖单酯溶解在温水中再进行分液，分液后得到的有机液包含蔗糖双酯和蔗糖多酯以及微量未反应的高级脂肪酸酯，水溶液包含蔗糖单酯、无机盐以及微量蔗糖，将有机液进行冰水浴，可以将产物A析出，将水溶液进行冰水浴，并加入氯化钠溶液进行重结晶，可以析出水溶液中含量最多且溶解度相对较小的蔗糖单酯，所获得的产物B纯度高。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非特别说明，本发明实施例中采用的原料和方法为本领域常规市购的原料和常规使用的方法，所使用的设备为本领域常规设备。
实施例1
一种合成高纯度蔗糖单酯的方法，按以下步骤进行：
步骤1：将蔗糖、高级脂肪酸酯、高级脂肪酸盐、催化剂置于高能球磨机进行干磨，球磨速度为400r/min，球磨时间为5小时，保护气氛为氮气，球磨混合均匀得到混合料，其中，高级脂肪酸酯为硬脂酸甲酯，高级脂肪酸盐为硬脂酸钾，蔗糖与高级脂肪酸酯的摩尔比为1：1，高级脂肪酸盐的质量为蔗糖和高级脂肪酸酯总质量的10％，其余为催化剂，催化剂由碳酸钾和氢氧化钾以1:2摩尔比混合而成，催化剂中钾离子与蔗糖的摩尔比为2：5；
步骤2：球磨后的混合料加入至三口瓶中，于真空干燥箱中在70℃下预热1.5小时；
步骤3：将预热后的混合料置于感应炉中加热搅拌，保护气氛采用氮气，加热温度为105℃，搅拌4.5小时，搅拌速度为400r/min，反应压力为1.5kPa，得到粗产物；
步骤4：趁热向粗产物加入80℃温水搅拌10min，温水与粗产物Ⅰ的体积比为3:1，用3％醋酸调节pH至7，加入10％氯化钙溶液，在60℃搅拌至沉淀不再产生时，将温度升高至80℃，过滤，将滤饼用温水洗涤三次，收集滤液，获得混合液；
步骤5：将混合液进行超声波振荡后静置分层，油液分离得到水溶液和有机液；
步骤6：将有机液置于冰水中水浴30min，在有机液表面析出白色晶体，过滤，滤饼用无水乙醚洗涤3次，再在减压干燥器中进行减压干燥，减压干燥的压力600pa，真空度为0.1MPa，减压干燥获得产物A；将水溶液置于冰水中水浴，加入10％氯化钠溶液搅拌，在水溶液表面析出晶体，去掉下层水相，冰水洗涤3次，再在减压干燥器中进行减压干燥，减压干燥的压力600pa，真空度为0.1MPa，减压干燥后获得产物B。
其中，步骤6中，所述冰水的温度不超过2℃。
实施例2
本实施例与上述实施例1的区别点在于：
步骤3：将预热后的混合料置于感应炉中加热搅拌，保护气氛采用氮气，加热温度为110℃，搅拌5小时，搅拌速度为400r/min，反应压力为1.5kPa，得到粗产物；
其他条件均保持不变。
实施例3
本实施例与上述实施例1的区别点在于：
步骤3：将预热后的混合料置于感应炉中加热搅拌，保护气氛采用氩气，加热温度为100℃，搅拌3小时，搅拌速度为400r/min，反应压力为1.5kPa，得到粗产物；
其他条件均保持不变。
实施例4
本实施例与上述实施例1的区别点在于：
步骤3：将预热后的混合料置于感应炉中加热搅拌，保护气氛采用氩气，加热温度为100℃，于真空或惰性气体的保护气氛下搅拌3小时，搅拌速度为400r/min，反应压力为1.5kPa，得到粗产物；
其他条件均保持不变。
实施例5
本实施例与上述实施例3的区别点在于：在所述步骤1中，高级脂肪酸酯为硬脂酸乙酯，其他条件均保持不变。
实施例6
本实施例与上述实施例3的区别点在于：在所述步骤1中，高级脂肪酸酯为硬脂酸异丙酯，其他条件均保持不变。
实施例7
本实施例与上述实施例3的区别点在于：在所述步骤1中，高级脂肪酸酯为硬脂酸丁酯，其他条件均保持不变。
实施例8
本实施例与上述实施例3的区别点在于：在所述步骤1中，高级脂肪酸盐为硬脂酸钠，其他条件均保持不变。
实施例9
本实施例与上述实施例3的区别点在于：在所述步骤1中，高级脂肪酸盐为硬脂酸钙，其他条件均保持不变。
实施例10
本实施例与上述实施例3的区别点在于：在所述步骤1中，高级脂肪酸盐为硬脂酸镁，其他条件均保持不变。
实施例11
本实施例与上述实施例3的区别点在于：在所述步骤1中，高级脂肪酸盐为硬脂酸锌，其他条件均保持不变。
实施例12
本实施例与上述实施例3的区别点在于：在所述步骤1中，催化剂由碳酸钾和碳酸钠以1:1摩尔比混合而成，催化剂中钾离子与蔗糖的摩尔比为1：5，其他条件均保持不变。
实施例13
本实施例与上述实施例3的区别点在于：在所述步骤1中，催化剂由氢氧化钾和碳酸钠以1:1摩尔比混合而成，催化剂中钾离子与蔗糖的摩尔比为1：5，其他条件均保持不变。
实施例14
本实施例与上述实施例3的区别点在于：在所述步骤1中，催化剂为碳酸钠和氢氧化钠以1:1摩尔比混合而成，其他条件均保持不变。
实施例15
本实施例与上述实施例3的区别点在于：在所述步骤1中，蔗糖与高级脂肪酸酯的摩尔比为1：2，其他条件均保持不变。
实施例16
本实施例与上述实施例3的区别点在于：在所述步骤1中，蔗糖与高级脂肪酸酯的摩尔比为3：2，其他条件均保持不变。
实施例17
本实施例与上述实施例3的区别点在于：在所述步骤1中，蔗糖与高级脂肪酸酯的摩尔比为2：3，其他条件均保持不变。
实施例18
本实施例与上述实施例3的区别点在于：在所述步骤1中，蔗糖与高级脂肪酸酯的摩尔比为2：5，其他条件均保持不变。
实施例19
本实施例与上述实施例3的区别点在于：在所述步骤1中，高级脂肪酸盐的质量为蔗糖和高级脂肪酸酯总质量的5％，其他条件均保持不变。
实施例20
本实施例与上述实施例3的区别点在于：在所述步骤1中，高级脂肪酸盐的质量为蔗糖和高级脂肪酸酯总质量的15％，其他条件均保持不变。
实施例21
本实施例与上述实施例3的区别点在于：在所述步骤1中，高级脂肪酸盐的质量为蔗糖和高级脂肪酸酯总质量的20％，其他条件均保持不变。
实施例22
本实施例与上述实施例3的区别点在于：在所述步骤2中，球磨后的混合料于真空干燥箱中在60℃下预热2.5小时，其他条件均保持不变。
实施例23
本实施例与上述实施例3的区别点在于：在所述步骤2中，球磨后的混合料于真空干燥箱中在50℃下预热3小时，其他条件均保持不变。
对照例1
一种蔗糖酯合成方法，包括如下步骤：
步骤1：将蔗糖、高级脂肪酸酯、高级脂肪酸盐、催化剂置于高能球磨机进行干磨，球磨速度为400r/min，球磨时间为5小时，保护气氛为氮气，球磨混合均匀得到混合料，其中，高级脂肪酸酯为硬脂酸甲酯，高级脂肪酸盐为硬脂酸钾，蔗糖与高级脂肪酸酯的摩尔比为1：1，高级脂肪酸盐的质量为蔗糖和高级脂肪酸酯总质量的10％，其余为催化剂，催化剂由碳酸钾和氢氧化钾以1:2摩尔比混合而成，催化剂中钾离子与蔗糖的摩尔比为2：5；
步骤2：球磨后的混合料加入至三口瓶中；
步骤3：将混合料置于感应炉中加热搅拌，保护气氛采用氩气，加热温度为100℃，搅拌3小时，搅拌速度为400r/min，反应压力为1.5kPa，得到粗产物；
步骤4：趁热向粗产物加入80℃温水搅拌10min，温水与粗产物Ⅰ的体积比为3:1，用3％醋酸调节pH至7，加入10％氯化钙溶液，在60℃搅拌至沉淀不再产生时，将温度升高至80℃，过滤，将滤饼用温水洗涤三次，收集滤液，获得混合液；
步骤5：将混合液进行超声波振荡后静置分层，油液分离得到水溶液和有机液；
步骤6：将有机液置于冰水中水浴30min，在有机液表面析出白色晶体，过滤，滤饼用无水乙醚洗涤3次，再在减压干燥器中进行减压干燥，减压干燥的压力600pa，真空度为0.1MPa，减压干燥获得产物A；将水溶液置于冰水中水浴，加入10％氯化钠溶液搅拌，在水溶液表面析出晶体，去掉下层水相，冰水洗涤3次，再在减压干燥器中进行减压干燥，减压干燥的压力600pa，真空度为0.1MPa，减压干燥后获得产物B。
其中，步骤6中，所述冰水的温度不超过2℃。
对照例2
步骤1：将蔗糖、高级脂肪酸酯、高级脂肪酸盐、催化剂置于高能球磨机进行干磨，球磨速度为400r/min，球磨时间为5小时，保护气氛为氮气，球磨混合均匀得到混合料，其中，高级脂肪酸酯为硬脂酸甲酯，高级脂肪酸盐为硬脂酸钾，蔗糖与高级脂肪酸酯的摩尔比为1：1，高级脂肪酸盐的质量为蔗糖和高级脂肪酸酯总质量的10％，其余为催化剂，催化剂由碳酸钾和氢氧化钾以1:2摩尔比混合而成，催化剂中钾离子与蔗糖的摩尔比为2：5；
步骤2：球磨后的混合料加入至三口瓶中，于真空干燥箱中在70℃下预热1.5小时；
步骤3：将混合料置于加热炉中加热，加热温度为100℃，搅拌3小时，搅拌速度为400r/min，反应压力为1.5kPa，得到粗产物；
步骤4：趁热向粗产物加入80℃温水搅拌10min，温水与粗产物Ⅰ的体积比为3:1，用3％醋酸调节pH至7，加入10％氯化钙溶液，在60℃搅拌至沉淀不再产生时，将温度升高至80℃，过滤，将滤饼用温水洗涤三次，收集滤液，获得混合液；
步骤5：将混合液进行超声波振荡后静置分层，油液分离得到水溶液和有机液；
步骤6：将有机液置于冰水中水浴30min，在有机液表面析出白色晶体，过滤，滤饼用无水乙醚洗涤3次，再在减压干燥器中进行减压干燥，减压干燥的压力600pa，真空度为0.1MPa，减压干燥获得产物A；将水溶液置于冰水中水浴，加入10％氯化钠溶液搅拌，在水溶液表面析出晶体，去掉下层水相，冰水洗涤3次，再在减压干燥器中进行减压干燥，减压干燥的压力600pa，真空度为0.1MPa，减压干燥后获得产物B。
其中，步骤6中，所述冰水的温度不超过2℃。
性能测试1
分别将实施例1～23、对照例1～2制得的粗产物研磨至粉末状，用WATERS公司UPC2-SQ detector2分别检测产物中蔗糖单酯、蔗糖二酯、蔗糖多酯、蔗糖及硬脂酸酯的含量。结果如表1-表8所示。
表1 实施例1～实施例4粗产物中蔗糖单酯、蔗糖二酯、蔗糖多酯、蔗糖及高级脂肪酸酯的含量
组别 蔗糖单酯 标准差 蔗糖二酯 标准差 蔗糖 标准差 高级脂肪酸酯 标准差 蔗糖多酯 标准差
实施例1 87.3％ 0.1％ 6.1％ 0.1％ 2.4％ 0.1％ 2.3％ 0.1％ 1.5％ 0.1％
实施例2 85.6％ 0.1％ 5.9％ 0.1％ 3.4％ 0.1％ 3.4％ 0.1％ 1.3％ 0.1％
实施例3 90.1％ 0.1％ 6.4％ 0.1％ 0.9％ 0.1％ 0.8％ 0.1％ 1.6％ 0.1％
实施例4 88.5％ 0.1％ 7.8％ 0.1％ 0.6％ 0.1％ 0.5％ 0.1％ 2.4％ 0.1％
由表1结果可知：本发明所涉及的合成高纯度蔗糖单酯的方法，混合物中蔗糖单酯较高，其中，实施例3中生成的蔗糖单酯含量最高，实施例3～实施例4中蔗糖与高级脂肪酸酯的反应程度较大，因此，粗产物中的蔗糖和硬脂酸甲酯的含量降低明显。
表2 实施例3、实施例5～7粗产物中蔗糖单酯、蔗糖二酯、蔗糖多酯、蔗糖及高级脂肪酸酯的含量
Figure BDA0003078843560000101
Figure BDA0003078843560000111
由表2结果可知：本发明所涉及的合成高纯度蔗糖单酯的方法中，高级脂肪酸酯选用硬脂酸甲钾时，相比于其他类型的高级脂肪酸酯，其合成效果明显更好，蔗糖单酯和蔗糖二酯的得率均很高。
表3 实施例3、实施例8～11粗产物中蔗糖单酯、蔗糖二酯、蔗糖多酯、蔗糖及高级脂肪酸酯的含量
组别 蔗糖单酯 标准差 蔗糖二酯 标准差 蔗糖 标准差 高级脂肪酸酯 标准差 蔗糖多酯 标准差
实施例3 90.1％ 0.1％ 6.4％ 0.1％ 0.9％ 0.1％ 0.8％ 0.1％ 1.6％ 0.1％
实施例8 82.2％ 0.1％ 7.8％ 0.1％ 3.8％ 0.1％ 3.6％ 0.1％ 2.3％ 0.1％
实施例9 66.5％ 0.1％ 3.3％ 0.1％ 14.3％ 0.1％ 14.0％ 0.1％ 1.6％ 0.1％
实施例10 70.5％ 0.1％ 5.7％ 0.1％ 10.7％ 0.1％ 10.4％ 0.1％ 2.4％ 0.1％
实施例11 69.4％ 0.1％ 4.9％ 0.1％ 12.3％ 0.1％ 11.8％ 0.1％ 1.4％ 0.1％
由表3结果可知：本发明所涉及的合成高纯度蔗糖单酯的方法中，高级脂肪酸盐选用硬脂酸钾时，相比于其他类型的高级脂肪酸盐，其合成效果更好，蔗糖单酯的得率更高。
表4 实施例3、实施例12～14粗产物中蔗糖单酯、蔗糖二酯、蔗糖多酯、蔗糖及高级脂肪酸酯的含量
Figure BDA0003078843560000112
Figure BDA0003078843560000121
由表4结果可知：本发明所涉及的合成高纯度蔗糖单酯的方法中，高级脂肪酸盐选用碳酸钾与氢氧化钾的组合作为催化剂时具有更好的效果，蔗糖单酯的得率更高。
表5 实施例3、实施例15～18粗产物中蔗糖单酯、蔗糖二酯、蔗糖多酯、蔗糖及高级脂肪酸酯的含量
组别 蔗糖单酯 标准差 蔗糖二酯 标准差 蔗糖 标准差 高级脂肪酸酯 标准差 蔗糖多酯 标准差
实施例3 90.1％ 0.1％ 6.4％ 0.1％ 0.9％ 0.1％ 0.8％ 0.1％ 1.6％ 0.1％
实施例15 75.7％ 0.1％ 8.8％ 0.1％ 6.0％ 0.1％ 5.7％ 0.1％ 3.6％ 0.1％
实施例16 79.1％ 0.1％ 7.3％ 0.1％ 5.4％ 0.1％ 5.1％ 0.1％ 2.9％ 0.1％
实施例17 69.9％ 0.1％ 10.1％ 0.1％ 6.8％ 0.1％ 6.6％ 0.1％ 6.3％ 0.1％
实施例18 46.3％ 0.1％ 18.9％ 0.1％ 11.2％ 0.1％ 12.8％ 0.1％ 10.5％ 0.1％
由表5结果可知：本发明所涉及的合成高纯度蔗糖单酯的方法中，蔗糖与高级脂肪酸酯的摩尔比特定选择在1:1～2:3的范围内能获得更高的蔗糖单酯得率。
表6 实施例3、实施例19～21粗产物中蔗糖单酯、蔗糖二酯、蔗糖多酯、蔗糖及高级脂肪酸酯的含量
Figure BDA0003078843560000122
Figure BDA0003078843560000131
由表6结果可知：本发明所涉及的合成高纯度蔗糖单酯的方法中，将高级脂肪酸盐质量选择为蔗糖和高级脂肪酸酯总质量的5～20％，能获得很好的合成效果，尤其为10％时，蔗糖单酯的得率更高。
表7 实施例3、实施例22～23粗产物中蔗糖单酯、蔗糖二酯、蔗糖多酯、蔗糖及高级脂肪酸酯的含量
组别 蔗糖单酯 标准差 蔗糖二酯 标准差 蔗糖 标准差 高级脂肪酸酯 标准差 蔗糖多酯 标准差
实施例3 90.1％ 0.1％ 6.4％ 0.1％ 0.9％ 0.1％ 0.8％ 0.1％ 1.6％ 0.1％
实施例19 89.8％ 0.1％ 6.3％ 0.1％ 1.0％ 0.1％ 1.0％ 0.1％ 1.7％ 0.1％
实施例20 88.4％ 0.1％ 5.9％ 0.1％ 2.2％ 0.1％ 2.0％ 0.1％ 1.2％ 0.1％
由表7结果可知：本发明所涉及的合成高纯度蔗糖单酯的方法中，球磨后的混合料于真空干燥箱中在预热的温度在50～70℃之间，反应的程度接近，蔗糖单酯的生成率接近，但预热温度降低，预热时间延长，预热温度会影响各物质的熔融程度，从而会影响蔗糖与高级脂肪酸酯的反应程度。
表8 对照例1～2粗产物中蔗糖单酯、蔗糖二酯、蔗糖多酯、蔗糖及高级脂肪酸酯的含量
Figure BDA0003078843560000132
Figure BDA0003078843560000141
由表8结果可知：由对照例1所测得的结果可以得知未经过预热的蔗糖酯合成方法，蔗糖单酯的生成率较低，且蔗糖二酯和蔗糖多酯的生成率提高，蔗糖和高级脂肪酸酯的反应程度有所下降；由对照例2所测得的结果可以得知，蔗糖单酯的生成率最低。
性能测试2
分别将实施例1～4制得的产物A和产物B研磨至粉末状，用WATERS公司UPC2-SQdetector 2分别检测产物中蔗糖单酯、蔗糖二酯、蔗糖多酯的含量。结果如表9所示。
表9 实施例1～4、对照例1～2的产物A和产物B中蔗糖单酯、蔗糖二酯、蔗糖多酯的含量
Figure BDA0003078843560000142
由表8结果可知：本发明所涉及的合成高纯度蔗糖单酯的方法中，产物B中含有的蔗糖单酯含量高，且产物A中蔗糖单酯的含量低，因此，本申请的合成方法可以获得纯度高的蔗糖单酯。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的一种合成高纯度蔗糖单酯的方法，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (7)

1.一种合成高纯度蔗糖单酯的方法，其特征在于：按以下步骤进行：
步骤1：将蔗糖、高级脂肪酸酯、高级脂肪酸盐、催化剂球磨混合均匀得到混合料，其中，蔗糖与高级脂肪酸酯的摩尔比为1：1，高级脂肪酸盐的质量为蔗糖和高级脂肪酸酯总质量的7%～13%，其余为催化剂，所述催化剂中钾离子与蔗糖的摩尔比为1～3:5；所述高级脂肪酸酯为硬脂酸甲酯；所述高级脂肪酸盐为硬脂酸钠、硬脂酸钾中的一种或一种以上；所述催化剂采用碳酸钾、氢氧化钾的一种或两种的组合；
步骤2：球磨后的混合料于真空干燥箱中在50～70℃下预热1～3小时；
步骤3：将预热后的混合料置于感应炉中加热搅拌，加热温度为90～110℃，于真空或惰性气体的保护气氛下搅拌2～5小时，得到粗产物Ⅰ；
步骤4：趁热向粗产物Ⅰ加入温水搅拌5～10min，温水与粗产物Ⅰ的体积比为1～3:1，用3%醋酸调节pH至7，加入氯化钙溶液，在55～65℃搅拌至沉淀不再产生时，将温度升高至80～85℃，过滤，将滤饼用温水洗涤三次，收集滤液，获得混合液；
步骤5：将混合液超声波振荡后静置分层，油液分离得到水溶液和有机液；
步骤6：将有机液置于冰水中水浴30min～50min，在有机液表面析出白色晶体，过滤，无水乙醚洗涤3次，减压干燥获得产物A；将水溶液置于冰水中水浴，加入氯化钠溶液搅拌，在水溶液表面析出晶体，去掉下层水相，冰水洗涤3次，减压干燥后获得产物B高纯度蔗糖单酯。
2.根据权利要求1所述的一种合成高纯度蔗糖单酯的方法，其特征在于：在所述步骤1中，蔗糖、高级脂肪酸酯、高级脂肪酸盐、催化剂在氩气或氮气保护下采用高能球磨机进行球磨，球磨速度为350r/min～500r/min，球磨时间为3～10小时。
3.一种如权利要求1所述的一种合成高纯度蔗糖单酯的方法，其特征在于：在所述步骤3中，搅拌速度为250r/min～500r/min，反应压力为1～2kPa。
4.一种如权利要求1所述的一种合成高纯度蔗糖单酯的方法，其特征在于：在所述步骤4中，所述温水的温度为50～85℃，氯化钙溶液浓度为10%～20%。
5.一种如权利要求1所述的一种合成高纯度蔗糖单酯的方法，其特征在于：在所述步骤6中，所述冰水的温度不超过2℃，所述氯化钠溶液的浓度为10%～20%。
6.一种如权利要求1所述的一种合成高纯度蔗糖单酯的方法，其特征在于：在所述步骤3中，所述将预热后的混合料置于感应炉中加热，保护气氛采用氮气、氖气或氩气，压力为1.2～2 kPa。
7.一种如权利要求1所述的一种合成高纯度蔗糖单酯的方法，其特征在于：在所述步骤6中，减压干燥在减压干燥器中进行，减压干燥的压力不超过670pa，真空度为0.1MPa。
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