[发明专利]去除食品中羟甲基糠醛的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物催化技术领域，尤其是一种使用取代基金属卟啉催化剂去除食品中羟甲 基糠醛的方法。

背景技术

随着社会的进步和经济的发展，人们的生活品质逐步提高，对食品安全的重视程度也越 来越高。羟甲基糠醛(HMF)是食品中糖类物质降解后形成的一种物质，能诱导细胞和基因突 变，具有潜在的致癌性，因此作为食品热处理或长时间贮存质量破坏程度的一个指标。通常 认为，羟甲基糠醛(HMF)是一种弱致癌性的细胞毒素，在高浓度下，可伤害眼睛、呼吸道、 皮肤和粘膜。研究学者Anese等研究发现羟甲基糠醛(HMF)能在老鼠体内诱发基因突变，导 致老鼠患结肠癌和肝癌。羟甲基糠醛(HMF)毒性主要是因为其能在体内和体外分别形成磺酸 氧甲基糠醛(SMF，Sulfoxymethylfurfural)和5-氯甲基糠醛(5-Chloromethylfurfural，5-CMF)， 而这些物质具有较强的致癌性和基因毒性。所以羟甲基糠醛(HMF)存在在食品中对人类来说 都是一个潜藏的、具威胁性的问题。综上所述，去除食品中的羟甲基糠醛(HMF)是十分必要 的，而选择一种绿色高效的方式除去羟甲基糠醛(HMF)又是一个很值得我们探索与研究的课 题。

目前已经有很多关于去除羟甲基糠醛(HMF)研究方面的专利。例如中国专利 CN201110180870.8报道的是一种除去果葡糖浆中的5-羟甲基糠醛(HMF)的方法，方法按如下 步骤进行：(1)料液前处理，将果葡糖浆的色度控制在30RBU以下；(2)吸附，从吸附柱出料 的果葡糖浆中5-羟甲基糠醛(HMF)含量小于5mg/kg；(3)离子交换，从离子交换柱出料的果葡 糖浆的电导率小于5μs/cm且pH值在3～8之间；(4)脱味，果葡糖浆的色度小于5RBU且透 光率大于99％；(5)浓缩，进入蒸发器进行蒸发，得到质量浓度为75～78％的果葡糖浆成品。 该方法能有效的将果葡糖浆中5-羟甲基糠醛含量降至5mg/kg以下，从而达到提高果葡糖浆 品质的目的。该方法的不足之处在于选择性不高，操作起来比较困难复杂。

中国专利CN201010516208.0阐述的具体方法是在溴和金属催化剂的存在下在有机酸溶 剂中使5-羟甲基糠醛(HMF)与氧化剂接触；并使5-羟甲基糠醛(HMF)与该氧化剂发生反应， 同时除去由该反应生成的水以制备2,5-呋喃二甲酸。该发明中，将注意力放到反应过程中生 成的水，提供水含量调节手段并且在减少溶剂中的水含量的同时进行反应，因此能够以较高 收率和较高纯度制备2,5-呋喃二甲酸而不存在水引起的任何阻碍。2,5-呋喃二甲酸(FDCA)的 收率为65.8％和水含量为1.11％。该方法虽然能解决水所带来的一定问题，但是并不适用于 大规模的工业生产，也并不是特别绿色高效。

中国专利CN201310572055.5的具体操作内容为：在镍系金属催化剂的作用下，将5-羟 甲基糠醛(HMF)在溶剂中进行氢解反应，得到2,5-二甲基呋喃(DMF)。所述镍系金属催化剂 为负载型双金属催化剂，其有效活性成分包括镍和钨。该发明提供的方法是采用以镍和钨为 有效成分的镍系金属催化剂催化HMF进行氢解，得到DMF，镍成分具有较好的加氢能力， 能够使醛基基团加氢成为羟甲基基团；钨成分具有较好的路易斯(Lewis)酸性，能够促进 HMF氢解过程中碳-氧键的断裂，使羟甲基基团转化成甲基基团；在镍和钨的双重作用下， 能够将HMF高效、高选择性的转化为DMF，使DMF的产率较高。该方法采用了镍系金属 为催化剂，由于贵金属价格较昂贵，这远远的加大了生产成本，不符合经济合理的原则。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种使用取代基金属卟啉催化剂去除食品中羟 甲基糠醛(HMF)的方法，本发明具有绿色高效，环境友好，选择性高的优点。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种去除食品中羟甲基糠醛的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)反应：以含一定量羟甲基糠醛(HMF)的食品为原料，用溶剂溶解原料于圆底烧瓶中， 用取代基金属卟啉催化剂选择性催化氧化羟甲基糠醛，生成5-羟甲基糠酸(HMFCA)、DFF和 2,5-呋喃二甲酸(FDCA)；

(2)吸附：将吸附剂加入反应后的原料溶液，恒温振荡吸附未完全反应的羟甲基糠醛；