[发明专利]一种超临界CO2

说明书

本发明属于生物催化技术领域，具体涉及一种超临界CO₂工艺下固定化酶催化制备糖酯的方法。本发明固定化酶催化制备糖酯的方法具体为：以溴丙酸、乙腈、咪唑类化合物，反应得到修饰剂；将修饰剂、羰二咪唑加入到无水二甲亚砜中，搅拌并反应，得到活性体；将活性体加入到脂肪酶液中，反应得到酰化脂肪酶溶液；将单体丙烯酰胺加入到酰化脂肪酶溶液中，搅拌溶解，通氮气，加入过硫酸铵与四甲基乙二胺，进行聚合反应，得到固定化脂肪酶；将糖与脂肪酸混合，得到反应物，加入固定化脂肪酶，置于反应釜，加入CO₂介质，进行搅拌反应，得到糖酯。本发明的反应条件温和，操作简单，转化率高，并且酶催化剂可重复利用，对环境污染小，有望进行工业化生产。

技术领域

本发明属于生物催化技术领域，具体涉及一种超临界CO₂工艺下固定化酶催化制备糖酯的方法。

背景技术

糖酯类化合物广泛存在于自然界，是一类具有重要生理活性的物质，其对于物质的跨膜运输和能量传递，对于生命体内的代谢过程，均具有重要的作用。糖酯作为一种生物功能分子和化工原料具有重要的应用价值。例如，糖酯化合物具有特殊的两亲结构，因此可作为一种非离子型生物表面活性剂。这类表面活性剂与来自石油工业的化学表面活性剂相比除具有优良的表面性能外，还具有生物相容性、可生物降解性和无毒等优点，是一类环境友好的表面活性剂。糖酯类生物表面活性剂已广泛应用于食品、医药、发酵及石油化工行业。糖酯还可以作为煎炸油、冰淇淋等无热量脂代用品，例如蔗糖聚酯， 1996年被美国食品与药物管理局(FDA)批准用作无热量煎炸用油。综上所述，制备糖酯是十分必要的，而选择一种绿色高效的方式制备糖酯又是一个很值得我们探索与研究的课题。

当前糖酯制备工艺中的底物糖类和脂肪酸并不是脂肪酶在自然界中的天然底物，有机溶剂体系也不是脂肪酶催化的天然环境，极大地限制了脂肪酶的选择性及活性表达，导致糖酯收率普遍偏低。此外，现有制备工艺复杂，反应时间长，成本相对较高，有机溶剂大量使用，不仅污染环境，同时对于油脂食品有着重大的安全隐患。

目前已经有很多关于合成糖酯方面的专利，例如相关专利报道了一种适用于工业化生产蔗糖酯的方法。该方法步骤如下：（1）分别将碱土金属氧化物和催化剂灼烧，冷却备用；（2）将脂肪酸甲酯加热融化，加入灼烧后的碱土金属氧化物搅拌过滤；（3）将步骤（2）过滤后的脂肪酸甲酯、蔗糖和灼烧后的催化剂置于反应容器中，充分混匀，在油浴中搅拌反应；（4）将步骤（3）所得产物用溶剂进行多次洗涤，真空干燥后即得蔗糖酯。该发明简单易行、反应均匀、转化率高，得到的蔗糖酯产品色泽好，单酯含量高，乳化性能好，但有机溶剂的大量使用不适用于工业化生产。

相关专利公开了一种脂肪酸糖酯的合成方法，其中，包括步骤：以离子液体或者离子液体与有机溶剂双溶剂作为反应介质，将脂肪酸或脂肪酸酯与带有羟基的糖类按照摩尔比1:3~4:1加入到上述反应介质中，混合3~7分钟后，然后加入脂肪酶，反应4~48h制得脂肪酸糖酯。该发明通过在纯离子液体系统和双溶剂系统中，对反应条件进行了设计和优化，建立了一个绿色、高效的酶法合成糖酯的反应体系。尤其是在双溶剂体系中，离子液体以及叔戊醇提高了底物、产物溶解度，提高糖酯时空收率，并简化糖酯提纯工艺，提高效率，然而离子液体溶剂的引入加大了工业制造成本以及未知的毒性作用。

相关专利公开了一种蔗糖酯的制备方法，属于非离子型表面活性剂技术领域。该方法首先除去脂肪酸甲酯中的少量水和自由的脂肪酸，再将固体催化剂加入除水后的脂肪酸甲酯中，搅拌均匀的条件下按一定的比例加入蔗糖。现有技术工业上制备蔗糖酯常采用碱金属氢氧化物作为催化剂，容易造成后续产品提纯步骤繁琐，从而产生大量废水。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的技术缺陷，如：工艺复杂，反应时间长，成本相对较高，有机溶剂大量使用等问题，本发明提供了一种绿色高效制备糖酯的新方法，尤其是一种超临界CO₂工艺下固定化酶催化制备糖酯的方法。

具体的，本发明采用的技术方案是：