【正文】 107% 之間 , 與正交表中其他試驗結(jié)果相比 , 并不是最高的。在反應中應嚴格控制 反應溫度和壓力 , 避免出現(xiàn)蔗糖焦化現(xiàn)象及添加催化劑和硬脂酸單甘酯時產(chǎn)生泡沫等現(xiàn)象。國內(nèi)江蘇省金湖縣油脂廠實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。 丙二醇酯法 將丙二醇酯與脂肪酸鈉在 150～ 190 ℃下加熱熔融 ,然后將催化劑和蔗糖加入 ,減壓至 13133～ 13313 Pa ,并于上述 溫度下攪拌反應即可。本法可連續(xù)生產(chǎn) ,也可間歇生產(chǎn)。該法反應速度極快 (4～ 20min) ,收率好 (蔗糖酯占反應后混合物重量的 45 %左右 ) 。此法反應速度快 , 著色小 , 原料酯轉(zhuǎn)化率 90 %以上。 非均相法 將蔗糖、脂肪酸甲酯和 K2CO3 在 130～ 160 ℃ ,壓力 1133KPa～ 2KPa 下攪拌 ,進行酯交換。 常壓法 又稱為 TAL法。然后，利用不同的溶劑分離成蔗糖酯和甘油單、二酸酯。最終產(chǎn)品的物理化學性質(zhì)，在很大程度上取決于所用原料油脂的性質(zhì)。 蔗糖多酯 的二步合成法 該法于 1976年有美國 Procyeramp。Gamble法，被視為蔗糖酯合成上的新突破，已投入工業(yè)化生產(chǎn)。反應分兩階段進行，在第一階段，于鉀皂存在下，脂肪酸甲酯同蔗糖以摩爾比 3： 1進行反應，生成主要含蔗糖低酯的熔融相；在第二階段，再補加脂肪酸甲酯進行反應，以生成蔗糖多酯，收率可高 達 90%（以蔗糖計），酯化度 6~8，反應時間約為 6~8h。是隨著生物技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)的一種新的蔗糖酯合成方法，研究發(fā)現(xiàn)許多脂肪酶可以使蔗糖和脂肪酸酯反應生成蔗糖酯，并且反應選擇性強，產(chǎn)物分離簡單。酶催化合成蔗糖酯方法的缺點是反應必須在適當?shù)挠袡C溶劑分散條件下進行，酶才能在體系中充分分散，而目前常用的溶劑主要有四氫呋喃、甲苯、環(huán)己烷、吡啶、苯和二甲基 甲酰胺等，都有一定的毒性，不利于產(chǎn)品在食品等行業(yè)中的應用。到目前為止 ,還研究出了以酸酐、酰氯等為酯化劑的直接酯化法以及生物化學法等。 酶催化法 17 人們還發(fā)現(xiàn)了用生物技術(shù)合成蔗糖酯的方法 [21],將脂肪酶在疏水相催化酯交換反應 ,通過酯交換反低廉的油脂轉(zhuǎn)化為具有特殊功用的油脂。與化學催 化劑相比 ,酶催化法具有催化活性高、反應條件溫和、選擇性強、產(chǎn)物分離簡單等優(yōu)點 [26]。吳洪達等 [28]以蔗糖八乙酸酯和油酸乙酯為原料 ,以脂肪酶 Novo435為催化劑 ,以叔戊醇為溶劑 ,通過轉(zhuǎn)酯化反應合成了同時含有油酸?；鸵宜狨；幕旌闲吞?。利用這個特點 ,它可以用來作吸水劑 ,生物降解塑料用作尿布和衛(wèi)生產(chǎn)品 ,水處理化學試劑以及藥物載體。首先用脂肪酶 Novo435催化合成二酯 ,在酶催化作用下二酯與二醇在有機溶劑下發(fā)生縮聚反應生成線性蔗糖多酯 ,其重均分子量可達 22 000。班青等 [31]在常壓下用固定脂肪酶催化合成蔗糖脂肪酸酯 ,生產(chǎn)工藝簡單 ,反應溫度比較低 ,為 20~80℃ 。 九．蔗糖酯的純化 蔗糖酯的合成產(chǎn)物為蔗糖酯、脂肪酸酯、蔗糖及催化劑或乳化劑的混合物 ,蔗糖酯的分離純化一般是應產(chǎn)物冷卻 ,進行脫色處理 ,再采用混合溶劑分離殘余的脂肪酸酯、蔗糖及催化劑等雜質(zhì) ,再進行冷 卻使蔗糖酯結(jié)晶析出 ,過濾后得粗酯。胡健華 [32]采用乙醚浸泡法對蔗糖酯粗產(chǎn)物進行純化處理。再進一 步鹽析 ,加速蔗糖酯的凝聚分層 ,進行水洗 ,并棄除水相得到粗產(chǎn)物。分析產(chǎn)物組成為蔗糖酯占 61%,硬脂酸甲酯 21%,硬脂酸鉀 18%。與有機溶劑共沉淀法相比 ,能顯著降低生產(chǎn)成本 ,提高產(chǎn)品產(chǎn)率。首先向 SE粗品中加入 5倍的乙酸乙酯和 3倍的水 ,70℃下加熱攪拌溶解 ,用檸檬酸調(diào) pH=5,在上層有機 18 相中再加入占粗品 14%的 NaCl,70℃下攪拌 10~20min,冷卻至 5℃ ,生成含 SE和鹽的共沉淀物 ,抽濾除去濾液 ,濾餅中再加入與粗品等量的異丁醇和水 ,65℃加熱溶解 ,調(diào) pH=7,最后排出水層 (如有必要可重復水洗 2~3次 ),有機相減壓脫溶即得 SE精制產(chǎn)品。 蔗糖脂肪酸酯的分析 我國早在 1987 年就頒布了蔗糖酯的標準 (GB82721987)，規(guī)定了蔗糖酯的質(zhì)量分析標準方法，并在 2020年用新標準 (GB82722020)代替舊標準，進一步完善了蔗糖酯的質(zhì)量控制體系?，F(xiàn)將標準以外的其它分析方法進行介紹。 殘?zhí)堑?測 定，稱取一定 量 真 空 干燥 后的 樣 品，在 10%氯 化 鈉 水和 正 丁 醇 混 合溶 液 中 攪拌 溶解， 待 溶解 完全 后 將 油水 兩 相分離。用 旋 光 計 測 定水 層 的 旋 光度， 根據(jù) 旋 光度可計算 殘?zhí)堑?百 分含 量 。按同一 操 作步 驟作一 空 白樣 。 樣 品 總量減 去 殘?zhí)呛?未 反應酯，得 出 樣 品中蔗糖酯含 量 ，進而 求 得產(chǎn)品中蔗糖酯 百 分含 量 。 測 定 HLB值 是 根據(jù) HLB值 具有加和性的 特 點， 利 用 已 知 HLB值 的非離子表面活性劑與水 體積數(shù) 的關(guān) 系求 蔗糖酯的 HLB值 ，具 體 方法是：用 已 知 HLB值 的 聚氧乙 烯失 水 山梨 醇單油酸酯 (HLB15)、 聚氧乙 烯 失 水 山梨 醇單 棕櫚 酸酯 ()、 失 水山梨 醇三油酸酯 ()的 混 合物 做標準 物質(zhì)， 將 一定 量 不同 HLB值 的 混 合 標準在 比色 管 中 溶于 N,N二甲基甲 酰胺 和 苯 的 混 合 液 中，在電 磁攪拌 下，由 滴 定 管緩 19 緩 滴入蒸 餾 水， 滴至 從 比色 管 前 看 置于 管 后的 3 號字 體模 糊 為 終 點， 記錄 所 耗 用蒸 餾 水的 毫 升數(shù) ，以 HLB 值 和水的 毫 升數(shù)做標準 曲線 。 【 13， 14】 薄層 色 譜 分 析 蔗糖酯合成產(chǎn)物中可 能 含有單酯、雙酯、多酯以及 未 參 與反應的脂肪酸、蔗糖等成分。蔗糖酯 薄層 分 析常 用的顯 色 劑有 硫 酸甲醇溶 液 、 硫 酸 蒽酮 溶 液 及 脲 磷 酸 正 丁 醇溶 液 。 準確吸取蔗糖單酯標準溶液及各種樣品溶液各 2μ L 分別點于同一塊硅膠 G板上 ,在儲有展開劑甲苯 2乙酸乙酯 2甲醇 2水 (體積比為 10∶ 5∶ 415∶ 012) 的展開缸中 ,上行展開 ,待展開劑揮發(fā)完后 ,垂直插入裝有脲 2磷酸 2正丁醇顯色劑的浸漬槽中 ,取出后用干凈濾紙吸去薄層板表面過量的試劑 ,并擦干背面玻璃上殘留的溶液。 經(jīng)計算 ,單 酯的 Rf 值為 0116 ,多酯的 Rf 值為 0138～ 0193 。最終確定薄層色譜條件為 :用單波長模式掃描 ,610 nm 為蔗糖酯的最大吸收波長 ,狹縫 1120 mm 1120 mm ,Δ Y = 012 mm(反射鋸齒掃描 ) ,線性化器為OFF ,背景校正為 ON ,靈敏度適中。因此 ,在二酯和三酯尚未定性的情況下 ,測單酯的含量可確定蔗糖酯的親水親油平衡值 (HLB) ,進而推測其應用范圍。下表是用歸一法所測得的一些樣品的單酯含量 ,其中自制的 SE60 , SE50 和 SE20 樣品除了硬脂酸甲酯和蔗糖物質(zhì)的量比不同 ,其反應條件均相同。糖的用量越大 ,單酯含量越高。 【 15】 20 Simonovska 等 【 16】 提出 一種離 線薄層 色 譜 質(zhì) 譜 分 析 聯(lián) 用 技術(shù) 分 析 煙葉 表面的蔗糖酯的新方法， 實驗 中 將色 譜 分離后的 樣 品進 行 質(zhì) 譜掃描 ， 通 過所得質(zhì) 譜 圖與已 知 圖 譜 對 比 鑒 定 該 物質(zhì)是 否 為酯。 柱 色 譜 的 吸附 劑有 氧 化 鋁 、 硅膠 、 氧 化 鎂 和碳酸 鈣等，分離以酯 類 為 主 的有機化合物一般選用 硅膠 作為 吸附 劑。一般來 說 ，非 極 性化合物 要 用非 極 性溶劑，當被分離 組 分較多 且 有 些 組 分在 極 性低的溶劑 中溶解度 很 小時，可適 當加 入 少 量 極 性較大的溶劑。 樣 品從 柱項端加 入 ，在洗 脫 劑作用下 向 下 移 動 ，由于各 組 分被 吸附 能 力不同，下 移速 度也不一樣 。如果各 組 分 均 為有 色 物質(zhì)，可 直接觀 察 到不同的 顏 色 譜 帶并分別 收集 。可 將 洗 脫 液 分 段 收集 ， 利 用 薄層層 析 定性后， 將 相同 組 分合并， 蒸 干 后稱 重 ，用 該 方法 測 定了以蔗糖、脂肪酸甲酯為原料合成蔗糖酯的含 量 。最 重要 的是 實現(xiàn) 了分離和 檢 測 一 體 化， 連續(xù) 完 成了分離與 測 定。用 220 nm紫 外檢 測快速 定性、定 量地 分 析 了各成分的含 量 。方法有 效 地 分離了蔗糖酯產(chǎn)品中的蔗糖、蔗糖單酯、蔗糖二酯、脂肪酸、硬脂酸甲酯和蔗糖多酯。對蔗糖而 言 ， 主要 紅 外特征 吸 收 峰 分別為： 3 cm1的 O－ H伸 縮 振動 ； 2 cm1的 C－ H的 伸 縮 振動 ； 1 cm1處 與仲醇羥基相 連 的 C－ O伸 縮 振動 ； 9 cm1的與伯醇羥基相 連 的 C－ O的 伸 縮 振動 ； cm1和 cm1的 D吡喃葡萄糖的 吸 收 帶。也可以采用 夾片 法 測 定蔗糖 棉籽 油脂肪酸多酯， 通 過 紅 外 圖 譜 中反 映 酯結(jié)構(gòu)的 特征峰 強 弱 ， 測 定了合成酯的 純 度高低。另外 ,在保證產(chǎn)率的前提下 ,降低反應溫度是合成的重點 ,而尋找合適的乳化劑 ,使反應體系成為均相反應體系 ,或添加有效的催化劑都是降低反應溫度、提高反應速率的有效方法。 23 參考文獻 【 1】 張萬福，食品乳化劑，中國輕工業(yè)出版社， 1993（ 9） 【 2】 張百勝等，蔗糖酯的特性及在食品中的應用，農(nóng)產(chǎn) 品加工新產(chǎn)品與新技術(shù)，江蘇科學技術(shù)出版社， 2020（ 8） 【 4】 章亞東，蔣登高，高曉蕾，等 . 蔗糖硬脂酸酯的合成反應機理及動力學 [J]. 化學反應工程與工藝， 2020, 18(3): 219224. 【 5】 趙靜等，蔗糖酯合成與分析，中國科技論文在線， 2020（ 3）， 206~211 【 6】 易封萍等，蔗糖酯的合成研究，廣西大學學報（自然科學版）， 1996（ 12），338~340 【 7】 韋異等，蔗糖酯合成工藝研究，廣西工學院學報， 1999（ 6）， 99~101 【 8】 陳魁 ， 試驗設計與 分析 ， 北京 : 清華大學出版社 , 1996: 94～ 115 【 9】 孫書靜，食品添加劑蔗糖脂肪酸酯的合成與應用，食品與藥品， 2020（ 7），57~59 【 10】 李尊江等，蔗糖脂肪酸酯的制備應用及發(fā)展，精細石油化工進展， 2020（ 5）， 16~23 【 11】 金英姿等，蔗糖脂肪酸酯的合成及應用，中國甜菜糖業(yè)， 2020（ 9）， 28~31 【 12】 努爾買買提 , 吾滿江 1