蔗糖十二烷酸酯又称蔗糖脂肪酸酯(sucrose fatty acid ester),是一种新型的非离子表面活性剂口。蔗糖十二烷酸酯为白色至黄褐色粉末或无色至微黄色的乳稠液体,无嗅,无色,无味,对人体皮肤无刺激作用,具有良好的乳化、分散、增溶、润湿、保鲜等特性,可广泛应用于食品、医药、化妆品、制糖、果蔬保鲜、化肥、饲料等领域。蔗糖十二烷酸酯水解后成为蔗糖和脂肪酸,安全,无毒,而且与一般合成的表面活性剂不同,蔗糖十二烷酸酯在好氧和厌氧的条件下都能100%生物降解,有利于环保,因此它是一种绿色表面活性剂。目前,市场上的蔗糖十二烷酸酯产品多是采用化学法合成的,合成反应在高温、高压下进行,条件较苛刻,终产物带有颜色,而且催化反应选择性差,有很多的副产物生成。而采用酶法合成蔗糖十二烷酸酯,反应条件温和,具有很好的区位选择性和立体选择性,产品纯度高,色泽浅,使用效果良好。

以菌株GX-0014提取制备的固定化脂肪酶作为催化剂,在无溶剂体系及温和的反应条件下催化合成了蔗糖十二烷酸酯。通过对催化反应条件的综合研究,为实现酶法清洁生产具有特殊功能的蔗糖十二烷酸酯,为取代传统的化学法合成打下基础。
合成方法[1]
1.培养条件按2g/L接种量将菌种接种于上述培养基中,并于30℃,200r/min培养2d。
2.酶液提取及固定化酶制备发酵悬浊液以8000r/min离心,得发酵上清液,以硫酸铵分级沉淀,超滤浓缩,聚乙二醇浓缩,用硅藻土固定,制成固定化酶,4℃冰箱放置备用。
3.蔗糖十二烷酸酯的酶法合成在200mL的三角瓶中,加入8mmol的月桂酸、1mmol 蔗糖的饱和溶液和400mg的固定化酶,充分混合均匀,于30℃振荡反应,转速为200r/min,反应30h。
4.转化率的测定沸水浴煮10min,将酶灭活,终止反应,以酚酞为指示剂,用0.2mol/L的KOH滴定反应体系中残留的脂肪酸,以脂肪酸的减少量计算酯化率,结果以相对转化率表示。
5.月桂酸与蔗糖的摩尔比对酯化反应的影响:通过改变月桂酸与蔗糖的摩尔比,加酶量不变,使月桂酸与蔗糖的摩尔比分别为0.25:1,0.5:1,1:1,2:1,4:1,6:1,8:1和12:1。

6.温度对酯化反应的影响:月桂酸、蔗糖与酶量通过在25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃下反应30h后,测定酯化率,计算相对转化率。
7.pH值对酯化反应的影响:将2mL不同pH的磷酸盐缓冲液(0.1mol/L)加到400mg固定化酶中,25℃下干燥1d后使用,如此制备pH分别为4,5,6,7,8,9,10,11的固定化酶,再按步骤3项操作。
8.产物提取:取10mL反应液加入10mL无水乙醇和30ml氯仿,以酚酞为指示剂,用5mol/L的NaOH中和反应液中残留的脂肪酸,充分摇匀,分层后分离出下层提取液,上层溶液继续用氯仿提取,将提取液中的氯仿合并及挥发后即得到蔗糖十二烷酸酯的提纯产物。
9.产物鉴定薄层色谱鉴定:将提纯产物、蔗糖十二烷酸酯(标准品)及已知的蔗糖十二烷酸酯标样溶液点于硅胶G板(10cmX20cm)上,在储有展开剂甲苯-乙酸乙酯-甲醇-水(体积比为10:5:4.5:0.2)的展开缸中,上行展开,待展开剂挥发完后,垂直插入装有显色剂[1g脲溶于4.5mL 85%(体积分数)磷酸和48mL水饱和的正丁醇的混合溶液]的浸渍槽中,取出后用干净滤纸吸去薄层板表面过量的试剂,并擦干背面玻璃上残留的溶液。放置20min,然后在70℃下烘20min,蔗糖十二烷酸酯斑点呈均匀的蓝色。
参考文献
[1] 姚评佳,郑承臻,魏远安. 蔗糖月桂酸酯的酶法合成[J]. 广西农业生物科学,2004,23(4):316-319.