范小妮 胡加成 陳玉潔
摘 要:三氯蔗糖屬于鹵代蔗糖衍生物,人們經(jīng)過研究將其作為強力甜味劑,經(jīng)過各國多年的生化實驗,三氯蔗糖從上世紀七十年代開始被正式投入市場?;诖?,本文以三氯蔗糖作為研究對象,通過對三氯蔗糖合成方法分析,探究三氯蔗糖的合成過程控制,通過有效的監(jiān)控方法幫助企業(yè)及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中存在的問題,為降低生產(chǎn)成本,提升三氯蔗糖在食品工業(yè)中的應用意義。
關鍵詞:三氯蔗糖;合成過程控制;分析方法
三氯蔗糖合成過程研究中,薄層色譜屬于微量分離方法,這種研究方式高效快速,通過將吸附劑與載體涂布在玻璃板與塑料板上成為薄層,將即將分離的樣品點在薄層上,然后尋找有效的溶劑展開,從而達到分離與鑒定目的。與此同時,高效液相色譜法也是檢測食品添加劑含量的方法,在三氯蔗糖合成過程研究中,該方法有著實用價值,人們可以選擇不同體積比的氯仿與甲醇作為展開劑。
1 三氯蔗糖合成方法
分析三氯蔗糖的合成方法,主要有以下幾種:化學合成法。該方法以蔗糖作為原料,在蔗糖的6,1'和6'三個伯碳位上的羥基三苯甲基化后乙?;拐崽欠肿拥?個羥基全部反應,然后脫去三苯甲基基團形成五乙?;崽?,接著將4位上的乙?;w移到6位上,再進行氯化,最后脫乙?;玫饺日崽?化學-酶合成法。這種方法應用下也能夠合成三氯蔗糖,以葡萄糖和蔗糖作為合成的材料。將葡萄糖發(fā)酵處理,使其變?yōu)槠咸烟?6-乙酸,通過層析分離與提純之后,葡萄糖-6-乙酸和蔗糖在酶的作用下變成蔗糖-6-乙酸,然后氯化處理下最終變?yōu)槿日崽?6-乙酸。脫去乙?;?,三氯蔗糖制備完成;單酯法。該方法將蔗糖作為原料,以化學反應將蔗糖羥基生成單酯,使用氯化劑生成三氯蔗糖-6-酯,隨后脫去酯基,經(jīng)結晶提純即得到三氯蔗糖。經(jīng)比較與分析得知,化學合成法在合成三氯蔗糖時需要更多的步驟,且工藝流程比較復雜。而化學-酶合成法同樣需要較多的合成步驟,且中間產(chǎn)物的提純難度較大,合成成本較高,人們無法應用結晶分離法,只能選擇層析法制備三氯折騰。相比之下,單酯法發(fā)生反應只需要三個步驟,成本投入少,中間產(chǎn)物容易被分離提純,人們可以使用萃取和結晶法進行三氯蔗糖的制備。由此可見,單酯法合成三氯蔗糖更加適合用于工業(yè)生產(chǎn),這是目前最理想的生產(chǎn)工藝。
2 三氯蔗糖合成過程控制與工藝進展
2.1 蔗糖-6-乙酸酯合成過程的控制
應用薄層色譜法對蔗糖-6-乙酸酯進行合成過程控制,實現(xiàn)工藝的改進與方法分析。在DBSS低溫反應時,可以選取0min與10min、乙酸酐滴完的時間、滴完后10min、30min、60min的時間節(jié)點,取其中的反應液,按照從左到右的順序在兩塊板中點樣。使用3:2體積比的氯仿與甲醇作為實驗的展開劑,在層析缸內展開,隨后觀察實驗反映。發(fā)現(xiàn)得知,0min的時候,薄層色譜圖中只有蔗糖與DBSS兩個點,三氯蔗糖沒有發(fā)生全部反應,只有顏色比較淺的小斑點存在。反應進行到10min的時候,蔗糖、DBSS、蔗糖-6-乙酸酯三個點出現(xiàn)。乙酸酐滴加30min后,DBSS開始消失,滴加60min后,DBSS的點已經(jīng)完全消失,蔗糖-6-乙酸酯開始擴大面積且顏色變深。應用高效液相色譜法,在混合液中分析不同組分的極性情況,判斷各組分極性大小,通過對高效液相色譜的監(jiān)測,分析純樣品的實際保留時間。探究發(fā)現(xiàn)純樣品在保留時間為3.195min的時候屬于蔗糖-6-乙酸酯;在3.944min的時候鋒為DBSS;在6.575min的時候高效液相色譜中溶劑峰面積最大。由此可見,蔗糖、DBSS、蔗糖-6-乙酸酯三個組分的分離情況比較好,且保留時間比較短。
2.2 蔗糖-6-乙酸酯氯化過程的控制
三氯蔗糖在合成與反應過程中,蔗糖-6-乙酸酯的氯化反應最復雜,也是最重要的一步,其中的影響因素比較多。做好蔗糖-6-乙酸酯的綠化過程控制是強化三氯蔗糖合成方法的關鍵。蔗糖-6-乙酸酯處于115℃狀態(tài)下將會氯化為三氯蔗糖。溫度越高,蔗糖-6-乙酸酯就越容易發(fā)生炭化反應,而這其中人們需要對氯化反應進行探究,盡可能減少炭化反應的進行。對此,建議使用薄層層析法,了解蔗糖-6-乙酸酯的氯化過程,應用高效液相色譜對蔗糖-6-乙酸酯的氯化反應進行時間點控制。
在薄層色譜法中,將薄層層析法的計算結果和蔗糖-6-乙酸酯標準樣品展開對比,明確主產(chǎn)物就是三氯蔗糖-6-乙酸酯。但是從薄層層析色譜中,發(fā)現(xiàn)氯代產(chǎn)物雜質點比較多,混合溶液的內部組成比較復雜,其中包含了35%的水。12%的鹽和5%左右的蔗糖-6-乙酸酯成分,此外,還有0.5%左右的氯化衍生物存在。高效液相色譜法中,三氯蔗糖-6-乙酸酯的合成過程十分復雜,發(fā)生反應后得到的混合物體系也較為混亂其中包含了目標產(chǎn)物、反應副產(chǎn)物以及雜質,人們不能用正常的判斷方式去探究吸收峰內屬于什么雜質,只能從色譜中觀察三個較大的鋒。與此同時,保留二氯代物、蔗糖-6-乙酸酯的時間點,為三氯蔗糖-6-乙酸酯合成過程的控制提供參考依據(jù)。
3 總結
綜上所述,隨著三氯蔗糖應用的日漸廣泛,為了降低其合成成本,提升產(chǎn)品效益,人們對三氯蔗糖的合成工藝加以分析和研究,對蔗糖-6-乙酸酯合成過程的控制、蔗糖-6-乙酸酯氯化過程的控制進行闡述,為三氯蔗糖的制備提供幫助。
作者簡介:
范小妮(1986- ),女,民族:漢,籍貫:江蘇省鹽城市,最高學歷:大專,研究方向:三氯蔗糖合成。
胡加成(1987- ),男,民族:漢,籍貫:江蘇省鹽城市,最高學歷:大專,目前職稱:無;研究方向(從事工作):三氯蔗糖研究。
陳玉潔(1995- ),女,民族:漢,籍貫:江蘇省鹽城市;最高學歷:本科,目前職稱:無;研究方向(從事工作):三氯蔗糖研究。