本發(fā)明屬于食品添加劑，具體涉及一種新型二肽類(lèi)甜味劑及其合成方法。

背景技術(shù)：

1、甜味劑作為一種能夠提供甜味的化合物，被廣泛應(yīng)用于食品、飲料、藥品等各類(lèi)產(chǎn)品中，以增強(qiáng)產(chǎn)品的口感和風(fēng)味。其中，阿斯巴甜是一種常見(jiàn)的甜味劑，它是由天冬氨酸和苯丙氨酸組成的二肽，甜度是蔗糖的180～220倍。而l-阿拉伯糖是一種天然存在的糖類(lèi)，甜度約為蔗糖的0.5％，常被用作食品添加劑，具有良好的甜度和抗齲齒效果。開(kāi)發(fā)可替代蔗糖的具有甜度高、安全、成本低等優(yōu)點(diǎn)的新型甜味劑是食品添加劑領(lǐng)域的研發(fā)目標(biāo)之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種工藝操作簡(jiǎn)單、安全、經(jīng)濟(jì)成本相對(duì)合理的新型二肽類(lèi)甜味劑及其合成方法；該新型二肽類(lèi)甜味劑是阿斯巴甜和l-阿拉伯糖的反應(yīng)產(chǎn)物n-〔n-(2,3,4,5-四羥基)甲基-l-α-天冬氨酰〕-l-苯丙氨酸-1-甲酯，其甜度是蔗糖的800-1000倍，極大提高甜度、口感接近蔗糖，無(wú)常見(jiàn)高倍甜味劑的留甜、假甜口感，可替代蔗糖或其他甜味劑廣泛應(yīng)用于食品、飲料、醫(yī)藥行業(yè)中。

2、本發(fā)明的第一目的是提供一種二肽類(lèi)甜味劑，為n-〔n-(2,3,4,5-四羥基)甲基-l-α-天冬氨?！?l-苯丙氨酸-1-甲酯，結(jié)構(gòu)式如式i所示：

3、

4、本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供n-〔n-(2,3,4,5-四羥基)甲基-l-α-天冬氨酰〕-l-苯丙氨酸-1-甲酯的合成方法，包括以下步驟：

5、s1、將乙醇、脫水劑、阿斯巴甜和l-阿拉伯糖依次加入反應(yīng)釜中，加熱至充分溶解；

6、s2、向溶解液中加入鈀碳催化劑并充分混合，用保護(hù)氣體置換反應(yīng)體系的空氣后，通入氫氣、加壓進(jìn)行氫化還原反應(yīng)；

7、s3、反應(yīng)后的反應(yīng)液減壓過(guò)濾，收集濾液，減壓濃縮，濃縮液重結(jié)晶純化，得到n-〔n-(2,3,4,5-四羥基)甲基-l-α-天冬氨?！?l-苯丙氨酸-1-甲酯。

8、對(duì)應(yīng)的合成反應(yīng)式如下：

9、

10、其中，me表示甲基(methyl?group)。

11、優(yōu)選，所述的步驟s1中，l-阿拉伯糖與阿斯巴甜的物質(zhì)的量比為0.5-4∶1，脫水劑與阿斯巴甜的物質(zhì)的量比為1-10∶1，乙醇與阿斯巴甜的質(zhì)量比為5-20∶1，鈀碳催化劑與阿斯巴甜的質(zhì)量比為0.01-0.1∶1。

12、更優(yōu)選的，所述的步驟s1中，l-阿拉伯糖與阿斯巴甜的物質(zhì)的量比為1.8-4∶1，脫水劑與阿斯巴甜的物質(zhì)的量比為1.9-5.9∶1，乙醇與阿斯巴甜的質(zhì)量比為7.5-14.5∶1，鈀碳催化劑與阿斯巴甜的質(zhì)量比為0.035∶1。

13、所述的脫水劑為無(wú)水氯化鐵、無(wú)水氯化亞鐵、無(wú)水氯化鎂、無(wú)水氯化鈣、無(wú)水氯化鋰、無(wú)水氯化鉀、無(wú)水氯化鈉、無(wú)水碳酸氫鈉、無(wú)水碳酸氫鉀、無(wú)水碳酸氫鋰、無(wú)水乙酸鉀、無(wú)水乙酸鈉、無(wú)水乙酸鋰、無(wú)水乙酸鈣、無(wú)水乙酸鎂、無(wú)水乙酸亞鐵、無(wú)水硫酸鈉、無(wú)水硫酸鉀、無(wú)水硫酸鎂、無(wú)水硫酸鋰、無(wú)水磷酸二氫鈉、無(wú)水磷酸氫二鈉、無(wú)水磷酸氫鉀中的任意一種或兩種以上的組合。

14、所用脫水劑的用量根據(jù)反應(yīng)體系的水分和脫水劑的脫水能力計(jì)算確定，如溶劑和試劑中的水分總和為a，脫水劑的脫水能力為b，要求b總是大于a。反應(yīng)中加入脫水劑的目的主要是為了結(jié)合反應(yīng)體系中的水，包括反應(yīng)物帶入的水和反應(yīng)生成的水，從而促進(jìn)縮合反應(yīng)充分進(jìn)行，故通常加入反應(yīng)體系的脫水劑的用量比反應(yīng)體系中水的總量要多。

15、所述的鈀碳催化劑，其含水量為40％-60％，除水分外的含鈀質(zhì)量比為5％～10％，使用前用甲醇或乙醇洗滌脫除90％以上的水分，然后用于催化反應(yīng)。

16、優(yōu)選，所述的鈀碳催化劑，其含水量為50％，除水分外的含鈀質(zhì)量比為10％，使用前用乙醇洗滌脫除90％以上的水分，然后用于催化反應(yīng)。反應(yīng)中所指的鈀碳催化劑的用量是以脫除水分前的(即含水量為50％的)鈀碳催化劑的質(zhì)量計(jì)的。

17、優(yōu)選，所述的步驟s1的加熱的溫度為30℃-45℃。

18、優(yōu)選，所述的步驟s2的向溶解液中加入鈀碳催化劑并充分混合是混合反應(yīng)0.5-2h。目的是讓鈀碳催化劑與溶液充分混合，利于后續(xù)催化反應(yīng)。所述的保護(hù)氣體是氮?dú)饣蚨栊詺怏w。

19、優(yōu)選，所述的步驟s2的通入氫氣、加壓進(jìn)行氫化還原反應(yīng)，是通入氫氣、控制氫氣壓力為8.5～10atm、反應(yīng)溫度為30℃-50℃、反應(yīng)10-16h。反應(yīng)壓力低的情況下，反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)；壓力過(guò)高，副產(chǎn)物會(huì)增加。氫化還原反應(yīng)的時(shí)間根據(jù)hplc檢測(cè)結(jié)果確定，綜合經(jīng)濟(jì)成本和合成產(chǎn)物收率確定。

20、優(yōu)選，所述的步驟s3的濃縮液重結(jié)晶純化是往濃縮液中加入體積分?jǐn)?shù)50％的乙醇水溶液，溶解析晶。

21、優(yōu)選，所述的步驟s3為：向反應(yīng)后的反應(yīng)液中加入適量水，減壓過(guò)濾，收集濾液，回收鈀碳催化劑并用乙醇洗滌，收集洗滌液合并濾液，減壓濃縮，濃縮液重結(jié)晶純化，得到n-〔n-(2,3,4,5-四羥基)甲基-l-α-天冬氨?！?l-苯丙氨酸-1-甲酯。也就是說(shuō)，步驟s3還可以包括回收鈀碳催化劑的步驟，實(shí)現(xiàn)鈀碳催化劑的回收利用。

22、本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供n-〔n-(2,3,4,5-四羥基)甲基-l-α-天冬氨酰〕-l-苯丙氨酸-1-甲酯在制備含有甜味劑的產(chǎn)品中的應(yīng)用。

23、優(yōu)選，所述的含有甜味劑的產(chǎn)品為食品、飲料和藥品。

24、本發(fā)明具有如下有益效果：

25、本發(fā)明使用阿斯巴甜和l-阿拉伯糖進(jìn)行合成反應(yīng)，產(chǎn)物為n-〔n-(2,3,4,5-四羥基)甲基-l-α-天冬氨?！?l-苯丙氨酸-1-甲酯；該產(chǎn)物口感純正、接近蔗糖口感，甜度倍數(shù)為蔗糖的800-1000倍，口感上與愛(ài)德萬(wàn)甜、紐甜、甜菊糖等高倍甜味劑有顯著區(qū)別。本發(fā)明合成工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，操作方便，成本相對(duì)低廉，符合綠色發(fā)展，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，在食品工藝領(lǐng)域有很好的使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

技術(shù)特征：

1.一種二肽類(lèi)甜味劑，其特征在于，為n-〔n-(2,3,4,5-四羥基)甲基-l-α-天冬氨?！?l-苯丙氨酸-1-甲酯，結(jié)構(gòu)式如式i所示：

2.n-〔n-(2,3,4,5-四羥基)甲基-l-α-天冬氨?！?l-苯丙氨酸-1-甲酯的合成方法，其特征在于，包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述的步驟s1中，l-阿拉伯糖與阿斯巴甜的物質(zhì)的量比為0.5-4∶1，脫水劑與阿斯巴甜的物質(zhì)的量比為1-10∶1，乙醇與阿斯巴甜的質(zhì)量比為5-20∶1，鈀碳催化劑與阿斯巴甜的質(zhì)量比為0.01-0.1∶1。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述的步驟s1中，l-阿拉伯糖與阿斯巴甜的物質(zhì)的量比為1.8-4∶1，脫水劑與阿斯巴甜的物質(zhì)的量比為1.9-5.9∶1，乙醇與阿斯巴甜的質(zhì)量比為7.5-14.5∶1，鈀碳催化劑與阿斯巴甜的質(zhì)量比為0.035∶1。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述的脫水劑為無(wú)水氯化鐵、無(wú)水氯化亞鐵、無(wú)水氯化鎂、無(wú)水氯化鈣、無(wú)水氯化鋰、無(wú)水氯化鉀、無(wú)水氯化鈉、無(wú)水碳酸氫鈉、無(wú)水碳酸氫鉀、無(wú)水碳酸氫鋰、無(wú)水乙酸鉀、無(wú)水乙酸鈉、無(wú)水乙酸鋰、無(wú)水乙酸鈣、無(wú)水乙酸鎂、無(wú)水乙酸亞鐵、無(wú)水硫酸鈉、無(wú)水硫酸鉀、無(wú)水硫酸鎂、無(wú)水硫酸鋰、無(wú)水磷酸二氫鈉、無(wú)水磷酸氫二鈉、無(wú)水磷酸氫鉀中的任意一種或兩種以上的組合；所述的鈀碳催化劑，其含水量為50％，除水分外的含鈀質(zhì)量比為10％，使用前用乙醇洗滌脫除90％以上的水分，然后用于催化反應(yīng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述的步驟s1的加熱的溫度為30℃-45℃；所述的步驟s2的向溶解液中加入鈀碳催化劑并充分混合是混合反應(yīng)0.5-2h，所述的保護(hù)氣體是氮?dú)饣蚨栊詺怏w；所述的步驟s2的通入氫氣、加壓進(jìn)行氫化還原反應(yīng)，是通入氫氣、控制氫氣壓力為8.5～10atm、反應(yīng)溫度為30℃-50℃、反應(yīng)10-16h。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述的步驟s3的濃縮液重結(jié)晶純化是往濃縮液中加入體積分?jǐn)?shù)50％的乙醇水溶液，溶解析晶。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述的步驟s3為：向反應(yīng)后的反應(yīng)液中加入適量水，減壓過(guò)濾，收集濾液，回收鈀碳催化劑并用乙醇洗滌，收集洗滌液合并濾液，減壓濃縮，濃縮液重結(jié)晶純化，得到n-〔n-(2,3,4,5-四羥基)甲基-l-α-天冬氨酰〕-l-苯丙氨酸-1-甲酯。

9.n-〔n-(2,3,4,5-四羥基)甲基-l-α-天冬氨?！?l-苯丙氨酸-1-甲酯在制備含有甜味劑的產(chǎn)品中的應(yīng)用。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的含有甜味劑的產(chǎn)品為食品、飲料和藥品。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種新型二肽類(lèi)甜味劑及其合成方法。本發(fā)明的甜味劑為N?〔N?(2,3,4,5?四羥基)甲基?L?α?天冬氨?！?L?苯丙氨酸?1?甲酯，是由阿斯巴甜和L?阿拉伯糖合成的產(chǎn)物。本發(fā)明的甜味劑口感純正、接近蔗糖口感，甜度倍數(shù)為蔗糖的800?1000倍，合成工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，操作方便，成本相對(duì)低廉，符合綠色發(fā)展，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，在食品工藝領(lǐng)域有很好的使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

技術(shù)研發(fā)人員：鐘照恬,蘭正茂,石濤,楊何輝,李智剛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市華加生物科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8