一种烷基糖苷的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种烷基糖苷的制备方法，属于精细化工技术领域。本发明首先通过对芽孢杆菌进行培养，得到芽孢杆菌菌种，然后移取一定的芽孢杆菌菌种进行紫外诱变，选取经诱变后脂酰辅酶A还原酶活性高因此产脂肪醇高的菌种进行培育，然后再进行发酵，发酵结束，向发酵液中加入葡萄糖，在醛缩酶的作用下，反应生成烷基糖苷，本发明以醛缩酶为催化剂，避免了葡萄糖之间的脱水缩合以及葡萄糖自身的脱水，利用酶的高效催化性，使反应缩短了12h，并且提高了转化率和收率，收率提高至95％以上，并且烷基糖苷的纯度达到了96%，本发明操作简便，未使用有机试剂，绿色无污染，利于工业化生产。
【专利说明】
一种烷基糖苷的制备方法
技术领域
[0001]本发明公开了一种烷基糖苷的制备方法，属于精细化工技术领域。
【背景技术】
[0002]烷基糖苷简称APG，具有优良的生态学和毒理学性质、优异的物理化学性质以及良好的配伍性能，其表面张力低，去污力强，泡沫丰富而细腻，可与任何类型表面活性剂复配，协同效应明显，且无毒、无害、无刺激，生物降解性优于现在任何一类表面活性剂，是一种性能良好的新型非离子面活性剂，也是国际公认的首选“绿色”功能性表面活性剂。
[0003]烷基糖苷可作为洗发香波、沐浴露、洗面奶、洗衣液、洗手液、餐具洗涤液、蔬菜水果清洗剂等日用化工的原料;也用在皂粉、无磷洗涤剂、无磷洗衣粉等合成洗涤剂中；亦可作为食品、农药、硅油的乳化分散剂，杀虫剂、除草剂的增效剂，农膜防雾剂、塑料助剂;还可用于医药、生物工程、消防药剂、纺织助剂、涂料、感光材料、制革、采油、选矿、橡塑，能源等多种领域，具有广泛的应用前景。
[0004]以葡萄糖和脂肪醇为原料合成烷基糖苷表面活性剂过程中，合成烷基糖苷所使用的脂肪醇主要是正辛醇、正癸醇、正十二醇、正十四醇、正十六醇、正十八醇等一种或多种醇组成的混合液，脂肪醇的性质稳定。但是，葡萄糖在受热及酸性条件下会失水聚合生成二糖、三糖及其他低聚糖，也会分解生成5-羟甲基糠醛，而5-羟甲基糠醛很不稳定，会进一步分解生成乙酰丙酸、蚁酸及其他有色物质，从而影响烷基糖苷产品的质量，也降低了葡萄糖的利用率。
[0005]现有的以葡萄糖和脂肪醇为原料在酸催化条件下合成烷基糖苷工艺是颗粒状葡萄糖与脂肪醇进行缩合反应，然后经中和、蒸馏和脱色漂白等得到烷基糖苷产品。该工艺存在以下问题:
(I)由于葡萄糖在脂肪醇中的溶解度很小，反应体系中葡萄糖以颗粒状存在，即反应体系为固-液非均相反应体系，因此，颗粒状葡萄糖与脂肪醇缩合反应的反应速度慢，反应时间长，而且葡萄糖也容易结块，使葡萄糖难以反应完全。为了提高反应过程的速率和转化率，通常要通过机械研磨的方法将葡萄糖制成微粒，但仍然无法避免固-液非均相反应带来的反应速度慢、葡萄糖易结块的问题。(2)由于缩合反应时间长，且在缩合反应使用的是酸催化剂，因此容易发生葡萄糖之间的脱水缩合以及葡萄糖自身的脱水，使烷基糖苷产品中杂质含量高，颜色深，除杂困难。(3)葡萄糖为热敏性物质，由于固-液反应速率较慢，因此反应过程中需通过提高反应温度来提高反应速率，而较高的反应温度会导致葡萄糖聚合结块。因此，研发合成烷基糖苷的新方法，克服现有技术的不足具有重要的意义。
【发明内容】
[0006]本发明主要解决的技术问题:针对目前传统方法生产烷基糖苷的过程中，仍存在葡萄糖与脂肪醇缩合反应的反应速度慢，反应时间长，且在缩合反应使用的是酸催化剂，因此容易发生葡萄糖之间的脱水缩合以及葡萄糖自身的脱水，使烷基糖苷产品中杂质含量高，颜色深，除杂困难的问题，提供了一种烷基糖苷的制备方法，首先通过对芽孢杆菌进行培养，得到芽孢杆菌菌种，然后移取一定的芽孢杆菌菌种进行紫外诱变，选取经诱变后脂酰辅酶A还原酶活性高因此产脂肪醇高的菌种进行培育，然后再进行发酵，发酵结束，向发酵液中加入葡萄糖，在醛缩酶的作用下，反应生成烷基糖苷，本发明以醛缩酶为催化剂，避免了葡萄糖之间的脱水缩合以及葡萄糖自身的脱水，利用酶的高效催化性，使反应缩短了12h，并且提高了转化率和收率，收率提高至95%以上，并且烷基糖苷的纯度达到了96%，本发明操作简便，未使用有机试剂，绿色无污染，利于工业化生产。
[0007 ]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
(1)依次称取10?20g葡萄糖、8?1g蛋白胨、4?6g氯化钠、8?1g琼脂、0.3?0.5g牛肉膏，加入到盛有700?800mL去离子水的培养皿中，搅拌10?20min，制成培养基，将培养基分成两份，一份为培养基A，另一分为培养基B，备用；
(2)接种4?6株芽孢杆菌到上述培养基A上，在36?38°C下，摇床振荡培养16?18h后，将培养液在6000?8000r/min下离心20?30min，弃去上清液，得到芽孢杆菌菌种；
(3)移取10?20%上述芽孢杆菌到烧杯中，将烧杯置于紫外灯下照射10?20min，得到含有变异芽孢杆菌的菌种；
(4)选取3?5株变异芽孢杆菌接种到上述步骤(I)中备用的培养基B上，在36?38°C下，摇床振荡培养16?18h后，将培养液在6000?8000r/min下离心20?30min，弃去上清液，得到变异芽孢杆菌菌种；
(5)分别称取3?5g牛肉膏、5?7g氯化钠、5?7g蛋白胨加入到发酵罐中，在量取800?100mL去离子水加入到发酵罐中，搅拌5?lOmin，制成发酵液，移取10?20%上述变异芽孢杆菌到发酵罐中，在40?50°C下，发酵26?28h，再向发酵液中加入5?7g醛缩酶，搅拌5?lOmin，再加入10?20g葡萄糖，搅拌反应2?3h，待反应结束，将温度升至90?110°C，搅拌30?40min，过滤，得到滤液；
(6)将上述滤液置于95?105°C烘箱内干燥5?6h，得到一种烷基糖苷。
[0008]本发明的应用方法是:称取5?1g本发明加入到面盆中，将一件沾有油污的纯棉衣物放入到面盆中，用手清洗3?5min，油污即可去掉，较常用的洗涤剂清洗的更加干净，清洗速度比常用洗涤剂快I?2min。
[0009]本发明的有益效果是:
(1)本发明以醛缩酶为催化剂，避免了葡萄糖之间的脱水缩合以及葡萄糖自身的脱水，利用酶的高效催化性，使反应缩短了 12h，并且提高了转化率和收率，收率提高至95%以上，并且烷基糖苷的纯度达到了 96%;
(2)本发明操作简便，未使用有机试剂，绿色无污染，利于工业化生产。
【具体实施方式】
[00?0] 首先依次称取10?20g葡萄糖、8?1g蛋白胨、4?6g氯化钠、8?1g琼脂、0.3?
0.5g牛肉膏，加入到盛有700?800mL去离子水的培养皿中，搅拌10?20min，制成培养基，将培养基分成两份，一份为培养基A，另一分为培养基B，备用;接种4?6株芽孢杆菌到上述培养基A上，在36?38°C下，摇床振荡培养16?18h后，将培养液在6000?8000r/min下离心20?30min，弃去上清液，得到芽孢杆菌菌种;移取10?20%上述芽孢杆菌到烧杯中，将烧杯置于紫外灯下照射10?20min，得到含有变异芽孢杆菌的菌种;选取3?5株变异芽孢杆菌接种到上述步骤中备用的培养基B上，在36?38 °C下，摇床振荡培养16?18h后，将培养液在6000?8000r/min下离心20?30min，弃去上清液，得到变异芽孢杆菌菌种；分别称取3?5g牛肉膏、5?7g氯化钠、5?7g蛋白胨加入到发酵罐中，在量取800?100mL去离子水加入到发酵罐中，搅拌5?lOmin，制成发酵液，移取10?20%上述变异芽孢杆菌到发酵罐中，在40?50°C下，发酵26?28h，再向发酵液中加入5?7g醛缩酶，搅拌5?1min，再加入10?20g葡萄糖，搅拌反应2?3h，待反应结束，将温度升至90?110°C，搅拌30?40min，过滤，得到滤液;将上述滤液置于95?105 °C烘箱内干燥5?6h，得到一种烷基糖苷。
[0011]实例I
首先依次称取1g葡萄糖、8g蛋白胨、4g氯化钠、8g琼脂、0.3g牛肉膏，加入到盛有700mL去离子水的培养皿中，搅拌1min，制成培养基，将培养基分成两份，一份为培养基A，另一分为培养基B，备用;接种4株芽孢杆菌到上述培养基A上，在36°C下，摇床振荡培养16h后，将培养液在6000r/min下离心20min，弃去上清液，得到芽孢杆菌菌种;移取10%上述芽孢杆菌到烧杯中，将烧杯置于紫外灯下照射lOmin，得到含有变异芽孢杆菌的菌种;选取3株变异芽孢杆菌接种到上述步骤中备用的培养基B上，在36°C下，摇床振荡培养16h后，将培养液在6000r/min下离心20min，弃去上清液，得到变异芽孢杆菌菌种;分别称取3g牛肉膏、5g氯化钠、5g蛋白胨加入到发酵罐中，在量取SOOmL去离子水加入到发酵罐中，搅拌5min，制成发酵液，移取10%上述变异芽孢杆菌到发酵罐中，在40°C下，发酵26h，再向发酵液中加入5g醛缩酶，搅拌5min，再加入1g葡萄糖，搅拌反应2h，待反应结束，将温度升至90 V，搅拌30min，过滤，得到滤液;将上述滤液置于95 °C烘箱内干燥5h，得到一种烷基糖苷。
[0012]称取5g本发明加入到面盆中，将一件沾有油污的纯棉衣物放入到面盆中，用手清洗5min，油污即可去掉，较常用的洗涤剂清洗的更加干净，清洗速度比常用洗涤剂快lmin。
[0013]实例2
首先依次称取15g葡萄糖、9g蛋白胨、5g氯化钠、9g琼脂、0.4g牛肉膏，加入到盛有750mL去离子水的培养皿中，搅拌15min，制成培养基，将培养基分成两份，一份为培养基A，另一分为培养基B，备用;接种5株芽孢杆菌到上述培养基A上，在37 0C下，摇床振荡培养17h后，将培养液在7000r/min下离心25min，弃去上清液，得到芽孢杆菌菌种;移取15%上述芽孢杆菌到烧杯中，将烧杯置于紫外灯下照射15min，得到含有变异芽孢杆菌的菌种;选取4株变异芽孢杆菌接种到上述步骤中备用的培养基B上，在37 °C下，摇床振荡培养17h后，将培养液在7000r/min下离心25min，弃去上清液，得到变异芽孢杆菌菌种;分别称取4g牛肉膏、6g氯化钠、6g蛋白胨加入到发酵罐中，在量取900mL去离子水加入到发酵罐中，搅拌8min，制成发酵液，移取15%上述变异芽孢杆菌到发酵罐中，在45°C下，发酵27h，再向发酵液中加入6g醛缩酶，搅拌8min，再加入15g葡萄糖，搅拌反应2.5h，待反应结束，将温度升至100 °C，搅拌35min，过滤，得到滤液;将上述滤液置于100 V烘箱内干燥5.5h，得到一种烷基糖苷。
[0014]称取8g本发明加入到面盆中，将一件沾有油污的纯棉衣物放入到面盆中，用手清洗4min，油污即可去掉，较常用的洗涤剂清洗的更加干净，清洗速度比常用洗涤剂快1.5min0
[0015]实例3
首先依次称取20g葡萄糖、1g蛋白胨、6g氯化钠、1g琼脂、0.5g牛肉膏，加入到盛有800mL去离子水的培养皿中，搅拌20min，制成培养基，将培养基分成两份，一份为培养基A，另一分为培养基B，备用;接种6株芽孢杆菌到上述培养基A上，在38°C下，摇床振荡培养18h后，将培养液在8000r/min下离心30min，弃去上清液，得到芽孢杆菌菌种;移取20%上述芽孢杆菌到烧杯中，将烧杯置于紫外灯下照射20min，得到含有变异芽孢杆菌的菌种;选取5株变异芽孢杆菌接种到上述步骤中备用的培养基B上，在38°C下，摇床振荡培养18h后，将培养液在8000r/min下离心30min，弃去上清液，得到变异芽孢杆菌菌种;分别称取5g牛肉膏、7g氯化钠、7g蛋白胨加入到发酵罐中，在量取100mL去离子水加入到发酵罐中，搅拌1min，制成发酵液，移取20%上述变异芽孢杆菌到发酵罐中，在50°C下，发酵28h，再向发酵液中加入7g醛缩酶，搅拌1min，再加入20g葡萄糖，搅拌反应3h，待反应结束，将温度升至110°C，搅拌40min，过滤，得到滤液;将上述滤液置于105 °C烘箱内干燥6h，得到一种烷基糖苷。
[0016]称取1g本发明加入到面盆中，将一件沾有油污的纯棉衣物放入到面盆中，用手清洗3min，油污即可去掉，较常用的洗涤剂清洗的更加干净，清洗速度比常用洗涤剂快2min。
【主权项】
1.一种烷基糖苷的制备方法，其特征在于具体提取步骤为: (1)依次称取10?20g葡萄糖、8?1g蛋白胨、4?6g氯化钠、8?1g琼脂、0.3?0.5g牛肉膏，加入到盛有700?800mL去离子水的培养皿中，搅拌10?20min，制成培养基，将培养基分成两份，一份为培养基A，另一分为培养基B，备用； (2)接种4?6株芽孢杆菌到上述培养基A上，在36?38°C下，摇床振荡培养16?18h后，将培养液在6000?8000r/min下离心20?30min，弃去上清液，得到芽孢杆菌菌种； (3)移取10?20%上述芽孢杆菌到烧杯中，将烧杯置于紫外灯下照射10?20min，得到含有变异芽孢杆菌的菌种； (4)选取3?5株变异芽孢杆菌接种到上述步骤(I)中备用的培养基B上，在36?38°C下，摇床振荡培养16?18h后，将培养液在6000?8000r/min下离心20?30min，弃去上清液，得到变异芽孢杆菌菌种； (5)分别称取3?5g牛肉膏、5?7g氯化钠、5?7g蛋白胨加入到发酵罐中，在量取800?100mL去离子水加入到发酵罐中，搅拌5?lOmin，制成发酵液，移取10?20%上述变异芽孢杆菌到发酵罐中，在40?50°C下，发酵26?28h，再向发酵液中加入5?7g醛缩酶，搅拌5?lOmin，再加入10?20g葡萄糖，搅拌反应2?3h，待反应结束，将温度升至90?110°C，搅拌30?40min，过滤，得到滤液； (6)将上述滤液置于95?105°C烘箱内干燥5?6h，得到一种烷基糖苷。
【文档编号】C12R1/07GK105907821SQ201610469756
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月26日
【发明人】周荣, 孟浩影
【申请人】周荣