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1、棉籽糖水解法制备三氯蔗糖的初步探索*郑建仙高宪枫袁尔东（华南理工大学食品与生物工程学院，广州，510640）摘要将棉籽糖选择性氯化后，利用半乳糖苷酶水解脱去C-6位上的半乳糖基，即可得到三氯蔗糖。对6,4’,1’’,6’’-四氯-6,4’,1’’,6’’-四脱氧棉籽糖（TCR）的酶解过程进行了详细讨论，并初步探讨了棉籽糖的酶法合成。本法工艺简单，产物专一，有很好的发展潜力。关键词棉籽糖6,4’,1’’,6’’-四氯-6,4’,1’’,6’’-四脱氧棉籽糖（TCR）水解AbstractAfters
2、electivechlorinationofraffinose,sucraloseisformedthroughhydrolyzingC-6galactosegroupinthepresenceofgalactosidases.Theenzymatichydrolysisof6,4’,1’’,6’’-tetrachloro-6,4’,1’’,6’’-tetradeoxy-raffinose(TCR)wasdiscussedindetail.Andtheenzymaticsynthesisofra
3、ffinosewasstudiedbriefly.Thisgreatpotentiallymethodhassomeadvantages,suchassimplesynthesisrouteandproductconcentration.Keywordsraffinose6,4’,1’’,6’’-tetrachloro-6,4’,1’’,6’’-tetradeoxy-raffinose(TCR)hydrolysis在目前已有的各种合成三氯蔗糖的方法中，棉籽糖水解法受到人们的关注。虽然从技术和经济
4、方面考虑，这种方法目前离实用阶段尚有一定的距离，却为三氯蔗糖的合成提出了一种新的思路和方法，具有较高的理论研究价值和应用前景。棉籽糖水解法合成三氯蔗糖是以棉籽糖为原料，经选择性氯化后，经α-半乳糖苷酶的水解作用除去半乳糖基制得三氯蔗糖[1]。其中氯化衍生过程与传统的化学方法一致，本文仅对其中的酶法水解部分作详细的研究和探讨。1.反应原理及步骤如图1所示，棉籽糖可以看作是蔗糖的半乳糖衍生物，是一种三糖分子。由于棉籽糖的半乳糖残基正好位于蔗糖C-6位上，充当着蔗糖C-6位上天然保护基团的角色。因此，
5、若以棉籽糖为原料，对其C-6、4’、1’’、6’’进行选择性氯化，再水解α-1,6-糖苷键除去半乳糖残基，即可得到三氯蔗糖，反应过程如图2所示[2]。[注]*国家自然科学基金资助项目(29906003)图1棉籽糖的化学结构5图2棉籽糖水解法合成三氯蔗糖的主要步骤除棉籽糖外，蔗糖C-6位羟基已经被糖苷键保护的低聚糖，还包括四棉水苏糖（Stachyose）和五棉毛蕊花糖（Verbascose）等，理论上都可以利用它们的这一性质来合成三氯蔗糖。2.TCR的酶法水解由于化学水解缺乏专一性，因此对α-1,
6、6-糖苷键的水解需要在特定酶的作用下才能完成。2.1酶制剂的选择已知具有糖酶活性（如葡聚糖酶、蔗糖酶以及α、β-半乳糖苷酶等）的50多种商品酶制剂，人们都已进行了水解6,4’,1’’,6’’-四氯-6,4’,1’’,6’’-四脱氧半乳棉籽糖（TCR）的α-1,6糖苷键的活力测试，但结果并不理想。这些酶制剂包括4种从植物中获得的α-半乳糖苷酶，以及7种从细菌和霉菌中获得的α-半乳糖苷酶；其中只有一种商品酶制剂，即半纤维素酶对TCR具有活力，但水解速度非常慢。为此，人们转向从微生物中寻找能水解TCR
7、的α-半乳糖苷酶。筛选具有水解TCR活力的微生物通常要经过如下三个步骤[3]：（1）将微生物置于以棉籽糖为唯一碳源的培养基中进行富集培养。（2）用超声波破碎微生物细胞，并以对硝基苯-α-D-半乳糖苷为底物对微生物进行活力测试。那些确定具有对硝基苯-α-D-半乳糖苷活性的微生物，再进一步检测其水解棉籽糖为半乳糖和蔗糖的能力。（3）对具有水解棉籽糖活力的微生物再用TCR进行筛选，以确定其水解TCR的α5-半乳糖苷酶活力。事实上，所有被测试的微生物都能水解棉籽糖，但对TCR具有活性的则非常少，结果如表
8、1所示。表1酶法水解四氯棉籽糖制备的酶活力比较微生物ATCC序号酶活力（p-NP*）酶活力（TCR**）酶活力的比值（TCR：p-NP）AbsidiagriseolaAbsidiagriseolaAbsidiagriseolaAspergillusawamoriA.nigerCircinellamuscaeCircinellamuscaeCircinellamuscaeM.vinaceaM.vinaceaM.vinaceaM.vinaceaSaccharomycesuvarumTalaromyc
