專利名稱：生產(chǎn)乙酸乙酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)乙酸乙酯的方法，屬于生物化學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
乙酸乙酯是具有水果香味的無(wú)色透明液體，具有揮發(fā)性。它是一種非常重要的有機(jī)化工原料，用途十分廣泛。其主要用途之一是在工業(yè)中作為工業(yè)溶劑來(lái)使用，如用于涂料、粘合劑，乙基纖維素、人造革、油氈著色劑、人造纖維等產(chǎn)品中；也常作為粘合劑用于印刷油墨、人造珍珠的生產(chǎn)；在食品工業(yè)用作為特殊改性酒精的香味萃取劑；是香料工業(yè)中最重要的香料添加劑，也可作為調(diào)香劑的組份。隨著工業(yè)的發(fā)展，作為提取劑用于醫(yī)用藥品、有機(jī)酸等產(chǎn)品的生產(chǎn)，乙酸乙酯的需求量越來(lái)越大。目前，我國(guó)乙酸乙酯的生產(chǎn)主要采用乙醛縮合法、乙醇脫氫法和乙酸酯化等方法來(lái)合成乙酸乙酯。工業(yè)上制備乙酸乙酯的具體方法如下1、乙酸的制備乙酸的制備主要采用如下方法乙醛氧化法、烴類液相氧化法、甲醇羰基合成法。2、乙酸乙酯的制備乙酸乙酯的制備主要有如下方法2. 1乙酸酯化法乙酸酯化法是傳統(tǒng)的乙酸乙酯生產(chǎn)方法，其以強(qiáng)酸做催化劑，由乙酸和乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)而得。2. 2乙醛縮合法其在催化劑乙醇鋁的存在下，兩個(gè)分子的乙醛自動(dòng)氧化和縮合， 重排形成一分子的乙酸乙酯。2. 3乙醇脫氫法其采用銅基催化劑使乙醇脫氫生成粗乙酸乙酯，經(jīng)高低壓蒸餾除去共沸物，得到純乙酸乙酯。2. 4乙烯加成法其在以附載在二氧化硅等載體上的雜多酸金屬鹽或雜多酸為催化劑，乙烯氣相水合后與氣化乙酸直接酯化生成乙酸乙酯。上述工業(yè)上制備乙酸乙酯全都采用化學(xué)合成法，所得乙酸乙酯中都含有一定量的化工雜質(zhì)，不能作為食品添加劑使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種生產(chǎn)乙酸乙酯的方法，該方法生產(chǎn)的乙酸乙酯可以作為食品添加劑使用。本發(fā)明生產(chǎn)乙酸乙酯的方法為由乙酸和乙醇為原料，以乙酸乙酯酯化酶為催化劑制備而成。其中，上述的乙酸乙酯酯化酶可以采用市售產(chǎn)品，也可以自行制備，如采用生香酵母發(fā)酵制備，生香酵母可以采用安諾拉畢赤酵母菌(Pichia anomala)、蘋(píng)果結(jié)合酵母 (Zygosaccharomyces cidri)、產(chǎn)膜酵母和假絲酵母等常用的生香酵母。進(jìn)一步的，為了提高乙酸乙酯產(chǎn)率，本發(fā)明生產(chǎn)乙酸乙酯的方法，優(yōu)選包括如下步驟a、乙酸和乙醇混勻得到混合液，混合液中加入混合液體積3 8%的乙酸乙酯酯化酶，混勻，于30 32°C保溫96 120h ；b、蒸餾提取乙酸乙酯。其中，本發(fā)明方法，乙酸和乙醇反應(yīng)生成乙酸乙酯時(shí)會(huì)存在平衡狀態(tài)，因此，為了提高乙酸乙酯產(chǎn)率，混合液中可以加入過(guò)量的乙酸或過(guò)量的乙醇。其中，上述a步驟所得混合液中的乙酸濃度優(yōu)選為2 3wt%，乙醇體積濃度優(yōu)選為15 20%。其中，上述的乙酸乙酯酯化酶的酶活優(yōu)選彡2000mg/(100ml -50g)。其酶活單位意思為50g乙酸乙酯酯化酶在IOOml反應(yīng)體系中所產(chǎn)生的乙酸乙酯重量(mg)。其中，上述a步驟中，乙酸乙酯酯化酶加入過(guò)多，則會(huì)增加成本，加入過(guò)少，則會(huì)降低乙酸乙酯產(chǎn)率，綜合考慮各種因素，混合液中加入混合液體積3 8%的乙酸乙酯酯化酶較為合適，a步驟中混合液中更優(yōu)選加入混合液體積5%的乙酸乙酯酯化酶。其中，本發(fā)明方法中的乙酸可以采用市售產(chǎn)品(優(yōu)選生物發(fā)酵產(chǎn)品)，也可以由下述方法制備而成于麥芽汁(麥芽汁濃度優(yōu)選為5 7° Bx)或米曲汁中接種醋酸菌，好氧條件下于32 35°C保溫發(fā)酵180 210h，得到乙酸溶液。進(jìn)一步的，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，b步驟蒸餾提取乙酸乙酯后，還調(diào)節(jié)酯化殘液中乙酸含量并加入乙醇和乙酸乙酯酯化酶，使溶液中的乙酸、乙醇和乙酸乙酯酯化酶含量與a步驟相同，按a、b步驟操作，循環(huán)生產(chǎn)乙酸乙酯。本發(fā)明方法具有如下有益效果本發(fā)明方法可以采用天然原料大米、糯米、玉米、高梁、麥芽等，在微生物作用下生成乙醇、乙酸，其全為生物發(fā)酵過(guò)程，不會(huì)帶入其它任何化學(xué)物質(zhì)。本發(fā)明方法采用生物酶作催化劑，生產(chǎn)的乙酸乙酯品質(zhì)純正，酯香味濃郁。本發(fā)明方法低碳環(huán)保，無(wú)任何環(huán)境污染。 本發(fā)明方法所需設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。本發(fā)明為乙酸乙酯的生產(chǎn)提供了一種新的方法，具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明生產(chǎn)乙酸乙酯的方法為由乙酸和乙醇為原料，以乙酸乙酯酯化酶為催化劑制備而成。其中，上述的乙酸乙酯酯化酶可以采用市售產(chǎn)品，也可以自行制備，如采用生香酵母發(fā)酵制備，生香酵母可以采用安諾拉畢赤酵母菌(Pichia anomala)、蘋(píng)果結(jié)合酵母 (Zygosaccharomyces cidri)、產(chǎn)膜酵母和假絲酵母等常用的生香酵母。進(jìn)一步的，為了提高乙酸乙酯產(chǎn)率，本發(fā)明生產(chǎn)乙酸乙酯的方法，優(yōu)選包括如下步驟a、乙酸和乙醇混勻得到混合液，混合液中加入混合液體積3 8%的乙酸乙酯酯化酶，混勻，于30 32°C保溫96 120h ；b、蒸餾提取乙酸乙酯。其中，本發(fā)明方法，乙酸和乙醇反應(yīng)生成乙酸乙酯時(shí)會(huì)存在平衡狀態(tài)，因此，為了提高乙酸乙酯產(chǎn)率，混合液中可以加入過(guò)量的乙酸或過(guò)量的乙醇。
其中，上述a步驟所得混合液中的乙酸濃度優(yōu)選為2 3wt%，乙醇體積濃度優(yōu)選為15 20%。其中，上述的乙酸乙酯酯化酶的酶活優(yōu)選彡2000mg/(100ml -50g)。其酶活單位意思為50g乙酸乙酯酯化酶在IOOml反應(yīng)體系中所產(chǎn)生的乙酸乙酯重量(mg)。其中，上述a步驟中，乙酸乙酯酯化酶加入過(guò)多，則會(huì)增加成本，加入過(guò)少，則會(huì)降低乙酸乙酯產(chǎn)率，綜合考慮各種因素，混合液中加入混合液體積3 8%的乙酸乙酯酯化酶較為合適，a步驟中混合液中更優(yōu)選加入混合液體積5%的乙酸乙酯酯化酶。其中，本發(fā)明方法中的乙酸可以采用市售產(chǎn)品(優(yōu)選生物發(fā)酵產(chǎn)品)，也可以由下述方法制備而成于麥芽汁(麥芽汁濃度優(yōu)選為5 7° Bx)或米曲汁中接種醋酸菌，好氧條件下于32 35°C保溫發(fā)酵180 210h，得到乙酸溶液。進(jìn)一步的，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，b步驟蒸餾提取乙酸乙酯后，還調(diào)節(jié)酯化殘液中乙酸含量并加入乙醇和乙酸乙酯酯化酶，使溶液中的乙酸、乙醇和乙酸乙酯酯化酶含量與a步驟相同，按a、b步驟操作，循環(huán)生產(chǎn)乙酸乙酯。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。實(shí)施例采用本發(fā)明方法生產(chǎn)乙酸乙酯1、發(fā)酵培養(yǎng)基的制備選用麥芽汁作為醋酸菌發(fā)酵產(chǎn)乙酸的底物，取大麥芽，粉碎，加4倍于麥芽量的 60°C的水，在55-60°C下保溫糖化，不斷攪拌，經(jīng)3-4h后，用紗布過(guò)濾，除去殘?jiān)?，煮沸后再重?fù)用濾紙或脫脂棉過(guò)濾一次，即得澄清的麥芽汁，將麥芽汁濃度調(diào)整到5 7° BX0分裝三角瓶中于115°C下滅菌20分鐘備用。2、醋酸菌發(fā)酵生成乙酸將醋酸菌株(由四川劍南春集團(tuán)有限責(zé)任公司提供)在增殖培養(yǎng)基中擴(kuò)大培養(yǎng)后，于滅菌麥芽汁中加入5% (體積百分?jǐn)?shù))的醋酸菌液，10%乙醇(體積百分?jǐn)?shù))，置培養(yǎng)箱中發(fā)酵產(chǎn)乙酸，生化振蕩培養(yǎng)箱轉(zhuǎn)速200rpm/min，發(fā)酵溫度為32°C，發(fā)酵時(shí)間192小時(shí)。 經(jīng)液相色譜檢測(cè)，發(fā)酵成熟液中乙酸含量達(dá)8000 9500mg/100ml，取出部分發(fā)酵液作酯化用，在發(fā)酵瓶中加入滅菌麥芽汁繼續(xù)發(fā)酵。3、生物合成乙酸乙酯調(diào)整乙酸發(fā)酵液中乙酸含量至2 3% (重量百分?jǐn)?shù))，加入20%乙醇(體積百分?jǐn)?shù))，5%乙酸乙酯酯化酶，酶活為2000mg/(100ml · 50g)，酯化溫度30°C，酯化96 120小時(shí)，經(jīng)氣相色譜檢測(cè)酯化液中乙酸乙酯含量達(dá)500 800mg/100ml。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)乙酸乙酯生成量不再增加，蒸餾提取乙酸乙酸。調(diào)節(jié)酯化殘液中乙酸含量，再加入20%乙醇(體積百分?jǐn)?shù))和5%酯化酶(重量百分?jǐn)?shù))，繼續(xù)酯化。采取上述方法循環(huán)酯化。4、乙酸乙酯提取采用常規(guī)精餾方法提取乙酸乙酯，提取液中乙酸乙酯含量彡8000mg/100ml。
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)乙酸乙酯的方法，其特征在于由乙酸和乙醇為原料，以乙酸乙酯酯化酶為催化劑制備而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)乙酸乙酯的方法，其特征在于包括如下步驟a、乙酸和乙醇混勻得到混合液，混合液中加入混合液體積3 8%的乙酸乙酯酯化酶， 混勻，于30 32°C保溫96 120h ；b、蒸餾提取乙酸乙酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)乙酸乙酯的方法，其特征在于a步驟所得混合液中的乙酸濃度為2 3wt%，乙醇的體積濃度為15 20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的生產(chǎn)乙酸乙酯的方法，其特征在于所述乙酸乙酯酯化酶的酶活> 2000mg/(100ml · 50g)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2 4任一項(xiàng)所述的生產(chǎn)乙酸乙酯的方法，其特征在于a步驟中混合液中加入混合液體積5%的乙酸乙酯酯化酶。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的生產(chǎn)乙酸乙酯的方法，其特征在于所述的乙酸由下述方法制備而成于麥芽汁或米曲汁中接種醋酸菌，好氧條件下于32 35°C保溫發(fā)酵 180 210h，離心或過(guò)濾，得到乙酸溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)乙酸乙酯的方法，其特征在于所述的麥芽汁濃度為 5 7° Bx。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7任一項(xiàng)所述的生產(chǎn)乙酸乙酯的方法，其特征在于b步驟蒸餾提取乙酸乙酯后，還調(diào)節(jié)酯化殘液中乙酸含量并加入乙醇和乙酸乙酯酯化酶，使溶液中的乙酸、乙醇和乙酸乙酯酯化酶含量與a步驟相同，按a、b步驟操作，循環(huán)生產(chǎn)乙酸乙酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及生產(chǎn)乙酸乙酯的方法，屬于生物化學(xué)領(lǐng)域。本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種生產(chǎn)乙酸乙酯的方法，該方法生產(chǎn)的乙酸乙酯可以作為食品添加劑使用。本發(fā)明生產(chǎn)乙酸乙酯的方法為由乙酸和乙醇為原料，以乙酸乙酯酯化酶為催化劑制備而成。本發(fā)明方法可以采用天然原料，在微生物作用下生成乙醇、乙酸，其全為生物發(fā)酵過(guò)程，不會(huì)帶入其它任何化學(xué)物質(zhì)。本發(fā)明方法采用生物酶作催化劑，生產(chǎn)的乙酸乙酯品質(zhì)純正，酯香味濃郁。本發(fā)明方法低碳環(huán)保，無(wú)任何環(huán)境污染。本發(fā)明方法所需設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。本發(fā)明為乙酸乙酯的生產(chǎn)提供了一種新的方法，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C12R1/02GK102260718SQ20111017484
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者劉孟華, 唐清蘭, 徐占成, 徐姿靜, 樊科權(quán), 焦小川 申請(qǐng)人:四川劍南春(集團(tuán))有限責(zé)任公司