從異麥芽酮糖母液中分離異麥芽酮糖和海藻酮糖的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種從異麥芽酮糖母液中分離異麥芽酮糖和海藻酮糖的方法，包括如下步驟：(1)將異麥芽酮糖母液，經(jīng)離心，取上清液，制得上清母液；(2)取上清母液，加入活性炭，經(jīng)吸附、固液分離，收集上清液，制得脫色母液；(3)將脫色母液稀釋后，采用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂分離，用蒸餾水洗脫，收集糖度≥1°的洗脫液，經(jīng)濾膜除菌，合并成分相同的洗脫液，分別制得異麥芽酮糖液和海藻酮糖液。本發(fā)明首次解決了異麥芽酮糖母液中異麥芽酮糖和海藻酮糖的分離問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)只有采用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂才能對(duì)兩種成分進(jìn)行分離，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)異麥芽酮糖母液無(wú)法有效利用，造成大量異麥芽酮糖和海藻酮糖浪費(fèi)的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】從異麥芽酮糖母液中分離異麥芽酮糖和海藻酮糖的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種從異麥芽酮糖母液中分離異麥芽酮糖和海藻酮糖的方法，屬于功能糖分離純化生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]異麥芽酮糖又稱帕拉金糖，是葡萄糖和果糖以α — 1，6糖苷鍵相連的右旋糖，是一種還原性雙糖，和蔗糖是同分異構(gòu)體。它的甜度低，僅為蔗糖的52%，卻有著與蔗糖同樣的口感，具有非致齲齒性，在血液中釋放單糖的速度緩慢，且不刺激胰島素的生成，有益于糖尿病的防治并可防止脂肪的過(guò)多積累。它不具有吸濕的特性，對(duì)于添加到含有有機(jī)酸或者維生素C的食品來(lái)說(shuō)，用異麥芽酮糖做增稠劑更為穩(wěn)定。最新發(fā)現(xiàn)它對(duì)人體腦部尤其有特殊功能性，可以提高精神集中力；它也是一種特殊甜味劑，有獨(dú)特的消化和吸收性。非常適合應(yīng)用于糖果、飲料及各種食品中，異麥芽酮糖是一種低甜度甜味劑，它可以單獨(dú)使用或與蔗糖一起使用。除了口感好以外，它也有非常好的遮蔽異味效果。例如可用來(lái)遮蔽DHA的魚油味、蔬果汁的異味和豆奶的豆腥味等。該產(chǎn)品在食品、保健品等行業(yè)越來(lái)越受到重視，具有廣闊的市場(chǎng)前景，產(chǎn)品市場(chǎng)除了日本以外，更擴(kuò)展到韓國(guó)和臺(tái)灣等地區(qū)。
[0003]目前正在應(yīng)用和開(kāi)發(fā)的異麥芽酮糖的制取方法主要為生物發(fā)酵法。1984年由日本新三井公司率先成功地開(kāi)發(fā)出發(fā)酵法生產(chǎn)技術(shù),并開(kāi)始了工業(yè)化生產(chǎn),推動(dòng)了該產(chǎn)品被大量應(yīng)用于各種食品和甜味劑中。發(fā)酵法生產(chǎn)異麥芽酮糖的生產(chǎn)流程包括:菌種培養(yǎng)一發(fā)酵—菌體過(guò)濾一脫色一離交一濃縮一結(jié)晶一離心一干燥。該方法中的核心技術(shù)是利用微生物中的酶進(jìn)行產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，由于菌種的代謝途徑相對(duì)較多，因此發(fā)酵液的成分復(fù)雜，經(jīng)過(guò)結(jié)晶分離后，純的異麥芽酮糖被 提取出來(lái)，而其它成分會(huì)最終留在分離母液中，雜質(zhì)成分達(dá)到一定的濃度后，直接導(dǎo)致了母液中的異麥芽酮糖產(chǎn)品不能結(jié)晶出來(lái)，現(xiàn)有工藝的母液的生成量接近提取液體積的1/3，母液含有的大量有用成分得不到充分利用，母液中除含有飽合濃度的異麥芽酮外，還含有海藻酮糖副產(chǎn)物，現(xiàn)有條件下，只能低價(jià)出售，因此，如何從母液中分離出更多的異麥芽酮糖產(chǎn)品，同時(shí)獲得海藻酮糖等副產(chǎn)品，提高產(chǎn)品收率和經(jīng)濟(jì)效益，成為改進(jìn)該生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種方便、高效的從異麥芽酮糖母液中分離異麥芽酮糖和海藻酮糖的方法，以解決目前生產(chǎn)工藝中分離難、純度低、成本高等問(wèn)題。
[0005]發(fā)明概述
[0006]本發(fā)明使用的原料為異麥芽酮糖生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的的母液，首先對(duì)該母液進(jìn)行預(yù)處理，將該母液進(jìn)行離心，除去少量不溶性雜質(zhì)，然后在一定的溫度及PH條件下用活性炭進(jìn)行脫色處理，抽濾后收集得到清液。經(jīng)過(guò)稀釋后利用糖用樹(shù)脂柱進(jìn)行離子色譜分離，分離過(guò)程中控制溫度及色譜柱的流速，分段收集洗脫下來(lái)的母液，用高效液相色譜法鑒定最終的分離效果。通過(guò)條件優(yōu)化和改進(jìn)，使母液中的主要成分異麥芽酮糖和海藻酮糖實(shí)現(xiàn)了完全分離。
[0007]發(fā)明詳述
[0008]術(shù)語(yǔ)說(shuō)明
[0009]異麥芽酮糖母液:異麥芽酮糖的生產(chǎn)過(guò)程中，離心分離工序產(chǎn)生的去除晶體的液體部分，經(jīng)過(guò)多次濃縮結(jié)晶后，無(wú)法進(jìn)一步結(jié)晶的液體部分，主要成分為異麥芽酮糖和海藻酮糖，異麥芽酮糖質(zhì)量濃度為35~40%，海藻酮糖質(zhì)量濃度為30~35%，余量為水和不可避免的雜質(zhì)。
[0010]從異麥芽酮糖母液中分離異麥芽酮糖和海藻酮糖的方法，包括如下步驟:
[0011](I)將異麥芽酮糖母液，經(jīng)離心，取上清液，制得上清母液；
[0012](2)取步驟(1)制得的上清母液，按質(zhì)量體積百分比2.0%~3.0%的比例加入活性炭，單位g/L,在50~70°C的條件下,攪拌20~60min,經(jīng)固液分離，收集上清液,制得脫色母液；
[0013](3)將步驟(2)制得的脫色母液稀釋至糖度為8°~15°，采用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂分離，用蒸餾水洗脫，收集糖度> 1°的洗脫液，經(jīng)濾膜除菌，合并成分相同的洗脫液，分別制得異麥芽酮糖液和海藻酮糖液。
[0014]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,所述步驟(1)中離心為在8000rpm/min轉(zhuǎn)速下離心15分鐘。
[0015]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(2)中的固液分離為用布氏漏斗抽濾I~3次。
[0016]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(3)中，上樣體積為10ml，流速2ml/min，洗脫體積為250ml ;所述離子交換柱為直徑2.5cm，長(zhǎng)度50cm的玻璃柱，裝柱體積為100ml。
[0017]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(3)中的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為ZGSPC106Na+型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。
[0018]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(3)中的離子交換柱采用濕法裝柱，過(guò)程為:
[0019]保持液面始終高于樹(shù)脂層，裝柱體積為100ml，完成后用300ml的蒸餾水正向沖洗樹(shù)脂，再用200ml的蒸餾水反向沖洗樹(shù)脂，保持液面高于樹(shù)脂層2~20mm高度，即得。
[0020]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(3)中還包括對(duì)洗脫液進(jìn)行高效液相色譜進(jìn)行檢測(cè)的步驟，條件如下:
[0021 ] 色譜柱:NH2鍵合相柱，粒度5 μ m，柱型250mmX 4.6mm ；
[0022]流動(dòng)相:乙腈與水按體積比75:25混合的混合液；
[0023]流速:lml/min;柱溫:40°C ；
[0024]檢測(cè)器:示差檢測(cè)器，檢測(cè)池溫:40°C，進(jìn)樣量:10μ L。
[0025]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(3)中濾膜為孔徑0.22 μ m的有機(jī)微孔濾膜。
[0026]有益效果
[0027]本發(fā)明首次解決了異麥芽酮糖母液中異麥芽酮糖和海藻酮糖的分離問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)只有采用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂才能對(duì)兩種成分進(jìn)行分離，并通過(guò)對(duì)樹(shù)脂的分離條件進(jìn)行優(yōu)化，最終提高了兩種成分的分離效果，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)異麥芽酮糖母液無(wú)法有效利用，造成大量異麥芽酮糖和海藻酮糖浪費(fèi)的問(wèn)題。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是脫色母液稀釋至糖度為10°后經(jīng)高效液相色譜分析儀檢測(cè)后的結(jié)果圖；[0029]圖中:1、水，2、異麥芽酮糖，3、海藻酮糖；
[0030]圖2是Na+型樹(shù)脂分離后第一個(gè)出樣樣品經(jīng)高效液相色譜分析儀檢測(cè)后的結(jié)果圖；
[0031]圖中:2、異麥芽酮糖，3、海藻酮糖；
[0032]圖3是Na+型樹(shù)脂分離后最后一個(gè)出樣樣品經(jīng)高效液相色譜分析儀檢測(cè)后的結(jié)果圖；
[0033]圖中:2、異麥芽酮糖，3、海藻酮糖。
[0034]圖4是Ca2+型樹(shù)脂分離后第一個(gè)出樣樣品經(jīng)高效液相色譜分析儀檢測(cè)后的結(jié)果圖；
[0035]圖中:2、異麥芽酮糖，3、海藻酮糖；
[0036]圖5是Ca2+型樹(shù)脂分離后最后一個(gè)出樣樣品經(jīng)高效液相色譜分析儀檢測(cè)后的結(jié)果圖；
[0037]圖中:2、異麥芽酮糖，3、海藻酮糖。
[0038]圖6是大孔吸附樹(shù)脂分離后第一個(gè)出樣樣品經(jīng)高效液相色譜分析儀檢測(cè)后的結(jié)果圖；
[0039]圖中:2、異麥 芽酮糖，3、海藻酮糖；
[0040]圖7是大孔吸附樹(shù)脂分離后最后一個(gè)出樣樣品經(jīng)高效液相色譜分析儀檢測(cè)后的結(jié)果圖；
[0041]圖中:2、異麥芽酮糖，3、海藻酮糖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明所保護(hù)范圍不限于此。
[0043]異麥芽酮糖母液青島科海生物有限公司有售，其產(chǎn)自異麥芽酮糖生產(chǎn)車間，經(jīng)分析，異麥芽酮糖質(zhì)量濃度為38%，海藻酮糖質(zhì)量濃度為32%，余量為水和不可避免的雜質(zhì)。
[0044]ZGSPC106Na+型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、ZGSPC106Ca2+型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂購(gòu)自江蘇蘇青水處理工程集團(tuán)有限公司。
[0045]魯抗大孔吸附樹(shù)脂購(gòu)自魯抗股份有限公司樹(shù)脂分廠。
[0046]離子交換柱購(gòu)為普通市售產(chǎn)品，無(wú)色玻璃材質(zhì)，規(guī)格為:Φ10πιπ?χ 500mm。
[0047]示差檢測(cè)器購(gòu)自日本島津公司，型號(hào)RID-10A。
[0048]孔徑為0.22 μ m的有機(jī)微孔濾膜購(gòu)自津騰濾膜公司。
[0049]實(shí)施例1
[0050]從異麥芽酮糖母液中分離異麥芽酮糖和海藻酮糖的方法，包括如下步驟:
[0051](I)將異麥芽酮糖母液在8000rpm/min轉(zhuǎn)速下離心15分鐘,取上清液,制得上清母液；
[0052](2)取步驟(1)制得的上清母液，按質(zhì)量體積百分比2.0%的比例加入活性炭，單位g/L，在50°C的條件下，攪拌40min，經(jīng)布氏漏斗抽濾2次，除去活性炭，收集濾液，制得脫色母液；
[0053](3)將步驟(2)制得的脫色母液稀釋至糖度為10°，采用ZGSPC106Na+型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂分離；采用濕法裝柱，保持液面始終高于樹(shù)脂層，裝柱體積為100ml，完成后用300ml的蒸餾水正向沖洗樹(shù)脂，再用200ml的蒸餾水反向沖洗樹(shù)脂，保持液面高于樹(shù)脂層2mm高度；上樣體積為10ml，控制流速2ml/min，用蒸餾水洗脫，洗脫體積為250ml，收集糖度^ 1°的洗脫液，經(jīng)孔徑為0.22μπι有機(jī)微孔濾膜除菌，合并成分相同的洗脫液，分別制得異麥芽酮糖液和海藻酮糖液；
[0054]所述離子交換柱為直徑2.5cm,長(zhǎng)度50cm的玻璃柱，裝柱體積為100mL。
[0055](4)對(duì)步驟(3)制得的異麥芽酮糖液和海藻酮糖液進(jìn)行高效液相色譜進(jìn)行檢測(cè)的步驟，條件如下:
[0056]色譜柱:NH2鍵合相柱，粒度5 μ m，柱型250mmX 4.6mm ；
[0057]流動(dòng)相:乙腈與水按體積比75:25混合的混合液；
[0058]流速:lml/min;柱溫:40°C ；
[0059]檢測(cè)器:示差檢測(cè)器(RID-10A)，檢測(cè)池溫:40°C，進(jìn)樣量:10 μ L。分離效果如圖2和圖3所示。
[0060]實(shí)施例2
[0061]從異麥芽酮糖母液中分離異麥芽酮糖和海藻酮糖的方法，包括如下步驟:
[0062](I)將異麥芽酮糖母液在8000rpm/min轉(zhuǎn)速下離心15分鐘，取上清液，制得上清母液；
[0063](2)取步驟(1)制得的上清母液，按質(zhì)量體積百分比3.0%的比例加入活性炭，單位g/L,在50°C的條件下,攪拌60min,經(jīng)布氏漏斗抽濾3次,收集濾液,制得脫色母液；
[0064](3)將步驟⑵制得的脫色母液稀釋至糖度為10°，采用ZGSPC106Ca2+型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂分離；采用濕法裝柱，保持液面始終高于樹(shù)脂層，裝柱體積為100ml，完成后用300ml的蒸餾水正向沖洗樹(shù)脂，再用200ml的蒸餾水反向沖洗樹(shù)脂，保持液面高于樹(shù)脂層20mm高度；上樣體積為10ml，控制流速2ml/min，用蒸餾水洗脫，洗脫體積為250ml，收集糖度> 1°的洗脫液，經(jīng)Φ10_，0.45 μ m有機(jī)微孔濾膜除菌，分別制得異麥芽酮糖液和海藻酮糖液；
[0065]所述離子交換柱為直徑2.5cm,長(zhǎng)度50cm的玻璃柱，裝柱體積為100mL。
[0066](4)對(duì)步驟(3)制得的異麥芽酮糖液和海藻酮糖液進(jìn)行高效液相色譜進(jìn)行檢測(cè)的步驟，條件如下:
[0067]色譜柱:NH2鍵合相柱，粒度5 μ m，柱型250mmX 4.6mm ；
[0068]流動(dòng)相:乙腈與水按體積比75:25混合的混合液；
[0069]流速:lml/min;柱溫:4(TC ；
[0070]檢測(cè)器:示差檢測(cè)器(RID-10A)，檢測(cè)池溫:40°C，進(jìn)樣量:10 μ L。分離效果如圖4和圖5所示。
[0071]對(duì)比例
[0072]從異麥芽酮糖母液中分離異麥芽酮糖和海藻酮糖的方法，包括如下步驟:
[0073](I)將異麥芽酮糖母液在8000rpm/min轉(zhuǎn)速下離心15分鐘，取上清液，制得上清母液；
[0074](2)取步驟(1)制得的上清母液，按質(zhì)量體積百分比3.0%的比例加入活性炭，單位g/L,在50°C的條件下,攪拌60min,經(jīng)布氏漏斗抽濾3次,收集濾液,制得脫色母液；[0075](3)將步驟(2)制得的脫色母液稀釋至糖度為10°，采用魯抗大孔型吸附樹(shù)脂分離；采用濕法裝柱，保持液面始終高于樹(shù)脂層，裝柱體積為100ml，完成后用300ml的蒸餾水正向沖洗樹(shù)脂，再用200ml的蒸餾水反向沖洗樹(shù)脂，保持液面高于樹(shù)脂層20mm高度；上樣體積為10ml，控制流速2ml/min，用蒸餾水洗脫，洗脫體積為250ml，收集糖度> 1°的洗脫液，經(jīng)孔徑為0.22 μ m有機(jī)微孔濾膜除菌，分別制得異麥芽酮糖液和海藻酮糖液；
[0076]所述離子交換柱為直徑2.5cm,長(zhǎng)度50cm的玻璃柱，裝柱體積為100mL。
[0077](4)對(duì)步驟(3)制得的異麥芽酮糖液和海藻酮糖液進(jìn)行高效液相色譜進(jìn)行檢測(cè)的步驟，條件如下:
[0078]色譜柱:NH2鍵合相柱，粒度5 μ m，柱型250mmX 4.6mm ；
[0079]流動(dòng)相:乙腈與水按體積比75:25混合的混合液；
[0080]流速:lml/min;柱溫:40°C ；
[0081]檢測(cè)器:示差檢測(cè)器(RID-10A)，檢測(cè)池溫:40°C，進(jìn)樣量:10μ L。分離效果如圖6和圖7所示。
[0082]結(jié)果分析
[0083]通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的分離明顯較大孔吸附樹(shù)脂分離效果好，但兩種陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的分離相比較而言，實(shí)施例2的分離效果較實(shí)施例1的Na+型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂分離效果差。通過(guò)實(shí)例與對(duì)比例的分析，充分證明Na+型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂對(duì)母液中異麥芽酮糖和海藻酮糖 有較好的分離效果，可以大大提高母液的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
【權(quán)利要求】
1.從異麥芽酮糖母液中分離異麥芽酮糖和海藻酮糖的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將異麥芽酮糖母液，經(jīng)離心，取上清液，制得上清母液； (2)取步驟(1)制得的上清母液，按質(zhì)量體積百分比2.0%~3.0%的比例加入活性炭，單位g/L,在50~70°C的條件下,攪拌20~60min,經(jīng)固液分離，收集上清液,制得脫色母液； (3)將步驟(2)制得的脫色母液稀釋至糖度為8°~15°，采用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂分離，用蒸餾水洗脫，收集糖度> 1°的洗脫液，經(jīng)濾膜除菌，合并成分相同的洗脫液，分別制得異麥芽酮糖液和海藻酮糖液。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中離心為在8000rpm/min轉(zhuǎn)速下離心15分鐘。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中的固液分離為用布氏漏斗抽濾I~3次。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，上樣體積為10ml，流速2ml/min，洗脫體積為250ml ;所述離子交換柱為直徑2.5cm，長(zhǎng)度50cm的玻璃柱，裝柱體積為 100mL0
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為ZGSPC106Na+型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中的離子交換柱采用濕法裝柱，過(guò)程為: 保持液面始終高于樹(shù)脂層，裝柱體積為100ml，完成后用300ml的蒸餾水正向沖洗樹(shù)月旨，再用200ml的蒸餾水反向沖洗樹(shù)脂，保持液面高于樹(shù)脂層2~20mm高度，即得。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中還包括對(duì)洗脫液進(jìn)行高效液相色譜進(jìn)行檢測(cè)的步驟，條件如下: 色譜柱=NH2鍵合相柱，粒度5 μ m，柱型250mmX 4.6mm ； 流動(dòng)相:乙腈與水按體積比75:25混合的混合液； 流速:lml/min ;柱溫:40°C ； 檢測(cè)器:示差檢測(cè)器，檢測(cè)池溫:40°C，進(jìn)樣量:10μ L。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中濾膜為孔徑0.22 μ m的有機(jī)微孔濾膜。
【文檔編號(hào)】C07H1/06GK104017028SQ201410284332
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】李丕武, 王瑞明, 梁榮榮, 王騰飛 申請(qǐng)人:齊魯工業(yè)大學(xué)