一種甘露糖和動物營養(yǎng)輔料聯(lián)產(chǎn)的制備方法及動物營養(yǎng)輔料的應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高收率甘露糖及動物營養(yǎng)輔料聯(lián)產(chǎn)的制備方法，該發(fā)明通過控制差向異構反應條件，降低副反應，可提高甘露糖收率5%以上，產(chǎn)品純度高于99.7%；并以甘露糖結晶母液為原料開發(fā)動物營養(yǎng)輔料，并提供了該營養(yǎng)輔料的應用方法，以一定比例添加入寵物食品和家禽飼料中，可起到良好的泌尿系統(tǒng)保健或抑制沙門氏菌感染的功能。整個工藝過程實現(xiàn)了一種綜合制備，降低成本，易于產(chǎn)業(yè)化和擴展應用。
【專利說明】一種甘露糖和動物營養(yǎng)輔料聯(lián)產(chǎn)的制備方法及動物營養(yǎng)輔 料的應用

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于甘露糖制備領域，特別涉及一種高收率甘露糖和動物營養(yǎng)輔料的制備 方法，以及以甘露糖結晶母液為原料制備的富含甘露糖的動物營養(yǎng)輔料的方法及應用。

【背景技術】
[0002] 甘露糖是一種具有特殊療效功能的糖，在醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、飼料工業(yè)和生命科 學等研宄中具有極其重要的作用，尤其在泌尿系統(tǒng)保健、防尿道感染方面效果極佳。
[0003] 目前，甘露糖的制備主要有三種方法：①由富含甘露糖的聚糖，如象牙棕櫚子、酵 母甘露聚糖等水解制備。②葡萄糖、果糖、蔗糖等通過微生物發(fā)酵獲得。③由葡萄糖經(jīng)差向 異構反應制備。
[0004] 由葡萄糖差向異構反應制備甘露糖，因原料葡萄糖價廉易得，反應過程溫和、易 控、安全，是最有發(fā)展前景的工業(yè)化生產(chǎn)方案。
[0005] 但該生產(chǎn)方案目前尚存在兩個方面的問題：①為保證差向異構反應盡可能正向進 行，提高葡萄糖轉化率即甘露糖的異構得率，需要控制較高的反應溫度；然而過高的反應 溫度亦可導致副產(chǎn)物低聚糖的增多；低聚糖經(jīng)模擬移動床分離產(chǎn)生富集，降低模擬移動床 分離效果，甘露糖結晶料液中低聚糖含量高，不利于甘露糖晶體的析出，降低甘露糖結晶收 率，增加制備成本。②部分低聚糖會隨結晶過程轉移到甘露糖終產(chǎn)品中，降低產(chǎn)品純度和品 質(zhì)。
[0006] 中國專利CN101554540B描述一種利用三元模擬移動床分離葡萄糖、甘露糖、低聚 糖的方法，一方面，三元模擬移動床的分離費用高，增加了產(chǎn)品制備成本，降低了產(chǎn)品市場 競爭力，難以得到廣泛的應用；另一方面，富含低聚糖的料液通過累積達到一定量，進行氫 化制備混醇出售，工藝復雜，且混醇性價比低、降低了產(chǎn)品附加值。中國專利CN102807593A 中描述，將富含葡萄糖的組分經(jīng)過膜過濾設備，降低料液中低聚糖的含量，然后回差向異 構，但是經(jīng)過膜過濾得到的富含低聚糖的組分沒有一個合適的去向。
[0007] 甘露糖添加到寵物食品中，可保持寵物健康的尿路系統(tǒng)。美國FSC公司就將甘露 糖添加到貓的零食中，保持寵物的健康的尿路系統(tǒng)。甘露糖添加到飼料中，可以抑制禽類 沙門氏菌感染，提高產(chǎn)蛋量，避免抗生素添加劑等造成肉食產(chǎn)品藥物殘留的弊端。1988年， 美國農(nóng)業(yè)研宄院的約翰和安東尼就進行了數(shù)種自然糖對仔雞沙門氏菌的抑制試驗，結果表 明，甘露糖的抑菌效果最好，可以達到90 %甚至更高。雖然對甘露糖能夠抑制沙門氏菌感染 家禽的研宄開始的比較早，但是因為甘露糖的市場售價在35-40萬元/噸，價位高，極大的 限制了它在養(yǎng)殖業(yè)領域的應用。
[0008] 甘露糖結晶過程中獲得的母液中富含多種營養(yǎng)成分。含量最高的是甘露糖，可保 持機體健康的尿路系統(tǒng)，可抑制家禽沙門氏菌感染等功效；其次為葡萄糖、果糖、低聚糖。葡 萄糖、果糖含量少，具有嬌味作用，且可以為機體提供能量；低聚糖可以提高機體免疫力。目 前，甘露糖結晶母液基本上是回到模擬移動床進行再分離，繼續(xù)制備下游產(chǎn)品，由于母液中 低聚糖含量一般在5%以上，極大地影響了產(chǎn)品收率及純度。到目前為止，甘露糖結晶母液 沒有一種較為理想的處理方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對上述問題，本發(fā)明使用新型催化劑，降低了差向異構反應溫度，提供了一種高 收率甘露糖和動物營養(yǎng)輔料的制備方法及動物營養(yǎng)輔料的應用。
[0010] 本發(fā)明采用以下技術方案予以實現(xiàn)：
[0011] 一種甘露糖和動物營養(yǎng)輔料聯(lián)產(chǎn)的制備方法，包括以下步驟：
[0012] ①以葡萄糖液為原料，添加銨、鈣混合催化劑，進行差向異構反應，得到葡萄糖、甘 露糖混合液；
[0013] ②將上述葡萄糖、甘露糖混合液進行脫色、脫鹽精制得混合糖液A ;
[0014] ③將混合糖液A經(jīng)模擬移動床分離，得富含甘露糖的Al組分和富含葡萄糖的Bl 組分；
[0015] ④將富含葡萄糖的Bl組分，返回步驟①的葡萄糖液中，再次進行差向異構反應； 將富含甘露糖的Al組分進行脫鹽、濃縮得A2 ;
[0016] ⑤將A2進行冷卻結晶，離心分離、干燥得高純度甘露糖制品C和甘露糖結晶母液 D ；
[0017] ⑥將結晶母液D干燥，即得富含甘露糖的動物營養(yǎng)輔料。
[0018] 進一步的，所述葡萄糖液是由質(zhì)量比為1:1的葡萄糖與純水配制而成。
[0019] 進一步的，所述銨、鈣混合催化劑是鉬酸銨、CaClJ^混合物，質(zhì)量比為1:1-1:1. 5 ; 所述銨、鈣混合催化劑用量為葡萄糖質(zhì)量的〇. 1-0. 5%。
[0020] 進一步的，所述差向異構反應溫度為70-95°C。
[0021] 進一步的，所述步驟③中模擬移動床的進料質(zhì)量濃度為45-46 %、料液流量 5. 5-6. 5m3/h〇
[0022] 進一步的，所述步驟⑤中冷卻結晶方式為水相結晶或乙醇置換結晶。
[0023] 進一步的，所述步驟⑥將結晶母液D干燥至烘干揮發(fā)物含量< 1. 0%。
[0024] 本發(fā)明還提供了由甘露糖和動物營養(yǎng)輔料聯(lián)產(chǎn)的制備方法中制備得到的動物營 養(yǎng)輔料的應用，是將動物營養(yǎng)輔料以固體形態(tài)添加到動物營養(yǎng)產(chǎn)品中，作為泌尿系統(tǒng)保健 功效輔料或抑制沙門氏菌感染功能輔料。
[0025] 進一步的，將所述動物營養(yǎng)輔料添加到寵物食品中作為泌尿系統(tǒng)保健功效輔料， 添加量為10-25%。
[0026] 進一步的，將所述動物營養(yǎng)輔料添加到家禽飼料中作為抑制沙門氏菌感染功能輔 料，添加量為6. 5-15%
[0027] 本發(fā)明技術方案具有以下優(yōu)點：
[0028] (1)通過控制反應溫度、優(yōu)化催化劑，整個異構過程，既減少了低聚糖的生成，又保 證了甘露糖異構收率，最終甘露糖純度可以達到99. 7 %以上，收率可提高5%以上，間接降 低了甘露糖制備成本。
[0029] (2)不僅解決了甘露糖結晶母液回甘露糖制備生產(chǎn)線會加劇低聚糖富集的問題， 而且為甘露糖結晶母液再利用提供了一個新的途徑，增加了產(chǎn)品附加值，拓展了甘露糖的 應用范圍。
[0030] (3)本專利制備的功能輔料，為養(yǎng)殖業(yè)領域提供一種具有功能效果、可直接添加、 低成本的營養(yǎng)輔料，能產(chǎn)生較大的經(jīng)濟效益。

【具體實施方式】
[0031] 下面結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0032] 本發(fā)明提供了一種高收率甘露糖和動物營養(yǎng)輔料的制備方法，包括以下步驟：
[0033] ①以葡萄糖液為原料，添加銨、鈣混合催化劑，優(yōu)選為鉬酸銨、CaCl2的混合物， 進行差向異構反應，控制反應溫度為70-95?，得到葡萄糖、甘露糖混合液；所述葡萄糖 液是由質(zhì)量比為1:1的葡萄糖與純水配制而成的；所述催化劑的用量為葡萄糖質(zhì)量的 0. 1-0. 5% ;所述鉬酸銨、CaCl2的質(zhì)量比為1:1-1. 5。
[0034] ②將上述葡萄糖、甘露糖混合液進行脫色、脫鹽精制得混合糖液A ;
[0035] ③將混合糖液A經(jīng)模擬移動床分離，進料質(zhì)量濃度為45-46 %、料液流量 5. 5-6. 5m3/h，得富含甘露糖的Al組分和富含葡萄糖的Bl組分；
[0036] ④將富含葡萄糖的Bl組分，返回葡萄糖液中，再次進行差向異構反應；將富含甘 露糖的Al組分進行脫鹽、濃縮得A2 ;
[0037] ⑤將A2進行冷卻結晶，所述冷卻結晶方式包括但不限于水相結晶或乙醇置換結 晶等方式；再經(jīng)離心分離、干燥得高純度甘露糖制品C和甘露糖結晶母液D ;
[0038] ⑥將結晶母液D干燥至烘干揮發(fā)物含量< 1. 0%，即得富含甘露糖的動物營養(yǎng)輔 料。
[0039] 上述制備方法，發(fā)明人通過降低差向異構反應溫度，從源頭上減少低聚糖的生成； 對于降低反應溫度造成的正相反應甘露糖轉化率降低，通過使用銨、鈣混合高效催化劑，予 以補正，促進反應正向進行，提高甘露糖異構得率。整個異構過程，既減少了低聚糖的生成， 又保證了甘露糖異構收率，間接降低了甘露糖制備成本；通過對甘露糖結晶母液單獨利用， 防止其中的低聚糖匯入體系造成模擬移動床分離效果差、隨甘露糖結晶析出等，從而影響 甘露糖的產(chǎn)率和純度。
[0040] 同時，將甘露糖結晶母液進行再利用，制備富含甘露糖的動物營養(yǎng)輔料，以固體形 態(tài)添加到動物營養(yǎng)產(chǎn)品中，作為泌尿系統(tǒng)保健功效輔料或抑制沙門氏菌感染功能輔料，為 養(yǎng)殖業(yè)領域提供了一款新型功能輔料，其中的雜糖成分也都是動物機體需要的營養(yǎng)成分， 拓展了甘露糖結晶母液的應用，能夠?qū)崿F(xiàn)綜合利用。
[0041] 可以將制備得到的富含甘露糖的動物營養(yǎng)輔料添加到寵物食品中，作為泌尿系統(tǒng) 保健功效輔料，添加量為10-25%。
[0042] 也可以將制備得到的富含甘露糖的動物營養(yǎng)輔料添加到家禽飼料中，作為抑制沙 門氏菌感染功能輔料，添加量為6. 5-15%。
[0043] 實施例1
[0044] 取無水葡萄糖5kg，用5kg純水溶解，加入催化劑鉬酸按2. 5g，加入CaCl22. 5g，在 95°C條件下進行差向異，將異構混合液經(jīng)過活性炭脫色、離子交換樹脂脫鹽精制后進入模 擬移動床分離純化，進料質(zhì)量濃度為45%、料液流量5. 5m3/h，得到富含甘露糖的組分Al和 富含葡萄糖的組分Bl，Bl回差向異構。將Al經(jīng)過濃縮后進行水相結晶，得到3. 76kg甘露 糖C和甘露糖結晶母液D。將結晶母液D進行干燥制粒，可直接添加到寵物食品或家禽飼料 中。
[0045] 實施例2
[0046] 取無水葡萄糖5kg，用5kg純水溶解，加入催化劑鉬酸按10g，加入CaC1215g，在 70°C、條件下進行差向異構，將異構混合液經(jīng)過活性炭脫色、離子交換樹脂脫鹽精制后進入 模擬移動床分離純化，進料質(zhì)量濃度為46%、料液流量6m 3/h，得到富含甘露糖的組分Al和 富含葡萄糖的組分Bl，Bl回差向異構。將Al經(jīng)過濃縮后進行乙醇置換結晶，得到3. 81kg 甘露糖C和甘露糖結晶母液D。將D中乙醇回收循環(huán)使用，將剩余糖液Dl進行干燥制粒，可 直接添加到寵物食品或家禽飼料中。
[0047] 實施例3
[0048] 取無水葡萄糖50kg，用50kg純水溶解，加入催化劑鉬酸按45. 4g，加入 CaC1254. 6g，在85°C條件下進行差向異構，將異構混合液經(jīng)過活性炭脫色、離子交換樹脂脫 鹽精制后進入模擬移動床分離純化，進料質(zhì)量濃度為45 %、料液流量6m3/h，得到富含甘露 糖的組分Al和富含葡萄糖的組分Bl，Bl回差向異構。將Al經(jīng)過濃縮后進行乙醇置換結 晶，得到37. 95kg甘露糖C和甘露糖結晶母液D。將D中乙醇回收循環(huán)使用，將剩余糖液Dl 進行干燥制粒，可直接添加到寵物食品或家禽飼料中。
[0049] 實施例4
[0050] 取無水葡萄糖5kg，用5kg純水溶解，加入催化劑鉬酸按4. 5g，加入CaCl25. 5g，在 90°C條件下進行差向異，將異構混合液經(jīng)過活性炭脫色、離子交換樹脂脫鹽精制后進入模 擬移動床分離純化，進料質(zhì)量濃度為46%、料液流量6. 5m3/h，得到富含甘露糖的組分Al和 富含葡萄糖的組分Bl，Bl回差向異構。將Al經(jīng)過濃縮后進行水相結晶，得到3. 81kg甘露 糖C和甘露糖結晶母液D。將結晶母液D進行干燥制粒，可直接添加到寵物食品或家禽飼料 中。
[0051] 對比例1
[0052] 取無水葡萄糖5kg，用5kg純水溶解，加入催化劑鉬酸銨25g，在125°C條件下進行 差向異構，將異構混合液經(jīng)過活性炭脫色、離子交換樹脂脫鹽精制后進入模擬移動床分離 純化，進料質(zhì)量濃度為45%、料液流量5. 5m3/h，得到富含甘露糖的組分Al和富含葡萄糖的 組分Bl，Bl回差向異構。將Al經(jīng)過濃縮后進行乙醇置換結晶，得到3. 49kg甘露糖C和甘 露糖結晶母液D，將D中乙醇回收循環(huán)使用，剩余糖液Dl回模擬移動床。
[0053] 各實施例中甘露糖含量及產(chǎn)品收率對比：
[0054]

【權利要求】
1. 一種甘露糖和動物營養(yǎng)輔料聯(lián)產(chǎn)的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： ① 以葡萄糖液為原料，添加銨、鈣混合催化劑，進行差向異構反應，得到葡萄糖、甘露糖 混合液； ② 將上述葡萄糖、甘露糖混合液進行脫色、脫鹽精制得混合糖液A ; ③ 將混合糖液A經(jīng)模擬移動床分離，得富含甘露糖的A1組分和富含葡萄糖的B1組分； ④ 將富含葡萄糖的B1組分，返回步驟①的葡萄糖液中，再次進行差向異構反應；將富 含甘露糖的A1組分進行脫鹽、濃縮得A2 ; ⑤ 將A2進行冷卻結晶，離心分離、干燥得高純度甘露糖制品C和甘露糖結晶母液D ; ⑥ 將結晶母液D干燥，即得富含甘露糖的動物營養(yǎng)輔料。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種甘露糖和動物營養(yǎng)輔料聯(lián)產(chǎn)的制備方法，其特征在于： 所述葡萄糖液是由質(zhì)量比為1:1的葡萄糖與純水配制而成。
3. 根據(jù)權利要求2所述的一種甘露糖和動物營養(yǎng)輔料聯(lián)產(chǎn)的制備方法，其特征在于： 所述銨、鈣混合催化劑是鉬酸銨、〇&(：12的混合物，質(zhì)量比為1:1-1:1. 5 ;所述銨、鈣混合催化 劑用量為葡萄糖質(zhì)量的〇. 1-0. 5%。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種甘露糖和動物營養(yǎng)輔料聯(lián)產(chǎn)的制備方法，其特征在于： 所述差向異構反應溫度為70-95°C。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種甘露糖和動物營養(yǎng)輔料聯(lián)產(chǎn)的制備方法，其特征在于： 所述步驟③中模擬移動床的進料質(zhì)量濃度為45-46%、料液流量5. 5- 6. 5m3/h。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種甘露糖和動物營養(yǎng)輔料聯(lián)產(chǎn)的制備方法，其特征在于： 所述步驟⑤中冷卻結晶方式為水相結晶或乙醇置換結晶。
7. 根據(jù)權利要求1所述的一種甘露糖和動物營養(yǎng)輔料聯(lián)產(chǎn)的制備方法，其特征在于： 所述步驟⑥將結晶母液D干燥至烘干揮發(fā)物含量< 1. 0%。
8. 根據(jù)權利要求1所述的甘露糖和動物營養(yǎng)輔料聯(lián)產(chǎn)的制備方法中制備得到的動物 營養(yǎng)輔料的應用，其特征在于：將動物營養(yǎng)輔料以固體形態(tài)添加到動物營養(yǎng)產(chǎn)品中，作為泌 尿系統(tǒng)保健功效輔料或抑制沙門氏菌感染功能輔料。
9. 根據(jù)權利要求8所述的甘露糖和動物營養(yǎng)輔料聯(lián)產(chǎn)的制備方法中制備得到的動物 營養(yǎng)輔料的應用，其特征在于：將所述動物營養(yǎng)輔料添加到寵物食品中作為泌尿系統(tǒng)保健 功效輔料，添加量為10-25%。
10. 根據(jù)權利要求8所述的甘露糖和動物營養(yǎng)輔料聯(lián)產(chǎn)的制備方法中制備得到的動物 營養(yǎng)輔料的應用，其特征在于：將所述動物營養(yǎng)輔料添加到家禽飼料中作為抑制沙門氏菌 感染功能輔料，添加量為6. 5-15%。
【文檔編號】A61P31/04GK104478948SQ201410668984
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權日:2014年11月20日
【發(fā)明者】尹宗美, 紀偉, 王暖升 申請人:青島明月海藻生物科技有限公司