一種順序式模擬移動色譜(ssmb)純化海藻糖和葡萄糖的方法
【專利摘要】一種順序式模擬移動色譜分離海藻糖和葡萄糖的方法，以預(yù)處理后的海藻糖和葡萄糖的混合糖液為原料，采用順序式模擬移動色譜設(shè)備分離海藻糖和葡萄糖，采用去離子水為洗脫劑，工作溫度為50-70℃，采用鈉型或鉀型強酸性陽離子凝膠樹脂作為色譜固定相，得到高純度的海藻糖并實現(xiàn)較高收率。整個工藝運行成本低，生產(chǎn)能耗降低，并且自動化程度高；能夠連續(xù)化生產(chǎn)，提升生產(chǎn)效率。
【專利說明】一種順序式模擬移動色譜(SSMB)純化海藻糖和葡萄糖的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于食品工業(yè)領(lǐng)域，具體的涉及一種順序式模擬移動色譜分離純化技術(shù)，特別是涉及一種順序式模擬移動色譜純化海藻糖和葡萄糖的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]海藻糖是一種安全、可靠的天然糖類，在自然界中許多可食用的動植物及微生物體內(nèi)廣泛存在，如人們?nèi)粘Ｉ钪惺秤玫哪⒐筋悺⒑Ｔ孱?、豆類及酵母發(fā)酵食品中都有含量較高的海藻糖。海藻糖是一種非還原性糖，自身性質(zhì)非常穩(wěn)定，并對多種生物活性物質(zhì)具有神奇的保護作用。近幾年海藻糖在食品、生物學(xué)、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、保健品、化妝品等方面的應(yīng)用研究較多。目前海藻糖的制 備主要用酶轉(zhuǎn)化，底物為麥芽糖或淀粉轉(zhuǎn)化后會有麥芽糖、葡萄糖、麥芽三糖等殘留，然后將麥芽糖等降解為葡萄糖，然后再進行分離，但是缺乏高效的分離技術(shù)無法進行大規(guī)模高效的工業(yè)化生產(chǎn)。
[0003]中國專利200610016527.9公布了一種海藻糖的分離純化方法，采用兩步法去除酶解液中的雜糖；中國專利200710013078.7公布了一種提高海藻糖提取收率的方法，采用氫化和色譜分離的技術(shù)，將利用微生物或酶使淀粉轉(zhuǎn)化得到的海藻糖與麥芽糖、葡萄糖、麥芽三糖的混合液，進行加氫反應(yīng)，使混合液中的雜質(zhì)生成麥芽糖醇、山梨醇與麥芽三糖醇，而海藻糖由于不具有還原性，在加氫反應(yīng)過程中保持不變，然后再采用模擬移動床的色譜分離技術(shù)，將海藻糖與混合液中的麥芽糖醇、山梨醇和麥芽三糖醇進行分離；中國專利201310360328.X公布了一種海藻糖的分離純化方法，該法采用的是傳統(tǒng)型的模擬移動床，采用的模擬移動床為20根柱，設(shè)備投入大樹脂利用率低，進料濃度低，且出口濃度低只有8%左右，后續(xù)需要進行反滲透膜濃縮至質(zhì)量濃度為20-35%，再濃縮至65%-80%，濃縮能耗大，收率低。
[0004]由上可以看出，目前我國還沒有采用順序式模擬移動床色譜分離海藻糖和葡萄糖的研究。
[0005]在此背景下，發(fā)明人研究了順序式模擬移動色譜分離海藻糖和葡萄糖的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是解決海藻糖和葡萄糖無法高效純化的難題，研究了一種利用順序式模擬移動色譜純化海藻糖和葡萄糖的方法，包括以下步驟:
以海藻糖和葡萄糖混合糖液為原料，其中海藻糖含量為60%，葡萄糖含量為40% ;經(jīng)脫鹽、脫色處理后將混合糖液濃度調(diào)配為60% ;將得到的糖漿溶液用50-100um過濾器進行過濾，制得澄清的無肉眼可見雜質(zhì)的液體；
(3)順序式模擬移動色譜純化:將上述得到的混合糖液經(jīng)順序式模擬移動色譜進行純化，所述順序式模擬移動色譜包含6根色譜柱，具有進料口 I個，進洗脫劑口 I個，出料口 2個，所述第一出料口和第二出料口及進料口之間間隔2根色譜柱，進洗脫劑口在第一出料口對應(yīng)色譜柱的前端；所述順序式模擬移動色譜純化工藝中還包括以下步驟:
(a)系統(tǒng)同時進混合糖液、進洗脫劑、出料，進洗脫劑口進洗脫劑去離子水，所述洗脫劑去離子水量為單柱色譜柱體積的10%~25% ;第一出料口流出組分為葡萄糖；進料口進海藻糖和葡萄糖混合糖液，進料量為單柱色譜柱體積的5%~20% ;第二出料口出的組分為部分海藻糖組分；
(b)物料不進不出、進行大循環(huán)，液流方向為由柱I至柱6流動，所述循環(huán)量為單柱色譜柱體積的50%~60% ；
(c)只進洗脫劑去離子水，柱I進洗脫劑去離子水，所述進洗脫劑量為色譜柱體積的
0.5%~10%，柱5下端出料口出余下的海藻糖組分；
所述順序式模擬移動色譜純化海藻糖和葡萄糖的方法運行過程完成步驟(a) -(c)后，各進出口由柱I至柱6方向依次移至下一柱。
[0007]所述色譜柱固定相為鈉型或鉀型強酸性陽離子交換型凝膠樹脂；
所述固定相鈉型或鉀型強酸 性陽離子交換型凝膠樹脂為ZG106 Na+、UBK530 Na+、99Na+-320或99 K+-320中的任何一種。
[0008]所述存化步驟中工作溫度為50_70°C。
[0009]本發(fā)明采用順序式模擬移動色譜分離海藻糖和葡萄糖，分離得到的海藻糖組分濃度為20%~30%、純度95%~98%，收率90%~95%。
[0010]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:所述工藝運行成本低，進料濃度高為60%，分離得到的產(chǎn)品純度(95%~98%)、收率(90%~95%)均較高，出口濃度最高接近30%遠遠高于傳統(tǒng)模擬移動床的水平，降低了后續(xù)濃縮成本，簡化了操作步驟，設(shè)備只需6根色譜柱，降低設(shè)備投入，增加樹脂利用率，能夠連續(xù)化生產(chǎn)，提升了生產(chǎn)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0012]圖1為本發(fā)明順序式模擬移動色譜工藝流程圖。
[0013]圖中:1-6為色譜柱，A為葡萄糖，B為海藻糖，D為洗脫劑去離子水。
【具體實施方式】
[0014]實施例1
如圖1所示，本發(fā)明采用的順序式模擬移動色譜設(shè)備由6根色譜柱(內(nèi)徑35mm、長度1000mm)組成,每根色譜柱1L,共6L,通過電磁閥控制進、出料。通過如下步驟實現(xiàn)的:
A)進料糖漿的調(diào)配:將經(jīng)脫鹽、脫色后的海藻糖和葡萄糖糖漿，其中海藻糖含量為60%，葡萄糖含量為40%，調(diào)配到濃度為60% ；
B)過濾:將步驟A)得到的糖漿溶液用50微米級過濾器進行過濾，制得澄清的無肉眼可見雜質(zhì)的液體；
C)順序式模擬移動色譜純化:將上述得到的糖漿經(jīng)順序式模擬移動色譜設(shè)備純化，純化方法如下:
a)同時進物料、進洗脫劑、出料。柱I進洗脫劑D (去離子水)，柱I下端出組分A (海藻糖);柱4進原料糖漿，柱5下端出一部分的組分B (海藻糖)。進洗脫劑量為228.3 mL，進料量為184.9 mL ；
b)物料不進不出、進行大循環(huán),液流方向為由柱I至柱6流動,循環(huán)量為500.5 mL ；
c)這一步為小循環(huán)，只進洗脫劑去離子水，柱I進洗脫劑，柱5下端出另一部分組分B(海藻糖)，進洗脫劑量為57.5 mL ；
I號柱運行結(jié)束后按順序重復(fù)以上三步，并且進、出料位置由沿柱I至柱6方向移至下一柱，以后皆照此程序操作。
[0015]其中，吸附劑為樹脂ZG106Na+，工作溫度為60°C ；
本發(fā)明采用順序式模擬移動色譜技術(shù)分離海藻糖和葡萄糖，分離得到的海藻糖組分濃度為21.3%、海藻糖純度98.4%，收率90.2%。
[0016]實施例2
本發(fā)明的順序式模擬移動色譜純化海藻糖和葡萄糖的方法，試驗采用順序式模擬移動色譜設(shè)備進行純化，本發(fā)明采用的順序式模擬移動色譜設(shè)備由6根色譜柱(內(nèi)徑35mm、長度1000mm)組成,每根色譜柱1L,共6L,通過電磁閥控制進出料。是通過如下步驟實現(xiàn)的:
A)依實施例1中的步驟A)操作；
B)依實施例1中的步驟B)操作； C)順序式模擬移動色譜純化:將上述得到的糖漿經(jīng)順序式模擬移動色譜設(shè)備純化，純化方法如下:
a)同時進物料、進洗脫劑、出料。柱I進洗脫劑D(去離子水)，柱I下端出組分A (葡萄糖組分);柱4進原料糖漿，柱5下端出一部分的組分B (海藻糖組分)。進洗脫劑量為209.4mL，進料量為140.7 mL ；
b)物料不進不出、進行大循環(huán)，洗脫液流方向為由柱I至柱6流動，循環(huán)量為500.5 mL ；
c)這一步為小循環(huán)，只進洗脫劑去離子水，柱I進洗脫劑，柱5下端出另一部分組分B(海藻糖組分)，進洗脫劑量為8.2 mL ;
I號柱運行結(jié)束后按順序重復(fù)以上三步，并且進、出料位置由沿柱I至柱6方向移至下一柱，以后皆照此程序操作。
[0017]其中，吸附劑為樹脂99 Na+-320,工作溫度為65 V ；
本發(fā)明采用順序式模擬移動色譜技術(shù)分離海藻糖和葡萄糖，分離得到的海藻糖組分濃度為24.6%、海藻糖純度97.5%，收率90.6%。
[0018]實施例3
本發(fā)明的順序式模擬移動色譜純化海藻糖和葡萄糖的方法，試驗采用順序式模擬移動色譜設(shè)備進行純化，本發(fā)明采用的順序式模擬移動色譜設(shè)備由6根色譜柱(內(nèi)徑35mm、長度1000mm)組成,每根色譜柱1L,共6L,通過電磁閥控制進出料。是通過如下步驟實現(xiàn)的:
A)依實施例1中的步驟A)操作；
B)依實施例1中的步驟B)操作；
C)順序式模擬移動色譜純化:將上述得到的糖漿經(jīng)順序式模擬移動色譜設(shè)備純化，純化步驟如下:
a)同時進物料、進洗脫劑、出料。柱I進洗脫劑D (去離子水)，柱I下端出組分A (葡萄糖組分);柱4進原料糖漿，柱5下端出一部分的組分B (海藻糖組分)。進洗脫劑量為213.5mL，進料量為153.5 mL ；b)物料不進不出、進行大循環(huán)，洗脫液流方向為由柱I至柱6流動，循環(huán)量為546mL ；
c)這一步為小循環(huán)，只進洗脫劑去離子水，柱I進洗脫劑，柱5下端出另一部分組分B(海藻糖組分)，進洗脫劑量為23.5mL ；
I號柱運行結(jié)束后按順序重復(fù)以上三步，并且進、出料位置由沿柱I至柱6方向移至下一柱，以后皆照此程序操作。
[0019]其中，吸附劑為樹脂UBK530 Na+，工作溫度為65 V ；
本發(fā)明采用順序式模擬移動色譜技術(shù)分離海藻糖和葡萄糖，分離得到的海藻糖組分濃度為26.9%、海藻糖純度96.3%，收率94.7%。
[0020]實施例4
本發(fā)明的順序式模擬移動色譜純化海藻糖和葡萄糖的方法，試驗采用順序式模擬移動色譜設(shè)備進行純化，本發(fā)明采用的順序式模擬移動色譜設(shè)備由6根色譜柱(內(nèi)徑35mm、長度1000mm)組成,每根色譜柱1L,共6L,通過電磁閥控制進出料。是通過如下步驟實現(xiàn)的:
A)依實施例1中的步驟A)操作；
B)依實施例1中的步驟B)操作；
C)順序式模擬移動色譜純化:將上述得到的糖漿經(jīng)順序式模擬移動色譜設(shè)備純化。本發(fā)明采用的模擬移動色 譜設(shè)備為6根色譜柱，I號柱位置時分為以下三步。
[0021]a)同時進物料、進洗脫劑、出料。柱I進洗脫劑D (去離子水)，柱I下端出組分A(葡萄糖組分);柱4進原料糖漿，柱5下端出一部分的組分B (海藻糖組分)。進洗脫劑量為141.6 mL，進料量為 95 mL ；
b)物料不進不出、進行大循環(huán)，洗脫液流方向為由柱I至柱6流動，循環(huán)量為546mL ；
c)這一步為小循環(huán)，只進洗脫劑去離子水，柱I進洗脫劑，柱5下端出另一部分組分B(海藻糖組分)，進洗脫劑量為5.5mL ；
I號柱運行結(jié)束后按順序重復(fù)以上三步，并且進、出料位置由沿柱I至柱6方向移至下一柱，以后皆照此程序操作。
[0022]其中，吸附劑為樹脂99 K+-320，工作溫度為65 °C ；
本發(fā)明采用順序式模擬移動色譜技術(shù)分離海藻糖和葡萄糖，分離得到的海藻糖組分濃度為28.4%、海藻糖純度95.3%，收率94.8%。
[0023]本發(fā)明的核心技術(shù)為順序式模擬移動色譜分離海藻糖和葡萄糖的技術(shù)，得到純度和收率均較高的海藻糖，本工藝不僅保證了海藻糖高純度和高收率，還在于整個工藝成本的節(jié)約、工序步驟的簡便等方面具有鮮明的特色。
[0024]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)，在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進等，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種順序式模擬移動色譜純化海藻糖和葡萄糖的方法，包括以下步驟: (1)以海藻糖和葡萄糖混合糖液為原料，其中海藻糖含量為60%，葡萄糖含量為40%;經(jīng)脫鹽、脫色處理后將混合糖液濃度調(diào)配為60% ； (2)過濾:將步驟(1)得到的糖漿溶液用50-100um過濾器進行過濾，制得澄清的無肉眼可見雜質(zhì)的液體； (3)順序式模擬移動色譜純化:將上述得到的混合糖液經(jīng)順序式模擬移動色譜 進行純化，所述順序式模擬移動色譜包含6根色譜柱，具有進料口 I個，進洗脫劑口 I個，出料口 2個，所述第一出料口和第二出料口及進料口之間間隔2根色譜柱，進洗脫劑口在第一出料口對應(yīng)色譜柱的前端；所述順序式模擬移動色譜純化工藝中還包括以下步驟: (a)系統(tǒng)同時進混合糖液、進洗脫劑、出料，進洗脫劑口進洗脫劑去離子水，所述洗脫劑去離子水量為單柱色譜柱體積的10%~25% ;第一出料口流出組分為葡萄糖；進料口進海藻糖和葡萄糖混合糖液，進料量為單柱色譜柱體積的5%~20% ;第二出料口出的組分為部分海藻糖組分； (b)物料不進不出、進行大循環(huán)，液流方向為由柱I至柱6流動，所述循環(huán)量為單柱色譜柱體積的50%~60% ； (c)只進洗脫劑去離子水，柱I進洗脫劑去離子水，所述進洗脫劑量為色譜柱體積的0.5%~10%，柱5下端出料口出余下的海藻糖組分； 所述順序式模擬移動色譜純化海藻糖和葡萄糖的方法運行過程完成步驟(a) -(c)后，各進出口由柱I至柱6方向依次移至下一柱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種順序式模擬移動色譜純化海藻糖和葡萄糖的方法，其特征在于所述色譜柱固定相為鈉型或鉀型強酸性陽離子交換型凝膠樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種順序式模擬移動色譜純化海藻糖和葡萄糖的方法，其特征在于所述固定相鈉型或鉀型強酸性陽離子交換型凝膠樹脂為ZG106 Na+、UBK530 Na+、99Na+-320或99 K+-320中的任何一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種順序式模擬移動色譜純化海藻糖和葡萄糖的方法，其特征在于所述存化步驟中工作溫度為50-70°C。
【文檔編號】C07H3/04GK104017027SQ201410259263
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】張麗萍, 李良玉, 閆庶林, 楊振江, 呂獲柱, 王學(xué)群 申請人:大慶柯邁特色譜分離技術(shù)開發(fā)有限公司