CN113912655B - 利用模拟移动床从混合糖浆中分离阿洛酮糖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及阿洛酮糖技术领域,具体涉及一种利用模拟移动床从混合糖浆中分离阿洛酮糖的方法。包括:将含D‑阿洛酮糖的混合糖浆,依次经过抽滤、脱色得到溶液Ⅰ;将溶液Ⅰ经过阳离子交换树脂、阴离子交换树脂洗脱除盐,得到溶液Ⅱ;溶液Ⅱ减压浓缩,得到高糖度的浓缩液Ⅲ;浓缩液Ⅲ超声、加热,脱除溶液中的气体,得到溶液Ⅳ;采用模拟移动床分离所述溶液Ⅳ,收集萃取口溶液,将溶液Ⅳ浓缩、结晶和干燥,得D‑阿洛酮糖产品;所述混合糖浆还含有果糖和葡萄糖。本发明采用特定的分离步骤并结合模拟移动床从混合糖浆中分离D‑阿洛酮糖,且D‑阿洛酮糖纯度和收率均较高。
Description
技术领域
本发明涉及阿洛酮糖技术领域,具体涉及一种利用模拟移动床从混合糖浆中分离阿洛酮糖的方法。
背景技术
目前,世界范围内的肥胖、糖尿病、高血压和高血脂症等体重过度增加相关疾病的患病率和发病率显著增加,低热量的可替代性糖引起了人们的注意。
D-阿洛酮糖作为一款新型甜味剂,其甜度约为蔗糖的70%,热量约为蔗糖0.3%,与其它天然甜味剂相比,D-阿洛酮糖的热值明显偏低,与蔗糖相比,D-阿洛酮糖可同等程度的满足消费者对甜味的味觉需求,其甜味温和,且甜度不随温度变化而变化,是一款蔗糖的完美替代品。此外,研究表明,D-阿洛酮糖能明显抑制体重的增加和腹部脂肪的堆积,每天摄入超过6.7%总碳水化合物的D-阿洛酮糖,可以明显抑制餐后血糖水平。
虽然,目前D-阿洛酮糖的市场需求日益增加,但高昂的价格限制了它们的市场规模和应用。近年来,利用酶工程技术,以F90果葡糖浆中果糖为原料利用生物催化法合成阿洛酮糖成为了D-阿洛酮糖降低生产成本的方法,但反应平衡时大约一半的果糖未被转化,需要加以去除果糖才能到高纯度D-阿洛酮糖,但是葡萄糖、果糖与D-阿洛酮糖的性质极为相近,采用普通方法难以实现有效分离,现有技术中利用单柱色谱分离设备进行拆分,分离得到的D-阿洛酮糖纯度和收率急需提高。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题,提供了一种利用模拟移动床从混合糖浆中分离阿洛酮糖的方法,该方法得到的阿洛酮糖纯度和收率得到了显著的提高。
虽然现有技术中可以从D-阿洛酮糖和果糖的混合糖浆中分离得到纯度较高的D-阿洛酮糖,但是D-阿洛酮糖的收率仍然较低。并且当混合糖浆中再增加第三组分葡萄糖(葡萄糖与D-阿洛酮糖性质极为相近)时,由于三组分之间的相互影响,难以得到高纯度、高收率的D-阿洛酮糖。发明人尝试对含有D-阿洛酮糖、果糖和葡萄糖的混合糖浆进行脱色、洗脱除盐、浓缩、超声和加热,并结合模拟移动床分离,可以从混合糖浆中分离得到高纯度和高收率的D-阿洛酮糖。
为了实现上述目的,本发明提供一种利用模拟移动床分离D-阿洛酮糖的方法,该方法包括如下步骤:
步骤(1):将含D-阿洛酮糖的混合糖浆依次经过抽滤、脱色得到溶液Ⅰ;
步骤(2):将所述溶液Ⅰ依次经过阳离子交换树脂和阴离子交换树脂以进行洗脱除盐,得到溶液Ⅱ;
步骤(3):将所述溶液Ⅱ进行第一浓缩,得到浓缩液Ⅲ;
步骤(4):将所述浓缩液Ⅲ依次进行超声和加热,得到溶液Ⅳ;
步骤(5):采用模拟移动床对溶液Ⅳ进行分离,收集提取口流出液Ⅴ;
步骤(6):对所述流出液Ⅴ依次进行第二浓缩、结晶和干燥,得到D-阿洛酮糖产品;
其中,步骤(1)中,所述混合糖浆还含有果糖和葡萄糖。
通过上述技术方案,本发明得到了高纯度的D-阿洛酮糖,且收率较高,解决了工业生产中葡萄糖、果糖与阿洛酮糖分离困难、收率低的问题,提高了生产效率,节约了生产成本。
附图说明
图1为本发明模拟移动床分离流程示意图。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明中“D-阿洛酮糖”和“阿洛酮糖”可以通篇互换使用。
本发明提供了一种利用模拟移动床分离D-阿洛酮糖的方法,该方法包括如下步骤:
步骤(1):将含D-阿洛酮糖的混合糖浆依次经过抽滤、脱色得到溶液Ⅰ;
步骤(2):将所述溶液Ⅰ依次经过阳离子交换树脂和阴离子交换树脂以进行洗脱除盐,得到溶液Ⅱ;
步骤(3):将所述溶液Ⅱ进行第一浓缩,得到浓缩液Ⅲ;
步骤(4):将所述浓缩液Ⅲ依次进行超声和加热,得到溶液Ⅳ;
步骤(5):采用模拟移动床对溶液Ⅳ进行分离,收集提取口流出液Ⅴ;
步骤(6):对所述流出液Ⅴ依次进行第二浓缩、结晶和干燥,得到阿洛酮糖产品;
其中,步骤(1)中,所述混合糖浆还含有果糖和葡萄糖。
根据本发明,所述含D-阿洛酮糖的混合糖浆中D-阿洛酮糖的含量没有特别的限定,优选地,含D-阿洛酮糖的混合糖浆中D-阿洛酮糖含量为30wt%以上。
根据本发明,所述混合糖浆中含有的阿洛酮糖可以为化学合成或者生物催化转化中的一种或两种的组合。
根据本发明一种优选的实施方式,所述含D-阿洛酮糖的混合糖浆为以F90果糖为原料利用生物催化转化法合成阿洛酮糖后的混合糖浆,其中,含有D-阿洛酮糖、葡萄糖和果糖,D-阿洛酮糖的含量为30wt%以上。
其中,F90果糖是指果糖含量不低于90重量%的糖浆。
本发明中所述生物催化转化法可以为本领域常规的方法,例如,酶催化转化法。
根据本发明,所述抽滤的条件不受特别的限制,但优选的,为了进一步提高阿洛酮糖的纯度和收率,所述抽滤的条件包括:常温,真空度为0.06-0.1MPa。
根据本发明,所述脱色的方法可以按照本领域常规手段进行,例如,可以为活性炭吸附法或硅藻土吸附法,为了进一步提高阿洛酮糖的纯度和收率,优选的,所述脱色的方法为活性炭吸附法,其中,活性炭添加量为混合糖浆质量的0.5-1wt%。
根据本发明,步骤(2)中,为了进一步提高阿洛酮糖的纯度和收率,优选的,所述洗脱除盐的条件使得所述溶液Ⅱ的电导率在50μs/cm以下,优选为10-20μs/cm。
其中,所述阳离子交换树脂可以为常规的阳离子交换树脂,只要能够充分去除溶液I中的阳离子即可,优选的,所述阳离子交换树脂选自西安蓝晓科技新材料股份有限公司LX-160型阳离子交换树脂或LX-318型阳离子交换树脂,更优选为LX-160型阳离子交换树脂。
其中,进行阳离子交换树脂洗脱除盐的洗脱流速可以为1-3BV/h。
其中,所述阴离子交换树脂可以为常规的阴离子交换树脂,只要能够充分去除溶液I中的阴离子即可,优选的,所述阴离子交换树脂选自西安蓝晓科技新材料股份有限公司D-318型阴离子交换树脂或D-354型阴离子交换树脂,更优选为D-354型阴离子交换树脂。
其中,进行阴离子交换树脂洗脱除盐的洗脱流速可以为1-3BV/h。
通过如上的步骤(2),可有效去除反应工段中产生并存在于混合糖浆中的阴阳离子,从而有利于后续的进一步分离。
根据本发明,步骤(3)中,所述第一浓缩的方法可以在较宽的范围内选择,例如,可以为真空减压浓缩或多效浓缩,更优选为真空减压浓缩。
其中,所述第一浓缩的条件优选使得所述浓缩液Ⅲ的糖度为40-50BX;当所述浓缩为真空减压浓缩时,所述真空减压浓缩的真空度优选为0.06-0.1MPa,例如,可以为0.06MPa、0.07MPa、0.08MPa、0.09MPa、0.1MPa。
根据本发明,步骤(4)中,通过超声和加热,可以有效去除体系中的气体,从而使得后续的进一步分离更为顺利,从而进一步提高阿洛酮糖的浓度和收率。
本发明中,优选的,所述超声时间在2h以上,例如,可以为2-4h,超声的频率为50-100kHz。
本发明中,所述加热的温度优选为40-60℃(例如,可以为40℃、43℃、45℃、48℃、50℃、53℃、55℃、58℃、60℃),维持时间优选为2-4h。其中,“加热的温度”是指加热后浓缩液III的温度(也即,物料温度)。
根据本发明,步骤(5)中,所述模拟移动床优选为顺序式模拟移动色谱床。
所述顺序式移动模拟床包括I区、II区、III区、IV区,各区中各自设置有色谱柱,所述顺序式移动模拟床具有12个旋转阀和6台计量泵组成,色谱柱上部为物料入口,下部为液体的出口,内部填充固体吸附剂。色谱柱的出入口处、柱与柱之间用管道连接,由电磁阀控制其导通和关断。本发明的顺序式移动模拟床为商业化设备,例如江苏汉邦科技有限公司生产的型号为LAB SMB的顺序式移动模拟床。本发明在现有设备的基础上,配合本发明的分离D-阿洛酮糖的方法,旋转阀切换的方向与流动相方向相反,通过相对逆流操作对样品进行分离纯化,得到D-阿洛酮糖纯品。
根据本发明一种优选的实施方式,所述模拟移动床的吸附剂为强酸性阳离子交换树脂,例如,优选为H+型树脂、K+型树脂、Ca2+型树脂和Na+型树脂中的一种。优选的,用湿法将强酸性阳离子交换树脂填充入模拟移动床的色谱柱中,装入色谱柱中的溶剂为去离子水。
根据本发明,用于对阿洛酮糖进行洗脱的洗脱剂优选为去离子水,更为优选的,所述去离子水在进样前超声加热脱气2h以上,例如,可以为2-4h。
根据本发明,但为了进一步提高所得阿洛酮糖的纯度和收率,优选的,所述顺序式模拟移动色谱床具有4-8根色谱柱,I区、II区、III区、IV区各自布置有1-2根色谱柱。
根据本发明,使用所述顺序式模拟移动色谱床对溶液IV进行分离的方法和条件可以按照常规的方法和条件,根据本发明一种优选的实施方式,顺序式模拟移动色谱床的分离过程包括大循环、小循环和全进全出;
(1)将溶液Ⅳ从III区入口进料,洗脱剂从I区入口进料;
(2)进行大循环:I区、II区、III区、IV区进行串联,四区循环;
(3)进行小循环:I区入口进洗脱剂、III区出口排出提余液;
(4)进行全进全出:I区入口进洗脱剂、I区出口采出提取液,溶液Ⅳ从III区入口进料,III区出口采出提余液;
(5)然后使溶液Ⅳ、洗脱剂、提余液和提取液顺次移动一个区,重复上述步骤(2)的大循环、步骤(3)的小循环和步骤(4)的全进全出。
本发明中,当I区、II区、III区、IV区各自布置有1根色谱柱时,即1号色谱柱对应I区、2号色谱柱对应II区、3号色谱柱对应III区、4号色谱柱对应IV区,经过步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)后,1号色谱柱对应IV区、2号色谱柱对应I区、3号色谱柱对应II区、4号色谱柱对应III区,经过顺次移动后1号色谱柱重新对应I区时,即认为4根色谱柱全部轮换为一个周期。根据本发明的方法,优选的,4根色谱柱全部轮换为一个周期,在如上条件下运行4-8个周期达平衡,在提取口收集D-阿洛酮糖溶液,提余口溶液循环至反应工段进行转化反应。
其中,所述大循环是指I区、II区、III区、IV区进行自身循环,
其中,所述小循环是指I区进洗脱剂、III区排出提余液,
其中,所述全进全出是指I区入口进洗脱剂、I区出口采出提取液,进洗脱剂同时采出产品,III区入口进料,III区出口采出提余液;
其中,大循环过程循环泵流速10-30mL/min(例如,可以为10mL/min、13mL/min、15mL/min、18mL/min、20mL/min、23mL/min、25mL/min、28mL/min、30mL/min),运行时间20-40min(20min、23min、25min、28min、30min、33min、35min、38min、40min);小循环过程洗脱泵流速10-30mL/min(例如,可以为10mL/min、13mL/min、15mL/min、18mL/min、20mL/min、23mL/min、25mL/min、28mL/min、30mL/min),运行时间4-8min(例如,可以为4min、5min、6min、7min、8min);全进全出过程洗脱泵流速10-30mL/min(例如,可以为10mL/min、13mL/min、15mL/min、18mL/min、20mL/min、23mL/min、25mL/min、28mL/min、30mL/min),进样泵流速14-18mL/min(例如,可以为14mL/min、15mL/min、16mL/min、17mL/min、18mL/min),运行时间4-10min(例如,可以为4min、5min、6min、7min、8min、9min、10min)。
进一步优选的,在顺序式模拟移动色谱床中对阿洛酮糖进行分离的条件为:温度50-70℃,压力≤0.7MPa,优选压力为0.5-0.7MPa。
根据本发明,步骤(6)中,所述第二浓缩的方法可以在较宽的范围内选择,例如,可以为真空减压浓缩或多效浓缩,更优选为真空减压浓缩。所述结晶方式包括水结晶或D-乙醇体系下结晶,优选水结晶。所述干燥方法包括喷雾干燥或真空干燥,优选真空干燥。
根据本发明一种特别优选的实施方式,本发明提供的D-阿洛酮糖的分离方法包括以下步骤:
步骤(1):取混合糖浆,在常温,真空度为0.07-0.08MPa的条件下进行抽滤,然后在向抽滤产物中添加混合糖浆质量的0.9-1wt%的活性炭进行脱色吸附得到溶液Ⅰ;
步骤(2):将所述步骤(1)得到的溶液Ⅰ经过阳离子交换树脂、阴离子交换树脂洗脱除盐,充分去反应工段中的阴阳离子,得到溶液Ⅱ,其中,阳离子交换树脂为LX-160型阳离子交换树脂,阴离子交换树脂为D-354型阴离子交换树脂,所述溶液Ⅱ的电导率为14-18μs/cm;
步骤(3):将所述步骤(2)得到的溶液Ⅱ减压浓缩,得到浓缩液Ⅲ,减压浓缩的真空度为0.08-0.1MPa,浓缩液Ⅲ的糖度为50-55BX;
步骤(4):将所述步骤(3)得到浓缩液Ⅲ超声、加热,充分脱除溶液中的气体,得到溶液Ⅳ,其中,超声的频率为80-90kHz,超声的时间为3-3.5h,加热的温度为50-55℃,加热维持时间为3-3.5h;
步骤(5):采用本发明的顺序式模拟移动色谱床的分离过程对溶液Ⅳ,运行6个周期达到平衡后,收集提取口流出液Ⅴ,提余液循环至反应工段进行转化反应,顺序式模拟移动色谱床的吸附剂为强酸性Ca2+型交换树脂,操作温度55-60℃,操作压力0.6-0.65MPa;
其中,大循环过程循环泵流速20-22mL/min,运行时间23-25min;小循环过程洗脱泵流速20-22mL/min,运行时间5-6min;全进全出过程洗脱泵流速20-22mL/min,进样泵流速15-16mL/min,运行时间7-8min;
步骤(6):然后依次进行减压浓缩、水结晶和真空干燥,得到D-阿洛酮糖产品。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
常温是指“25℃”。
混合糖浆,来自工厂果糖浆F90(果糖含量为固含物的90wt%)经过树脂固定化酶反应,得到含有阿洛酮糖的混合糖浆,经反应后的混合糖浆中,果糖含量63wt%,葡萄糖含量10wt%,阿洛酮糖含量27wt%。
活性炭的参数包括:碘吸附值为800mg/850g,亚甲基蓝吸附值为120mg/g,强度≥95%,氯化物含量≤0.5%,pH值为4-11.粒度为12mm×40mm。
使用高效液相色谱法对流出液Ⅴ进行检测,并计算其中阿洛酮糖的纯度和收率,高效液相色谱购自安捷伦科技有限公司,型号为Waters sugar-PaKI。
本发明中阿洛酮糖的纯度和收率计算如下:
阿洛酮糖的纯度=产品中阿洛酮糖的质量/产品总质量×100%;
阿洛酮糖的收率=产品中阿洛酮糖的质量/混合糖浆中阿洛酮糖的质量×100%;
顺序式模拟移动色谱床购自江苏汉邦科技有限公司,型号为LAB SMB。
实施例1
本实施例用于说明本发明提供的D-阿洛酮糖的分离方法
步骤(1):取混合糖浆,在常温,真空度为0.07MPa的条件下进行抽滤,然后在向抽滤产物中添加混合糖浆质量的1wt%的活性炭进行脱色吸附得到溶液Ⅰ;
步骤(2):将所述步骤(1)得到的溶液Ⅰ经过阳离子交换树脂、阴离子交换树脂洗脱除盐,充分去反应工段中的阴阳离子,得到溶液Ⅱ,其中,阳离子交换树脂为LX-160型阳离子交换树脂,阴离子交换树脂为D-354型阴离子交换树脂,洗脱流速为2BV/h,所述溶液Ⅱ的电导率为15μs/cm;
步骤(3):将所述步骤(2)得到的溶液Ⅱ减压浓缩,得到浓缩液Ⅲ,减压浓缩的真空度为0.08MPa,浓缩液Ⅲ的糖度为55BX;
步骤(4):将所述步骤(3)得到浓缩液Ⅲ超声、加热,充分脱除溶液中的气体,得到溶液Ⅳ,其中,超声的频率为80kHz,超声的时间为3h,加热的温度为55℃,加热维持时间为3h;
步骤(5):采用本发明的顺序式模拟移动色谱床的分离过程(如图1所示)对溶液Ⅳ,运行6个周期达到平衡后,收集提取口流出液Ⅴ(含有D-阿洛酮糖的溶液),提余液循环至反应工段进行转化反应,顺序式模拟移动色谱床的吸附剂为强酸性Ca2+型交换树脂,操作温度60℃,操作压力0.6MPa;
其中,大循环过程循环泵流速20mL/min,运行时间23min;小循环过程洗脱泵流速20mL/min,运行时间5min;全进全出过程洗脱泵流速20mL/min,进样泵流速16mL/min,运行时间7min;
步骤(6):采用高效液相色谱法检测提取口流出液Ⅴ进行纯度检测,然后依次进行减压浓缩(真空度为0.08MPa)、水结晶和真空干燥,得到D-阿洛酮糖产品。
D-阿洛酮糖产品的纯度和收率如表1所示。
实施例2
本实施例用于说明本发明提供的D-阿洛酮糖的分离方法
步骤(1):取混合糖浆,在常温,真空度为0.06MPa的条件下进行抽滤,然后在向抽滤产物中添加混合糖浆质量的0.5wt%的活性炭进行脱色吸附得到溶液Ⅰ;
步骤(2):将所述步骤(1)得到的溶液Ⅰ经过阳离子交换树脂、阴离子交换树脂洗脱除盐,充分去反应工段中的阴阳离子,得到溶液Ⅱ,其中,阳离子交换树脂为LX-160型阳离子交换树脂,阴离子交换树脂为D-354型阴离子交换树脂,洗脱流速为2BV/h,所述溶液Ⅱ的电导率为10μs/cm;
步骤(3):将所述步骤(2)得到的溶液Ⅱ减压浓缩,得到浓缩液Ⅲ,减压浓缩的真空度为0.06MPa,浓缩液Ⅲ的糖度为40BX;
步骤(4):将所述步骤(3)得到浓缩液Ⅲ超声、加热,充分脱除溶液中的气体,得到溶液Ⅳ,其中,超声的频率为100kHz,超声的时间为2.5h,加热的温度为60℃,加热维持时间为2h;
步骤(5):采用本发明的顺序式模拟移动色谱床的分离过程(如图1所示)对溶液Ⅳ,运行4个周期达到平衡后,收集提取口流出液Ⅴ(含有D-阿洛酮糖的溶液),提余液循环至反应工段进行转化反应,顺序式模拟移动色谱床的吸附剂为强酸性Na+型交换树脂,操作温度50℃,操作压力0.5MPa;
其中,大循环过程循环泵流速18mL/min,运行时间20min;小循环过程洗脱泵流速18mL/min,运行时间4min;全进全出过程洗脱泵流速18mL/min,进样泵流速14mL/min,运行时间6min。
步骤(6):采用高效液相色谱法检测提取口流出液Ⅴ进行纯度检测,然后依次进行减压浓缩(真空度为0.08MPa)、水结晶和真空干燥,得到D-阿洛酮糖产品。
D-阿洛酮糖产品的纯度和收率如表1所示。
实施例3
本实施例用于说明本发明提供的D-阿洛酮糖的分离方法
步骤(1):取混合糖浆,在常温,真空度为0.08MPa的条件下进行抽滤,然后在向抽滤产物中添加混合糖浆质量的0.8wt%的活性炭进行脱色吸附得到溶液Ⅰ;
步骤(2):将所述步骤(1)得到的溶液Ⅰ经过阳离子交换树脂、阴离子交换树脂洗脱除盐,充分去反应工段中的阴阳离子,得到溶液Ⅱ,其中,阳离子交换树脂为LX-160型阳离子交换树脂,阴离子交换树脂为D-354型阴离子交换树脂,洗脱流速为2BV/h,所述溶液Ⅱ的电导率为20μs/cm;
步骤(3):将所述步骤(2)得到的溶液Ⅱ减压浓缩,得到浓缩液Ⅲ,减压浓缩的真空度为0.08MPa,浓缩液Ⅲ的糖度为45BX;
步骤(4):将所述步骤(3)得到浓缩液Ⅲ超声、加热,充分脱除溶液中的气体,得到溶液Ⅳ,其中,超声的频率为70kHz,超声的时间为4h,加热的温度为40℃,加热维持时间为4h;
步骤(5):采用本发明的顺序式模拟移动色谱床的分离过程(如图1所示)对溶液Ⅳ,运行8个周期达到平衡后,收集提取口流出液Ⅴ(含有D-阿洛酮糖的溶液),提余液循环至反应工段进行转化反应,顺序式模拟移动色谱床的吸附剂为强酸性K+型交换树脂,操作温度70℃,操作压力0.7MPa;
其中,循环过程循环泵流速25mL/min,运行时间30min;小循环过程洗脱泵流速25mL/min,运行时间7min;全进全出过程洗脱泵流速25mL/min,进样泵流速18mL/min,运行时间10min。
步骤(6):采用高效液相色谱法检测提取口流出液Ⅴ进行纯度检测,然后依次进行减压浓缩(真空度为0.08MPa)、水结晶和真空干燥,得到D-阿洛酮糖产品。
D-阿洛酮糖产品的纯度和收率如表1所示。
实施例4
按照实施例1的方法进行D-阿洛酮糖的分离,不同的是,
步骤(3)中,减压浓缩的真空度为0.01MPa,浓缩液Ⅲ的糖度为30BX;
步骤(4)中,超声的频率为50kHz,超声的时间为10h,加热的温度为80℃,加热维持时间为1h;
步骤(5)中,运行的周期个数为2,顺序式模拟移动色谱床的操作温度40℃,操作压力0.3MPa,其中,大循环过程循环泵流速8mL/min,运行时间10min;小循环过程洗脱泵流速8mL/min,运行时间2min;全进全出过程洗脱泵流速8mL/min,进样泵流速10mL/min,运行时间3min。
D-阿洛酮糖产品的纯度和收率如表1所示。
实施例5
按照实施例1的方法进行D-阿洛酮糖的分离,不同的是,用常规移动模拟床替换顺序式模拟移动色谱床,常规移动模拟床的分离过程只有全进全出步骤,通过阀门的切换实现连续逆流过程。
D-阿洛酮糖产品的纯度和收率如表1所示。
表1
通过表1的结果可以看出,采用本发明的分离方法可以有效的将D-阿洛酮糖从含有D-阿洛酮糖、果糖和葡萄糖的混合糖浆中分离出,并获得高纯度和高收率的D-阿洛酮糖。进一步地,采用本发明优选实施方式的实施例1-3的D-阿洛酮糖纯度高于97%,收率高于66%,明显高于采用本发明非优选实施方式的实施例4-5。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种利用模拟移动床分离D-阿洛酮糖的方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
步骤(1):取混合糖浆,在常温,真空度为0.07-0.08MPa的条件下进行抽滤,然后在向抽滤产物中添加混合糖浆质量的0.9-1wt%的活性炭进行脱色吸附得到溶液Ⅰ;其中,所述混合糖浆含有果糖、葡萄糖和D-阿洛酮糖;
步骤(2):将所述步骤(1)得到的溶液Ⅰ经过阳离子交换树脂、阴离子交换树脂洗脱除盐,充分去反应工段中的阴阳离子,得到溶液Ⅱ,其中,阳离子交换树脂为LX-160型阳离子交换树脂,阴离子交换树脂为D-354型阴离子交换树脂,所述溶液Ⅱ的电导率为14-18μs/cm;
步骤(3):将所述步骤(2)得到的溶液Ⅱ减压浓缩,得到浓缩液Ⅲ,减压浓缩的真空度为0.08-0.1MPa,浓缩液Ⅲ的糖度为50-55BX;
步骤(4):将所述步骤(3)得到浓缩液Ⅲ超声、加热,充分脱除溶液中的气体,得到溶液Ⅳ,其中,超声的频率为80-90kHz,超声的时间为3-3.5h,加热的温度为50-55℃,加热维持时间为3-3.5h;
步骤(5):采用顺序式模拟移动色谱床的分离过程对溶液Ⅳ,运行6个周期达到平衡后,收集提取口流出液Ⅴ,提余液循环至反应工段进行转化反应,顺序式模拟移动色谱床的吸附剂为强酸性Ca2+型交换树脂,操作温度55-60℃,操作压力0.6-0.65MPa;
其中,大循环过程循环泵流速20-22mL/min,运行时间23-25min;小循环过程洗脱泵流速20-22mL/min,运行时间5-6min;全进全出过程洗脱泵流速20-22mL/min,进样泵流速15-16mL/min,运行时间7-8min;
步骤(6):然后依次进行减压浓缩、水结晶和真空干燥,得到D-阿洛酮糖产品。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述混合糖浆中含有的D-阿洛酮糖为化学合成或者生物催化转化中的一种或两种的组合。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述含D-阿洛酮糖的混合糖浆为以F90果糖为原料利用生物催化转化法合成D-阿洛酮糖后的混合糖浆。
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