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CN117229334A - 一种d-阿洛酮糖液体的制备方法 - Google Patents

一种d-阿洛酮糖液体的制备方法 Download PDF

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CN117229334A
CN117229334A CN202311500603.3A CN202311500603A CN117229334A CN 117229334 A CN117229334 A CN 117229334A CN 202311500603 A CN202311500603 A CN 202311500603A CN 117229334 A CN117229334 A CN 117229334A
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CN
China
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psicose
liquid
resin
strong acid
acid resin
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CN202311500603.3A
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English (en)
Inventor
李克文
栾庆民
熊小兰
李珍珍
张莉
薛雅莺
袁世英
王欣彤
李明明
吕志超
森茂治
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Baolingbao Biology Co Ltd
Original Assignee
Baolingbao Biology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及功能糖技术领域,具体涉及一种D‑阿洛酮糖液体的制备方法,包括,首先将D‑阿洛酮糖提取液经过大孔树脂吸附,然后依次经过强酸树脂a、强碱树脂、强酸树脂b、弱碱树脂、强酸树脂c进行离子交换所得。本发明制得的D‑阿洛酮糖液体产品在室温储存180天后透光率、色值和D‑阿洛酮糖含量均保持稳定不变,提高了产品质量。

Description

一种D-阿洛酮糖液体的制备方法
技术领域
本发明涉及功能糖技术领域,具体涉及一种D-阿洛酮糖液体的制备方法。
背景技术
D-阿洛酮糖是D-果糖在C-3位异构体,拥有蔗糖70%的甜度,热量却仅为蔗糖的0.3%。被正式列为GRAS产品后,大大促进了D-阿洛酮糖在烘焙食品、糖果、乳制品和饮料等领域的应用,市场需求激增。除了热量低,相比其他稀少糖,D-阿洛酮糖不仅甜味更接近蔗糖,还具有降低血糖、控制体重、抗氧化等生物活性,在预防肥胖、高血压、高血脂、动脉粥样硬化等疾病上有一定作用。
现有的D-阿洛酮糖的制备方法如:
CN110627847A公开了一种阿洛酮糖晶体的制备方法,提纯后的阿洛酮糖浓缩至固形物质量含量75-85%,迅速降温至35-45℃;加入晶种,保持35-45℃,真空度-0.03~-0.09MPa,进行恒温、蒸发结晶;离心分离,得到粒径大于60目的晶体,经洗涤、干燥,即得阿洛酮糖晶体。CN114671919A公开了一种基于色谱分离生产结晶阿洛酮糖的方法,主要步骤包括:以F98果糖和/或F98果糖浆为原料,先制备果糖稀释液,在阿洛酮糖异构酶条件下进行异构反应,经离子交换脱盐、色谱分离,得F99阿洛酮糖液、F92果糖液和杂糖液;所述阿洛酮糖液,经浓缩、结晶、干燥后生产出纯度≥99%的结晶阿洛酮糖。上述两专利涉及到的是关于阿洛酮糖晶体的制备方法,并未涉及液体产品。
CN115715151A公开了一种阿洛酮糖糖浆的制备方法,具体方法是通过将含有离析物浓度相对于所述溶液的总重量而言为至多70重量%的阿洛酮糖水溶液,在低于60℃温度和减压下蒸发水,从而使所述水溶液中所述阿洛酮糖的浓度从低开始增加,直到达到所述产物浓度。该阿洛酮糖为液体产品,主要为通过浓缩等制备方法制得,产品中所含非活性成分较多。同时,据市场反馈,D-阿洛酮糖液体在存放过程中,会出现返色的现象,即随着糖液存放时间的延长,其颜色会越来越深,同时伴随着D-阿洛酮糖含量的下降。
发明内容
针对现有技术D-阿洛酮糖液体长时间存在返色、含量下降等问题,本发明提供一种D-阿洛酮糖液体的制备方法,产品在室温储存180天后透光率、色值和D-阿洛酮糖含量均保持稳定不变。
本发明提供一种D-阿洛酮糖液体的制备方法,首先将D-阿洛酮糖提取液经过大孔树脂吸附,然后依次经过强酸树脂a、强碱树脂、强酸树脂b、弱碱树脂、强酸树脂c进行离子交换所得。本发明中强酸树脂a、强酸树脂b、强酸树脂c是指不同的强酸树脂。
进一步的,D-阿洛酮糖的提取液经过大孔树脂吸附前首先进行真空浓缩,真空浓缩至固形物含量为30%~40%。
进一步的,大孔树脂的比表面≥1100m2/g。
进一步的,大孔树脂吸附时料液走料速度为1~2BV/h。
进一步的,强酸树脂a、强碱树脂、强酸树脂b、弱碱树脂、强酸树脂c进行离子交换时液体的走料速度均为强酸树脂a体积的3BV/h。
进一步的,强碱树脂和弱碱树脂总装填量为强酸树脂a、强酸树脂b、强酸树脂c总装填量的1/3。
进一步的,强酸树脂c出料的料液pH值控制为4.0~5.22。强酸树脂c的作用是作为pH调节柱。
进一步的,离子交换后的出料的料液经真空浓缩得D-阿洛酮糖液体成品,真空浓缩至料液中固形物含量为70%~75%。
进一步的,D-阿洛酮糖提取液制备方法包括如下步骤:
(1)制备反应料液,配制质量浓度为30%~50%的果糖溶液,加入锰离子,调节pH值为5.0~6.5,升温至50~60℃;
(2)酶转化,加入D-阿洛酮糖-3-差向异构酶,酶转化反应4~24h,得到D-阿洛酮糖含量为28%~30%的料液;
(3)灭酶,将料液升温至80~85℃灭酶30min;
(4)脱色过滤,将灭酶后的料液,加入总糖干基2%~5%的粉末活性炭,在75~80℃下保温30min,采用板式压滤机过滤除去活性炭;
(5)离子交换除盐,将脱色后的料液通过离子交换树脂柱,确保最终流出的料液电导≤50us/cm,出料料液pH控制在4.0~6.5;
(6)真空浓缩,真空条件下浓缩,浓缩温度≤65℃,将料液浓缩到固形物含量至55%~65%;
(7)色谱分离,调节色谱分离参数,使D-阿洛酮糖提取液中D-阿洛酮糖含量≥96%。
本发明的有益效果在于,本发明制得的D-阿洛酮糖液体产品在室温储存180天后透光率、色值和D-阿洛酮糖含量均保持稳定不变,提高了产品质量。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
如下实施例及对比例中强碱树脂和弱碱树脂总装填量为强酸树脂a、强酸树脂b强酸树脂c总装填量的1/3。
实施例1
制备质量浓度为41.2%的D-果糖溶液,果糖含量98%,加入0.1mM的Mn2+,调节料液pH值为5.51,升温至55℃并保持温度55±1℃,根据果糖质量加入40u/g的D-阿洛酮糖-3-差向异构酶酶液,反应4h后,反应料液中D-阿洛酮糖含量28.7%,升温至80℃灭酶30min。然后加入总糖干基5%的粉末活性炭,脱色温度为75℃,脱色时间30min后,过滤得透光率95.2%的糖化液,然后进入离子交换树脂继续脱色、除盐,得到电导为45.0us/cm,透光率为96.9%,pH值为4.83的料液,真空浓缩到固形物含量为59.5%,进入顺序式模拟移动床色谱分离,得到纯度98.5%的D-阿洛酮糖料液;再次进行真空浓缩到固形物含量为38.9%的D-阿洛酮糖提取液,以1BV/h的走料速度先经过具有大孔结构且具有良好物理、化学性能的大孔树脂(大孔树脂的比表面≥1100m2/g)吸附,再以3BV/h(按强酸树脂a体积)的速度依次经过强酸树脂a、强碱树脂、强酸树脂b、弱碱树脂、强酸树脂c进行离子交换,最后出料的料液(pH值控制为5.03)真空浓缩到固形物含量为73%,最终得到透光率100%,色值0,D-阿洛酮糖含量98.5%的D-阿洛酮糖液体。室温储存180天存放后透光率、色值、D-阿洛酮糖含量不变。
实施例2
准备质量浓度为40.9%的D-果糖溶液,果糖含量98.3%,加入0.1mM的Mn2+,调节料液pH值为5.60,升温至56℃,并保持反应温度在56±1℃,根据果糖的质量加入25u/g的D-阿洛酮糖-3-差向异构酶酶液,反应24h后,阿洛酮糖含量28.7%,升温至80℃灭酶30min。然后加入总糖干基4%的活性炭,脱色温度为78℃,脱色时间30min后,过滤得透光率96.5%的糖化液,然后进入离子交换树脂继续脱色、除盐,得到电导为46.8us/cm,透光率为98.1%,pH值为5.3的料液,真空浓缩到固形物含量为60.5%,进入顺序式模拟移动床色谱分离,得到纯度98.5%的D-阿洛酮糖料液;再次进行真空浓缩到固形物含量为39.6%的D-阿洛酮糖提取液,以2BV/h的走料速度先经过具有大孔结构且具有良好物理、化学性能的大孔树脂(大孔树脂的比表面≥1100m2/g)吸附,再以3BV/h(按强酸树脂a体积)的速度先后经过强酸树脂a、强碱树脂、强酸树脂b、弱碱树脂、强酸树脂c进行离子交换,最后出料的料液(pH值控制为4.99)真空浓缩到固形物含量为72%,最终得到透光率99.9%,色值0.001,D-阿洛酮糖含量98.5%的D-阿洛酮糖液体。室温储存180天存放后透光率、色值、D-阿洛酮糖含量不变。
实施例3
准备质量浓度为30.0%的D-果糖溶液,果糖含量98.4%,加入0.10mM的Mn2+,调节料液pH值为5.0,升温至50℃,并保持反应温度在50±1℃,根据果糖的质量加入30u/g的D-阿洛酮糖-3-差向异构酶酶液,反应4h后,阿洛酮糖含量29.3%,升温至85℃灭酶30min。然后加入总糖干基2%的活性炭,脱色温度为75℃,脱色时间30min后,过滤得透光率96.6%的糖化液,然后进入离子交换树脂继续脱色、除盐,得到电导为49.8us/cm,透光率为98.2%,pH值为4.0的料液,真空浓缩到固形物含量为55%,进入顺序式模拟移动床色谱分离,得到纯度98.3%的D-阿洛酮糖料液;再次进行真空浓缩到固形物含量为30%的D-阿洛酮糖提取液,以1BV/h的走料速度先经过具有大孔结构且具有良好物理、化学性能的大孔树脂(大孔树脂的比表面≥1100m2/g)吸附,再以3BV/h(按强酸树脂a体积)的速度先后经过强酸树脂a、强碱树脂、强酸树脂b、弱碱树脂、强酸树脂c进行离子交换,最后出料的料液(pH值控制为5.21)真空浓缩到固形物含量为70%,最终得到透光率100%,色值0,D-阿洛酮糖含量98.4%的D-阿洛酮糖液体。室温储存180天存放后透光率、色值、D-阿洛酮糖含量不变。
实施例4
准备质量浓度为50.0%的D-果糖溶液,果糖含量98.7%,加入0.10mM的Mn2+,调节料液pH值为6.5,升温至60℃,并保持反应温度在58~60℃,根据果糖的质量加入30u/g的D-阿洛酮糖-3-差向异构酶酶液,反应24h后,阿洛酮糖含量30.3%,升温至85℃灭酶30min。然后加入总糖干基5%的活性炭,脱色温度为80℃,脱色时间30min后,过滤得透光率96.7%的糖化液,然后进入离子交换树脂继续脱色、除盐,得到电导为47.3us/cm,透光率为98.3%,pH值为6.5的料液,真空浓缩到固形物含量为65%,进入顺序式模拟移动床色谱分离,得到纯度98.9%的D-阿洛酮糖料液;再次进行真空浓缩到固形物含量为40%的D-阿洛酮糖提取液,以1BV/h的走料速度先经过具有大孔结构且具有良好物理、化学性能的大孔树脂(大孔树脂的比表面≥1100m2/g)吸附,再以3BV/h(按强酸树脂a体积)的速度先后经过强酸树脂a、强碱树脂、强酸树脂b、弱碱树脂、强酸树脂c进行离子交换,最后出料的料液(pH值控制为5.22)真空浓缩到固形物含量为75%,最终得到透光率99.93%,色值0.001,D-阿洛酮糖含量98.9%的D-阿洛酮糖液体。室温储存180天存放后透光率、色值、D-阿洛酮糖含量不变。
对比例1
对比例1与实施例1不同的是,制得的D-阿洛酮糖提取液以3BV/h的走料速度经过大孔树脂吸附。
对比例1最终得到透光率为99.0%,色值为0.004,D-阿洛酮糖含量为97.9%的D-阿洛酮糖液体。室温储存180天存放后透光率降低到96.5%,色值增加到0.049,D-阿洛酮糖含量降低到97.1%。
对比例2
对比例2与实施例1不同的是,制得的D-阿洛酮糖提取液经大孔树脂吸附后,依次经过强酸树脂a、弱碱树脂、强酸树脂b、弱碱树脂、强酸树脂c进行离子交换。
对比例2最终得到透光率为98.9%,色值为0.006,D-阿洛酮糖含量为97.8%的D-阿洛酮糖液体。室温储存180天存放后透光率降低到97.5%,色值增加到0.033,D-阿洛酮糖含量降低到97.3%。
对比例3
对比例3与实施例1不同的是,制得的D-阿洛酮糖提取液经大孔树脂吸附后,依次以2BV/h(按强酸树脂a体积)的速度进行离子交换。
对比例3最终得到透光率为98.8%,色值为0.009,D-阿洛酮糖含量为98.1%的D-阿洛酮糖液体。室温储存180天存放后透光率降低到97.7%,色值增加到0.031,D-阿洛酮糖含量降低到97.1%。
对比例4
对比例4与实施例1不同的是,制得的D-阿洛酮糖提取液不经过大孔树脂吸附。
对比例4最终得到透光率为96.9%,色值为0.038,D-阿洛酮糖含量为96.8%的D-阿洛酮糖液体。室温储存180天存放后透光率降低到94.5%,色值增加到0.073,D-阿洛酮糖含量降低到94.8%。
由实施例和对比例可以看出,本发明制得的D-阿洛酮糖液体产品在室温储存180天后透光率、色值和D-阿洛酮糖含量均保持稳定不变。
同时可以看出,只有在本发明限定的D-阿洛酮糖提取液在树脂中走料顺序及走料速度的条件下,才可解决本发明所要解决的技术问题,本发明限定的树脂处理条件具有协同作用,缺一不可,走料顺序及走料速度不能进行调整,技术效果不能合理预期。
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述,但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下,本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换,而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种D-阿洛酮糖液体的制备方法,其特征在于,首先将D-阿洛酮糖提取液经过大孔树脂吸附,然后依次经过强酸树脂a、强碱树脂、强酸树脂b、弱碱树脂、强酸树脂c进行离子交换所得。
2.如权利要求1所述的D-阿洛酮糖液体的制备方法,其特征在于,D-阿洛酮糖的提取液经过大孔树脂吸附前首先进行真空浓缩,真空浓缩至固形物含量为30%~40%。
3.如权利要求1所述的D-阿洛酮糖液体的制备方法,其特征在于,大孔树脂的比表面≥1100m2/g。
4.如权利要求1所述的D-阿洛酮糖液体的制备方法,其特征在于,大孔树脂吸附时料液走料速度为1~2BV/h。
5.如权利要求1所述的D-阿洛酮糖液体的制备方法,其特征在于,强酸树脂a、强碱树脂、强酸树脂b、弱碱树脂、强酸树脂c进行离子交换时液体的走料速度均为强酸树脂a体积的3BV/h。
6.如权利要求1所述的D-阿洛酮糖液体的制备方法,其特征在于,强碱树脂和弱碱树脂总装填量为强酸树脂a、强酸树脂b、强酸树脂c总装填量的1/3。
7.如权利要求1所述的D-阿洛酮糖液体的制备方法,其特征在于,强酸树脂c出料的料液pH值控制为4.0~5.22。
8.如权利要求1所述的D-阿洛酮糖液体的制备方法,其特征在于,离子交换后的出料的料液经真空浓缩得D-阿洛酮糖液体成品,真空浓缩至料液中固形物含量为70%~75%。
9.如权利要求1-8任一项所述的D-阿洛酮糖液体的制备方法,其特征在于,D-阿洛酮糖提取液制备方法包括如下步骤:
(1)制备反应料液,配制质量浓度为30%~50%的果糖溶液,加入锰离子,调节pH值为5.0~6.5,升温至50~60℃;
(2)酶转化,加入D-阿洛酮糖-3-差向异构酶,酶转化反应4~24h,得到D-阿洛酮糖含量为28%~30%的料液;
(3)灭酶,将料液升温至80~85℃灭酶30min;
(4)脱色过滤,将灭酶后的料液,加入总糖干基2%~5%的粉末活性炭,在75~80℃下保温30min,采用板式压滤机过滤除去活性炭;
(5)离子交换除盐,将脱色后的料液通过离子交换树脂柱,确保最终流出的料液电导≤50us/cm,出料料液pH控制在4.0~6.5;
(6)真空浓缩,真空条件下浓缩,浓缩温度≤65℃,将料液浓缩到固形物含量至55%~65%;
(7)色谱分离,调节色谱分离参数,使D-阿洛酮糖提取液中D-阿洛酮糖含量≥96%。
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