[发明专利]α－L－天冬氨酰基－L－苯丙氨酸甲基酯的结晶

说明书

本发明涉及用于制备α-L-天冬氨酰基-L-苯丙氨酸甲基酯(“α-APM”或“天冬甜素”)的方法。更具体地，本发明涉及从亚稳态过饱和溶液中结晶α-APM。

天冬甜素或α-APM是公知的低卡路里甜味剂，其广泛用于许多食品和饮料产品中。现有多种用于结晶α-APM的方法，包括冷却结晶。

典型的冷却结晶方法开始将热的未饱和料液装入配有用于冷却的热交换器的反应器中。开始冷却后很快产生过饱和状态。然后晶核形成，结晶长大，过饱和结束。因为结晶的粒径分布依赖于结晶过程出现的过饱和剖面，所以冷却速率对确定得到结晶的粒径分布特别重要。因此，为了获得最佳结晶粒径分布，必须精密调节和控制冷却速率。

然而，当结晶方法使用配有冷却外套或线圈的搅拌结晶器时，很难精密控制冷却速率。在该系统中，结晶沉积到结晶器的冷却表面上。这大大减少了表面和溶液间的传热系数，因此减少了冷却过程的效率，就更难控制冷却速率，也就难以控制结晶粒径分布。并且，由该方法产生的结晶通常过滤性差，这就使结晶沉淀的过程更加困难。

本领域公知的另一种制备α-APM结晶的方法包括通过传导传热，而不是通过机械搅拌冷却α-APM水溶液。该方法产生一种果汁冻状的伪固相的α-APM结晶。通过该方法产生的结晶比上文描述的常规冷却方法(其中在结晶中搅拌混合物)产生的结晶具有更好的过滤性。然而，涉及通过传热冷却而不是通过机械搅拌冷却结晶方法具有需要很长操作时间的缺点。

因此，在本发明的第一个实施方案中，提供了一种制备α-L-天冬氨酰基-L-苯丙氨酸甲基酯结晶的方法，该方法包括以下步骤：形成α-APM的过饱和溶液，起始α-APM的晶核形成，在过饱和溶液中形成晶核的混悬液，在过饱和溶液中生长α-APM晶核形成结晶，而基本上不形成新的晶核。

在本发明的一个方面，形成过饱和溶液的步骤包括制备非饱和的α-APM溶液，冷却非饱和溶液，形成过饱和溶液。非饱和α-APM溶液的浓度优选范围在大约1.5wt.％至大约7.0wt.％之间，更优选范围在大约3.0wt.％至大约5.5wt.％之间。在冷却前非饱和α-APM溶液的温度优选范围在大约35℃至大约85℃之间，更优选范围在大约55℃至大约75℃之间。冷却步骤可以在小于浓度最大可允许的过冷下进行，或通过具有冷却剂的热交换。溶液可以为水溶液，在起始晶核形成前过饱和溶液中α-APM的浓度可以大于大约3.5wt.％。起始晶核形成步骤可以通过溶液的机械力进行，如通过泵，优选蠕动泵。起始晶核形成步骤还可以通过向溶液中引入晶种进行。起始晶核形成步骤可以进行的溶液温度范围在大约28℃至大约80℃之间，更优选范围在大约48℃至大约66℃之间。

在该实施方案的另一方面，α-APM晶核生长的步骤可以包括起始晶核形成后的自发生长阶段，和自发生长阶段后的强制生长阶段。自发生长阶段进行时，过饱和溶液的温度范围在大约45℃至60℃之间。强制生长阶段可以包括冷却过饱和溶液中的晶核混悬液。冷却进行的温度范围在大约5℃至60℃之间，以成批或连续的方式进行，时间大约为50至大约300分钟。在冷却中，可以搅拌过饱和溶液中的晶核混悬液，如通过锚式叶片或板式叶片，刮刀可以附着到叶片上。可以在大约2rpm至大约100rpm范围内进行搅拌。在冷却前，过饱和溶液中的晶核混悬液可以不与空气接触。

在该实施方案的另一方面，本方法进一步包括过饱和溶液中的α-APM晶核生长形成α-APM结晶后进行固液分离。然后可以提高温度干燥结晶。

在本发明的第二个实施方案中，提供了在溶液中溶解的溶质连续结晶的方法，该方法包括向蠕动泵中连续加入过饱和溶液，通过泵的滚动运动，在过饱和溶液中连续产生溶质的晶核，在过饱和溶液中形成晶核混悬液，连续将混悬液转移至以结晶器中，通过冷却结晶器中的混悬液，晶核连续生长，而基本上不形成新的晶核。

在该实施方案的一方面，连续进料的步骤可以包括连续冷却非饱和溶液，形成过饱和溶液。连续生长的步骤可以包括连续搅拌混悬液或连续刮削结晶器的内表面。可以通过锚式叶片或板式叶片提供搅拌。该方法可以进一步包括从结晶器中连续取出混悬液。

在本发明的第三个实施方案中，提供了用于溶剂中溶解的溶质进行结晶的装置，该装置包括一个溶质的过饱和溶液源，与过饱和溶液液体联系的蠕动泵，和与泵液体联系的结晶器。