[发明专利]一种同时生产木糖醇与阿拉伯糖的方法有效
申请号: | 200810007125.1 | 申请日: | 2008-02-01 |
公开(公告)号: | CN101497904A | 公开(公告)日: | 2009-08-05 |
发明(设计)人: | 张厚瑞;蔡爱华;周玉恒;覃香香;陈海珊;金科;曾健智 | 申请(专利权)人: | 唐传生物科技(厦门)有限公司 |
主分类号: | C12P19/02 | 分类号: | C12P19/02;C12P7/18;C12R1/74 |
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地址: | 361012福建省厦*** | 国省代码: | 福建;35 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 同时 生产 木糖醇 阿拉伯糖 方法 | ||
技术领域
本发明属于生物技术领域,它涉及以富含木糖及阿拉伯糖的半纤维素水解物为基质,经特定的酵母菌种发酵,主成分木糖被选择性地转化为木糖醇,阿拉伯糖不参与反应,获得几乎不含木糖,但富含木糖醇及阿拉伯糖的发酵液。除去细胞的发酵液经离子交换净化之后,通过第一次色谱分离分成纯净木糖醇流分与阿拉伯糖-杂糖流分两个部分。纯净木糖醇流分直接浓缩,结晶获得晶体木糖醇,阿拉伯糖-杂糖流分再通过第二次色谱分离除去大部分杂糖,这种较纯的阿拉伯糖流分后再浓缩、结晶,获得晶体阿拉伯糖。
背景技术
半纤维素主要指植物细胞壁中纤维素之外的聚糖类,是植物体内含量仅次于纤维素的天然多糖,约占植物躯干重量的20-30%。纤维素是由单一葡萄糖聚合成的均一聚糖,半纤维素则是以β-(1-4)-D-木糖构成主链,由不同量的几种糖单元组成分枝结构的低分子量多糖。半纤维素分枝结构当中最主要的取代基是阿拉伯糖基,其它少量的取代基还有半乳糖,甘露糖,鼠李糖等。
半纤维素比较容易水解,用稀酸或酶处理植物纤维材料,很容易生成以木糖、阿拉伯糖为主要糖类,还包括其它杂糖的水解物。
只有将半纤维素水解物中的木糖、阿拉伯糖分别纯化出来之后,它们才能实现各自的商业应用价值。
纯净的木糖主要用途是制备木糖醇。木糖醇由木糖还原生成,具有甜度与蔗糖相当,无致龋性,在体内代谢不需胰岛素参与,也不会造成血糖的急剧变化等重要特性,在防龋齿食品,糖尿病人食品具有重要的应用价值。
纯净的阿拉伯糖不仅风味与蔗糖极为相近,它的许多特殊的功能也引起了人们的广泛关注。例如阿拉伯糖能够抑制蔗糖酶的活性,从而抑制人体对蔗糖的吸收,可用于控制因食用蔗糖引起的血糖升高;阿拉伯糖具有抑制脂肪合成酶的活性,可用于预防肥胖。此外,阿拉伯糖还广泛用作合成核苷类药物的中间体,在医药工业中有广泛的应用范围。
然而,无论木糖或阿拉伯糖,只有达到很高的纯度之后才可能体现出较高的商业价值。木糖、阿拉伯糖的分离纯化,就成为其制造过程中极为重要的环节。
美国专利6,086,681,【从溶液中回收木糖的方法,Method for recovery of xylose fromsolutions,United States Patent(2000)6,086,681】提供了一种以结晶工艺从植物纤维的稀硫酸水解物中分离木糖的方法,该法将纯度为30-60%(对总糖)的木糖溶液浓缩到木糖过饱和,然后冷却析出晶体木糖。不过这一发明没有涉及如何分离残余在母液中的木糖,也没有涉及如何分离已知存在于水解物中的阿拉伯糖。
美国专利6,872,316【木糖的回收,Recovery of xylose,United States Patent(2005)6,872,316】提供了一种纳滤(nanofiltration)工艺提高植物纤维水解液中的木糖纯度的方法。因为木糖能够较容易地透过纳滤膜,其它杂质如低聚糖、二价盐,己糖,色素等则较多地被截留滤膜内侧。因而植物纤维水解液的纳滤透过液的木糖纯度,可比原始水解液提高1倍以上, 其后续的离子交换,脱色等工艺负担也随之减轻。在这一发明中,阿拉伯糖与木糖一样容易透过纳滤膜,因此它不能实现木糖与阿拉伯糖之间的分离。另外,纳滤对于单糖的分离效果也是十分有限的。
阳离子对单糖(或糖醇)有吸附作用,利用携带有阳离子材料作色谱填料分离不同的单糖或糖醇,是人们从多种单糖的混合溶液中分离目标单糖(或糖醇)的手段之一。
美国专利6,506,897【用甜菜根制备阿拉伯糖,Method of preparing l-arabinose from sugarbeet pulp.United States Patent(2003),6,506,897】提供的一种制备阿拉伯糖的方法,包括了下几个步骤:a)用强碱溶液提取已经榨过糖的甜菜根。b)用强酸水解前一步骤所获得的粗阿拉伯聚糖。c)酸水解液中和,过滤。d)用单价阳子树脂(选用钠,或钾型)作为分离树脂,色谱分离出阿拉伯糖组分。e)经阳、阴离子交换树脂及吸附树脂进一步纯化所获得的阿拉伯糖溶液。f)结晶回收晶体阿拉伯糖,纯度98%以上。这一专利先用碱提取物料,再用酸水解的工艺显然比较繁琐,另外,专利中没有介绍水解液中是否存在木糖,也没有介绍如何分离木糖的问题。
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