[发明专利]利用木糖醇结晶母液生产L-阿拉伯糖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及糖类生产工艺领域，特别是涉及一种利用发酵法木糖 醇结晶母液生产L-阿拉伯糖的方法。

背景技术

阿拉伯糖，属于五碳醛糖，常见的为β-L-阿拉伯糖和β-D-阿拉伯 糖。L-阿拉伯糖是一种有甜味的戊糖，其口服后在人体内不被吸收， 并可以选择性抑制肠道内蔗糖酶的活性，减少人体对蔗糖的吸收和利 用，使得它在减肥、控制糖尿病等方面的应用前景看好。日本unitika 公司也在2006年5月公布了L-阿拉伯糖具有阻止肥胖和糖尿病方面 的功效，该论文于2006年日本营养与食品科学60周年的年会上发表。 而且它作为一种天然存在的单糖，长期以来作为食品被服用，安全性 早已得到证实，因而在功能食品应用领域有广阔的市场前景。日本厚 生省的特定保健用食品清单中已将L-阿拉伯糖列入调节血糖的专用 特殊保健食品添加剂，而美国医疗协会也已将L-阿拉伯糖列入抗肥 胖剂的营养补充剂或非处方药。L-阿拉伯糖也是重要的医药中间体， 可用来合成抗癌、抗病毒和治疗心血管疾病的药物，其在医药领域也 有着广泛的用途。然而，受限于其生产方法，目前国际市场上阿拉伯 糖价格高达10万～20万美元/吨，限制了它在功能性食品添加剂中的 应用及普及。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用发酵法生产木糖醇时的结晶母液 生产L-阿拉伯糖的方法。

目前木糖生产和加氢法木糖醇生产过程中会产生大量的木糖母 液，木糖母液是指木糖水解液结晶提取木糖后剩余的母液。以玉米芯 原料为例，大多玉米芯水解液含糖质量浓度14％，其中含13％葡萄糖， 70％木糖，15％阿拉伯糖及少量其它杂糖，木糖通过两次结晶获得晶 体，从而加氢用于生产木糖醇。剩余的木糖母液中糖浓度约为 70％-80％，其中葡萄糖6～12％，木糖60～70％，阿拉伯糖17～23％。 再将木糖母液进行微生物发酵，将其中的葡萄糖转化为菌体消耗，木 糖转化为木糖醇，木糖醇结晶后即得到木糖醇结晶母液。

本发明提供一种从发酵法木糖醇结晶母液生产L-阿拉伯糖的方 法，依序包括如下步骤：

(1)色谱分离：将发酵法木糖醇结晶母液依次通过两次色谱分 离，第一次色谱分离是将木糖醇结晶母液中的糖醇与糖类分开，第二 次色谱分离是将第一次色谱分离的糖类中的阿拉伯糖与其它杂糖分 开，使L-阿拉伯糖的纯度提升到45～70％。色谱分离树脂均为钙型 树脂，一次色谱分离目的是将糖醇和糖类分开，提取相为糖醇组分， 提余相为糖类组分(阿拉伯糖纯度25～45％)，操作条件：分离树脂 体积5L，色谱柱20根(Φ25×500)，进料浓度40～60％(质量百分比)， 温度55～65℃，停留时间660s～1500s，I区流量25～28mL/min， II区流量18～19mL/min，III区流量20～21mL/min，IV区流量15～ 17mL/min，进料流量1～3mL/min，解析剂流量8～15mL/min，糖醇 项出料流量6～10mL/min，糖类项出料流量3～6mL/min(各区流量 随色谱柱体积变化而比例变化)，二次色谱分离目的是将阿拉伯糖和 其它杂糖分开，提余相为杂糖组分，提取相为阿拉伯糖组分(阿拉伯 糖纯度45～70％)；操作条件为分离树脂体积5L，色谱柱20根 (Φ25×500)，进料浓度40～60％，温度55～65℃，停留时间480s～ 1500s，I区流量28～30mL/min，II区流量20～21mL/min，III区流 量23～24mL/min，IV区流量18～20mL/min，进料流量2～4mL/min， 解析剂流量8～12mL/min，阿拉伯糖项出料流量7～10mL/min，杂糖 项出料流量3～6mL/min(各区流量随色谱柱体积变化而比例变化)。 色谱柱的分区是根据吸附性来划分的，可以进行一定的调节，当采用 20根柱子时，可以将其平均分成4区，每区5根；也可以将其按6 根、4根、6根、4根分别分为4区(I、II、III、IV区)。

(2)脱色：将第二次色谱分离后的L-阿拉伯糖糖液经过碳柱脱 色，脱色后的L-阿拉伯糖糖液透光率在85％以上；

(3)离子交换：将L-阿拉伯糖糖液进行离子交换，依次通过阳 柱、阴柱、阳柱，去除灰分和有机杂质；阳树脂型号为HZ-016，阴 树脂型号为D318。

(4)浓缩：先采用反渗透进行浓缩，再采用蒸发器进行浓缩；