[发明专利]一种同时生产阿洛酮糖和赤藓糖醇的方法

说明书

本发明公开了一种同时生产阿洛酮糖和赤藓糖醇的方法，属于功能糖生产技术领域。本发明公开的一种同时生产阿洛酮糖和赤藓糖醇的方法，以果葡糖浆为底物，先采用生物转化法将果糖转化为阿洛酮糖，灭酶后接入解脂耶氏酵母，后期待罐中残余果葡糖浆完全耗尽，DO回升时停止反应；将发酵液后经板框压滤去除酵母、活性炭脱色、离交、色谱分离后进行浓缩结晶分别获得阿洛酮糖和赤藓糖醇。本发明以廉价的果葡糖浆代替高纯度果糖的使用，从源头上减少了成本的投入；减少了阿洛酮糖结晶工艺中的混合糖液的色谱分离次数，实现了残余果糖的高效再利用，减化了结晶工艺，降低了生产能耗。

技术领域

本发明涉及功能糖生产技术领域，更具体的说是涉及一种同时生产阿洛酮糖和赤藓糖醇的方法。

背景技术

阿洛酮糖是果糖的差向异构体，具有低热量和低吸收特性的被称为稀有糖的一种功能性糖，已知阿洛酮糖具有极佳的溶解性，且具有预防及改良糖尿病的作用，因此是在食品利用中引起广泛关注的材料之一。

由于作为稀有糖其仅在部分植物(如小麦和鼠刺属植物)中有发现，直接提取则会导致资源浪费和环境破坏，所以阿洛酮糖的制备方法主要包括生物转化法和化学合成法两种。其中，化学合成的方法途径复杂、副产物多、产品纯化过程繁琐且环境污染严重、具有很多弊端；生物转化法因具有底物来源广、成本低、转化效率高且不产生副产物、反应条件温和、易于分离纯化等优点，非常适合工业化生产。近年来，用生物方法制造阿洛酮糖的方法主要是通过使含果糖的底物溶液与阿洛酮糖差向异构酶或产生该酶的微生物接触来进行阿洛酮糖转化反应。

采用生物转化法为以果糖为底物时，果糖原料需要用的纯度较高，生产高纯度果糖成本也比较高。产物转化率最稳定的都30％左右，这样未转化的D-果糖占70％，两者同时存在于溶液体系中，且由于果糖及阿洛酮糖结构十分相近，因此采用普通的方法很难实现将二者分离开来，目前多采用色谱分离法。将果糖分离后循环使用，但随着循环次数增加底物纯度降低，过程损耗较高，利用效率不高，不符合可持续发展策略。

因此，提供一种同时生产阿洛酮糖和赤藓糖醇的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种同时生产阿洛酮糖和赤藓糖醇的方法，以廉价的果葡糖浆为原料，生产阿洛酮糖后残余葡萄糖和果糖再利用生产赤藓糖醇；采用较为廉价的原料，简化了提取工艺流程，提高了底物的有效利用率，减少了能耗。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种同时生产阿洛酮糖和赤藓糖醇的方法，具体步骤如下：

(1)以果葡糖浆为原料，采用D-阿洛酮糖3-差向异构酶将果糖转化为阿洛酮糖，置于发酵罐中95-100℃10min灭酶备用；

(2)发酵罐中接入解脂耶氏酵母(山东省食品发酵工业研究院提供的市售菌株)，待发酵罐中残余的果葡糖浆完全耗尽，DO回升至50-60％时停止发酵；具体发酵过程如下：

①菌体生长阶段：发酵开始后培养6-8h进入对数生长期，此时OUR数值呈抛物线的形式上升至35-45mol O₂/L/h，发酵时间为17-23h；

②产赤藓糖醇阶段：发酵继续进行，OD₆₀₀＝30-35，OUR数值降低；发酵90-100h，OD₆₀₀＝60-65，此时罐内葡萄糖完全耗尽，果糖浓度0-5g/L，阿洛酮糖浓度没有明显变化，发酵结束；

(3)发酵结束后将发酵液进行过滤、脱色和离交；

(4)将步骤(3)获得的滤液进模拟移动床进行色谱分离；

(5)将步骤(4)分离的液体分别进行浓缩结晶，得阿洛酮糖和赤藓糖醇。