CN101705312B - 一种新路线的果糖化合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新路线的果糖化合物，首先将蔗糖在酸的存在下催化水解，得到含有果糖和葡萄糖的混合液，然后将果糖和葡萄糖混合液减压蒸馏，减压蒸馏过程中不断向混合液中加入正丁醇，通过正丁醇与水的共沸除去混合液中的水分，得到固体；然后向所得固体中加入正丁醇和丙酮混合液，加热溶解，使得溶液处于饱和状态，然后冷却，加入果糖晶种，低温下静置析晶，过滤，洗涤过滤所得滤饼，干燥，得到果糖晶体。

Description

一种新路线的果糖化合物
技术领域
本发明涉及一种以蔗糖为原料制备果糖化合物，属于医药技术领域。
背景技术
果糖(D-fructose)是一种左旋六碳糖，为葡萄糖的异构体，能量和体液补充剂。果糖比葡萄糖更易形成糖原，主要在肝脏通过果糖激酶代谢，易于代谢为果酸，迅速转化为能量。药动学资料表明，健康人持续输入果糖可达稳态血药浓度6～8毫摩尔/升，体内ATP和无机磷均下降到稳态水平，肝脏清除率为0.53毫升/克(肝重)/分钟，细胞内代谢符合一级动力学过程。果糖药理作用基本上与葡萄糖相同，具有直接供给热能、补充体液及营养全身的功效。果糖静脉给药后在体内代谢却比葡萄糖快，易被机体吸收利用，且不依赖胰岛素，对血糖影响小，更适宜于糖尿病、肝病病人供给能量、补充体液。
果糖用于烧伤、术后感染等胰岛素抵抗状态下或不适宜使用葡萄糖时需补充水分或能源的患者的体液补充治疗。
果糖的生产方法主要有以下几种方法：以蔗糖为原料，经水解，得到果糖和葡萄糖的混合物，经吸附分离，得到高纯度果糖和葡萄糖，将高纯果糖经过结晶分离，可得结晶果糖；将甘露醇在甘露醇异构酶的作用下，生产出果糖溶液，再结晶可得果糖；将菊糖进行水解也可转化成果糖。
中国专利CN1876845A中公开了一种以玉米为原料，经过浓缩、异构化色谱分离、蒸发、结晶等工序制备结晶果糖的方法，该方法工艺较复杂，步骤繁琐，各个工艺点难控制，而且收率很低。
中国专利CN1218838A中公开了一种以天然蜂蜜为原料制造天然果糖和葡萄糖的方法，该方法成本高，得到的果糖纯度低，不符合标准要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种果糖的生产方法，以蔗糖为原料，工艺简单、成本低廉、收率高，而且生产的结晶果糖纯度高。
本发明提供一种以蔗糖为原料生产果糖的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将蔗糖在酸的存在下催化水解，得到含有果糖和葡萄糖的混合液，然后将果糖和葡萄糖混合液减压蒸馏，减压蒸馏过程中不断向混合液中加入正丁醇，通过正丁醇与水的共沸除去混合液中的水分，得到固体；
(2)向步骤(1)所得固体中加入正丁醇和丙酮混合液，加热溶解，使得溶液处于饱和状态，然后冷却，加入果糖晶种，低温下静置析晶，过滤，洗涤过滤所得滤饼，干燥，得到果糖晶体。
本发明一个实施方案进一步包括将得到的果糖晶体使用正丁醇重结晶，制得符合国家药典标准的高纯度的果糖精制品。本发明酸催化水解使用的酸为稀盐酸、稀硫酸、冰醋酸、枸橼酸、磷酸、草酸、苹果酸、马来酸等，优选稀盐酸。步骤(1)中得到的固体中水分含量小于1％(以质量计)。其中步骤(2)中加入质量比为1∶1的正丁醇和丙酮混合液，步骤(2)中加热至60℃溶解使得溶液处于饱和状态，再冷却至10-15℃，加入果糖晶种后在10-15℃静置48-72小时析晶。步骤(2)中滤饼使用正丁醇洗涤过滤所得滤饼，35-45℃真空干燥。
使用本发明方法得到的果糖精制品中，葡萄糖含量小于0.01％(以质量计)，5-羟甲基糠醛检测吸收值小于0.3，外源性蔗糖符合规定。
在本文中，如果没有特别的说明，所采用的装置、仪器、原料、物质、用量、方法、时间、温度及其它条件等都为本领域众所周知的，或者是本领域技术人员根据本申请的描述结合现有技术可以获得的。
高纯度的果糖对葡萄糖的含量要求比较高，为了改善果糖中葡萄糖的含量，本发明主要对果糖的制备和重结晶条件做了研究，取得了很好的效果。在工业上果糖的制备中主要有以下几种方法，蔗糖通过酸水解，或者通过酶来转化，得到果糖和葡萄糖的混合液，这在食品和保健品的研究中已经做了大量研究，本发明主要从果糖和葡萄糖的混合液出发，通过化学手段得到高纯度的果糖。通过大量实验发现正丁醇对无水果糖和葡萄糖混合物结晶有很大区别，因此本发明通过共沸除水法，这样可以避免文献报道通过真空浓缩所带来的糖的降解，避免了副反应的发生，把果糖和葡萄糖的混合液转化成无水物(含水量小于1％)，采用正丁醇二次结晶法可以得到高纯度的果糖。
本发明方法中，在步骤(1)中进行共沸脱水以后的混合液仍然是果糖和葡萄糖的混合液，关键点在于下一步加入正丁醇和丙酮，溶解饱和后，加入果糖晶种，此时只会析出果糖晶体，而葡萄糖仍然存在于溶液中。因而本发明的一个突出的优点在于，避免了首先进行果糖与葡萄糖的分离，然后在果糖溶液中结晶果糖，而是可以在果糖与葡萄糖的混合物中直接进行果糖的结晶，从而使得果糖的纯化结晶更加简便，并且仍然能够得到较高纯度的、符合国家药典标准的高纯度的果糖精制品。
与现有技术相比，本发明提供的果糖的生产方法，具有工艺简单、成本低廉、收率高，而且生产的结晶果糖纯度高等优点。
具体实施方式
本发明将采用如下具体实施例进行详细描述，应当理解，这些实施例仅仅是用于阐述的目的，而并不以任何方式限制本发明的保护范围。本领域技术人员在本说明书的教导下，可以在不违背本发明的精神和主旨下，对本发明的实施方案作出多种修饰或改变，这些都将包括在本发明的范围内。
实施例1果糖的生产制备
(1)向20kg的蔗糖中加入30kg的稀盐酸溶液，加热至70℃搅拌水解得到果糖和葡萄糖的混合液，其中果糖含量48％，葡萄糖52％，含水量50％，加入正丁醇10kg，50℃减压蒸馏，由正丁醇与水的共沸，不断地带出水，然后再往果糖和葡萄糖的混合液中不断补加正丁醇25kg来除掉体系中的水分，最后使体系中的水分含量小于1％，得白色固体；
(2)然后向固体中加入25kg的正丁醇和25kg的丙酮的混合液，加热升温到60℃，使溶液处于饱和状态，然后慢慢冷却到15℃，加入果糖晶种200g，在此温度下静置48h，析出晶体，过滤，再用1kg的正丁醇洗涤滤饼，在40℃下真空干燥，得到7.55kg高纯度的果糖晶体；
(3)检测纯度为99.5％。
实施例2果糖的生产制备
(1)向20kg的蔗糖中加入35kg的稀硫酸溶液，加热至70℃搅拌水解得到果糖和葡萄糖的混合液，其中果糖含量48％，葡萄糖52％，含水量50％，加入正丁醇10kg，50℃减压蒸馏，由正丁醇与水的共沸，不断地带出水，然后再往果糖和葡萄糖的混合液中不断补加正丁醇25kg来除掉体系中的水分，最后使体系中的水分含量小于1％，得白色固体；
(2)然后向固体中加入25kg的正丁醇和25kg的丙酮的混合液，加热升温到60℃，使溶液处于饱和状态，然后慢慢冷却到10℃，加入果糖晶种200g，在此温度下静置72h，析出晶体，过滤，再用1kg的正丁醇洗涤滤饼，在45℃下真空干燥，得到7.44kg高纯度的果糖晶体；
(3)检测纯度为99.3％。

Claims (9)

1.一种以蔗糖为原料生产果糖的方法，其中果糖的结构式如下：：
Figure FSB00000278835000011
其特征在于包括如下步骤：
(1)将蔗糖在酸的存在下催化水解，得到含有果糖和葡萄糖的混合液，然后将果糖和葡萄糖混合液减压蒸馏，并且减压蒸馏过程中不断向混合液中加入正丁醇，通过正丁醇与水的共沸除去混合液中的水分，得到固体；
(2)向步骤(1)所得固体中加入正丁醇和丙酮混合液，加热溶解，使得溶液处于饱和状态，然后将溶液冷却，向滤液中加入果糖晶种，低温下静置析晶，过滤，洗涤过滤所得的滤饼，干燥，得到果糖晶体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中进一步包括将得到的果糖晶体使用正丁醇重结晶，制得符合国家药典标准的高纯度的果糖精制品。
3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(1)中使用的酸为稀盐酸、稀硫酸、冰醋酸、枸橼酸、磷酸、草酸、苹果酸、马来酸。
4.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(1)中使用的酸为稀盐酸。
5.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(1)中得到的固体中水分含量小于1％(以质量计)。
6.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(2)中加入质量比为1∶1的正丁醇和丙酮混合液。
7.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(2)中加热至60℃溶解使得溶液处于饱和状态，再冷却至10-15℃，加入果糖晶种后在10-15℃静置48-72小时析晶。
8.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(2)中滤饼使用正丁醇洗涤过滤所得的滤饼，然后在35-45℃真空干燥。
9.根据权利要求2所述的方法，其中得到的果糖精制品葡萄糖含量小于0.01％(以质量计)，5-羟甲基糠醛检测吸收值小于0.3，外源性蔗糖符合规定。
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