CN103025894A - 制备塔格糖和葡萄糖的方法 - Google Patents

Abstract

提供了经济上可行的制备塔格糖的方法。所述方法包括将乳糖水解为半乳糖和葡萄糖，从水解产物中分离半乳糖，和在水性悬浮液中用金属氢氧化物将半乳糖异构化为塔格糖。

Description

制备塔格糖和葡萄糖的方法

技术领域

本发明涉及经济上可行的由乳糖制备塔格糖和葡萄糖的方法。

背景技术

D-塔格糖(塔格糖、D-木-己酮糖)是罕见的天然存在的己酮糖单糖。尽管塔格糖与D-葡萄糖(葡萄糖)和D-半乳糖(半乳糖)和D-果糖(果糖)具有相同的己糖分子式C₆H₁₂O₆(MW＝180.16)，但分子内原子排列不同。塔格糖是在乳制品、某些水果和谷物中发现的浓度为2-800ppm的果糖的立体异构体。

塔格糖是无味的白色结晶固体。其质地与蔗糖非常相似，具有92％的甜度，但仅具有38％的卡路里。塔格糖提供非常新鲜和纯净的甜度，其味道的特点与果糖相似。已发现塔格糖在广泛的各种食品、饮料、保健食品和饮食补充剂中用作低卡路里、全组分天然糖是安全和有效的。其与高甜度甜味剂的配合还使其可用于苏打中。

自2001年起塔格糖被美国和FAO/WHO认为通常是安全的(GRAS)。FDA在2002年12月批准塔格糖作为牙齿友好的成分，以及2003年10月批准其作为食品添加剂。食品添加剂联合FAO/WHO专家委员会(JointFAO/WHO Expert Committee on Food Additives(JECFA))在2004年第63次会议中声明不需要限制塔格糖的允许日摄取量(ADI)，并将“未指定的”ADI分配在JECFA可安排食品组分的最安全的目录中。在2005年12月，塔格糖在欧盟被正式批准为无任何使用限制的新型食品组分。现在这种简单的天然存在的糖在用于有益的食品和饮料中的用途的监管方面的障碍已全部清除。

塔格糖在药物和非药物以及非食品用途，包括治疗II型糖尿病、高血糖、贫血症、血友病、器官移植、减肥、胎儿发育的改善，以及在非慢性病药物中的用途的各种保健和医疗益处是显而易见的。塔格糖已经被研究作为潜在的抗糖尿病和抗肥胖以及抗高血糖的药物。塔格糖可用作合成光学活性化合物的中间体，以及用作牙膏、洗涤剂、化妆品和药物制剂的添加剂。塔格糖是非致龋性的并降低胰岛素的需求。

通常，塔格糖通过利用碱性条件下的碱土金属或稀土金属离子的化学(碱性)催化剂，或利用几种L-阿拉伯糖异构酶的生物的(酶的)生物催化剂使半乳糖在C-2异构化来制备。

塔格糖的经济生产需要现成的半乳糖来源。

通常在自然界中不会找到游离的半乳糖，但以通过β1→4糖苷键连接的双糖乳糖中的葡萄糖，或以作为半纤维素中的聚合半乳糖体的重复半乳糖单元存在于各种植物种子和木料中。

利用商业化的半乳糖生产塔格糖在经济上不可行，因为其每公斤成本为约90美元。

半乳糖的最佳来源是商业化的乳糖，由乳的乳清得到的丰富、廉价的副产物，化学上被称为α-乳糖一水合物。近几十年来乳糖的价格在每公斤0.22到0.66美元变化。每年在世界范围内由奶酪加工工业的乳清回收乳糖至少四百万吨。

通过乳糖酶(β-半乳糖苷酶)的作用，或通过加热条件下酸的作用水解乳糖的1-4键，从而形成单糖半乳糖和葡萄糖的等摩尔混合物。

乳糖通过酸作用的水解过程如下所示：

乳糖通过β-半乳糖苷酶作用的水解过程如下所示：

E表示β-半乳糖苷酶，E-半乳糖基表示酶-半乳糖基复合物，K表示反应速率常数，以及Nu(亲核试剂)表示包含羟基的受体。如图中所示，第一步是形成酶-半乳糖基复合物并同时释放葡萄糖，以及第二步是使酶-半乳糖基复合物转移到含有羟基的受体。溶液中的水和糖分子可以是Nu以从酶-半乳糖基复合物接受半乳糖基部分，从而形成半乳糖和新的糖，例如三糖(β-D-半乳糖-(1→6)-乳糖)。在低乳糖含量溶液中，水而非其他糖如葡萄糖和乳糖作为受体可更具竞争性，因此，由活性位点形成并释放半乳糖。另一方面，在高乳糖含量溶液中，乳糖分子具有更高的机会作为受体，与酶-半乳糖基复合物结合以形成三糖。已知在高的初始底物浓度下乳糖的酶水解形成高浓度的三糖。

由乳糖经济地生产塔格糖需要经济上可行的制备工艺。

第5,002,612、5,078,796、6057135和6991923号美国专利描述了通过两步工艺由乳清得到的乳糖制备塔格糖，所述两步包括通过可溶性或固定化乳糖酶水解乳糖以得到半乳糖和葡萄糖，以及在碱性或酶条件下异构化半乳糖以得到塔格糖。

如上所讨论的，乳糖的酶水解是复杂的工艺，包括以糖类作为中间产物的多个相继反应。不同于单糖类葡萄糖和半乳糖的寡糖类浓度随着初始乳糖重量浓度而增加(Biotechnol Bioeng 30：1019，1987；J Agric FoodChem 54：4999，2006)。第6057135号美国专利公开了在8小时水解后由3％乳糖、48％半乳糖和50％葡萄糖组成的9％乳糖的酶水解产物。第5,002,612和5,078,796号美国专利描述了由10％乳糖、45％半乳糖和45％葡萄糖组成的20％乳糖的6小时水解产物。由35％单糖、11％异乳糖(β-D-半乳糖-(1→6)-D-葡萄糖)、5％6-半乳二糖(β-D-半乳糖-(1→4)-D-半乳糖)、31％乳糖和16％6’-半乳糖基-乳糖(β-D-半乳糖-(1→6)-D-乳糖)组成的25％乳糖的另一种水解产物(J Agric Food Chem 56：10954，2008)。

半乳糖碱性异构化为塔格糖是通过几种碱性催化剂、一种用于以10重量％半乳糖经过2-4小时得到约50％塔格糖的工艺实现的，所述催化剂包括钙离子和单胺的组合(Carbohydr Res 333：303，2001)、铝酸钠(Carbohydr Res 337：779，2002)、和金属氢氧化物，如氢氧化钙(制备塔格糖的方法，第5002612号美国专利，1991年；制备塔格糖的方法，第5078796号美国专利，1992年)。

半乳糖酶异构化为塔格糖是通过可溶性或固定化L-阿拉伯糖异构酶(制备D-塔格糖的方法，第6057135号美国专利，2000年；制备D-塔格糖的方法，第6991923号美国专利，2006年)、一种用于由10％半乳糖经过72小时生成32％塔格糖以及由14重量％的半乳糖经过24小时生成38％塔格糖的工艺实现的。第20090306366号美国专利申请描述了用硼酸在20小时的优化反应下基于由300g/L半乳糖转化的232g/L塔格糖的11.6g/L塔格糖产率。

尽管这些工艺可用于由乳糖制备纯净的半乳糖和葡萄糖以及塔格糖，但由于不可接受的工业成本，其在技术上和经济上不可行。前述的参考文献和专利没有公开或启示技术上和经济上可行的由乳糖制备塔格糖和葡萄糖的方法。也没有似乎实现了全规模商业应用的方法。

在乳糖的酶催化水解中，β-半乳糖苷酶在低的初始浓度下优先水解乳糖，水解速率趋向于相当缓慢，水解易受细菌污染，半乳糖是产物但也是酶的竞争性抑制剂。不满意的半乳糖和葡萄糖收率以及寡糖的形成导致来自水解乳糖的不期望的副产物的问题。该方法存在对于获得少量产物需要非常高的反应体积、太昂贵以及从工业方面似乎经济上不可行的缺点。

在半乳糖的碱性-催化的异构化中，碱性催化剂的功能是两方面的：将半乳糖异构化为塔格糖的催化和将半乳糖降解为二羰基化合物和酸性物质的催化。该工艺存在产生半乳糖的高度降解从而导致塔格糖收率下降的缺点，使去除降解产物所必需的提取步骤复杂化，劣化糖浆品质并更难以制备结晶的塔格糖。

半乳糖的碱性-催化的异构化过程如下所示：

在半乳糖的酶催化的异构化中，底物与产物之间的平衡由L-阿拉伯糖异构酶确定，异构化的速率趋向于相当缓慢，塔格糖与未转化的半乳糖的分离以及未转化的半乳糖的再循环需要复杂的纯化和浓缩步骤。该工艺面临同样的低产率的缺点，使其太昂贵和经济上不可行。

我们假设设备具有可用于由乳糖制备塔格糖和葡萄糖的16000L容器。水解将使用10000L，同时另外的6000L将用于异构化。根据第5002612、5078796和6057135号美国专利，利用10000L水解9％到20％乳糖的设备应能够每6-8小时生产405到960kg半乳糖和405到1000kg葡萄糖。根据第5002612、5078696、6057135和6991923号美国专利，利用6000L碱性异构化10％半乳糖的设备应能够每2-4小时生产300kg塔格糖，以及利用6000L酶异构化10到14％半乳糖的设备应能够每24到72小时生产192到319kg塔格糖。

发明概述

本发明的目的是提供由半乳糖制备塔格糖的方法，其基本避免了半乳糖的降解，所述方法包括以下步骤：c)使半乳糖的水性悬浮液在金属离子存在下和碱性条件下反应，以将半乳糖转化为塔格糖。为便于讨论，以下将步骤c)称为异构化步骤。

该方法是经济上可行的，并且没有上述现有技术的缺点，因此可用于经济地由半乳糖制备塔格糖。

本发明的另一个目的是提供可将乳糖水解为半乳糖和葡萄糖而没有副反应的方法。

本发明的又一个目的是提供可防止在色谱法分离过程中半乳糖和葡萄糖的分解的方法。

本发明的又一个目的是提供由乳糖制备塔格糖和葡萄糖的方法，所述方法包括如下步骤：a)用水溶液中的无机酸水解乳糖以将乳糖转化为半乳糖和葡萄糖；b)从水解产物中分离半乳糖和葡萄糖；c)使半乳糖的水性悬浮液在金属离子存在下以及碱性条件下反应以将半乳糖转化为塔格糖。

本发明的一个特点是发现了通过在加热下利用无机酸可使乳糖选择性水解为半乳糖和葡萄糖，而没有副产物。

酸水解方法在将初始乳糖浓度增加到超过30重量％以及将水解反应时间缩短到2小时方面提供优点，因此可有效地和经济地水解乳糖来大规模生产半乳糖和葡萄糖——本发明的有价值的中间体和产物。

本发明的另一个特点是发现了对于在升高的温度和压力以及通常在于色谱法分离和检测中使用的洗脱液条件下，水对于半乳糖和葡萄糖而言是重要的稳定剂。

用作洗脱液的水还在提高色谱法分离的效率以及通过防止半乳糖和葡萄糖的分解并从洗脱方案中去除昂贵的有机溶剂来降低成本方面提供优点。

本发明的另一特点是发现了可通过在悬浮液中反应和利用金属氢氧化物作为催化剂来基本避免降解地将半乳糖异构化为塔格糖。

碱性异构化方法在将初始半乳糖浓度增加到超过30重量％以及将异构化反应时间缩短到2小时方面提供优点，因此可有效地和经济地异构化半乳糖来大规模生产塔格糖——本发明的有价值的产物。

特别地，本发明提供经济上可行的用于大规模商业应用的由乳糖大规模生产塔格糖和葡萄糖的方法。利用10000L水解的设备应能够每2小时生产3000kg塔格糖和3000kg葡萄糖，以及利用6000L异构化的设备应能够每2小时生产3000kg塔格糖。

附图说明

图1是显示在乳糖的酸催化的水解过程中乳糖转化并形成半乳糖和葡萄糖的图。

图2a是显示含有乳糖、葡萄糖、半乳糖和塔格糖的参照标准混合物的HPLC色谱图。

图2b是显示根据本发明制备的产物塔格糖的HPLC色谱图。

发明详述

在本发明的一种实施方式中，由乳糖制备塔格糖和葡萄糖包括三步工艺，所述工艺包括乳糖的水解，半乳糖和葡萄糖的分离以及半乳糖的异构化。

在该工艺的水解步骤中，建立确保获得水解的有效性和整体经济可行性的特定水解过程。根据本发明使用无机酸作为水解催化剂的过程是乳糖的较温和的化学水解。该过程能够将乳糖裂解为半乳糖和葡萄糖，因水解的完全和非破坏性的特点而没有副产物。利用酸性水解的其他优点是反应可以在乳糖的溶解性较高的较高温度下进行。这意味着更浓缩的乳糖可用于本发明的水解。这又意味着水解的酸消耗较少以及反应时间短。本发明的酸催化水解使水解成本最小化并使每时间单位的水解收率最大化。

可用于本发明的无机酸优选是选自碳酸、盐酸、磷酸和硫酸中的一种或多种，更优选是硫酸。

水解步骤优选用0.2-0.6M的无机酸进行以及在90-120℃温度下进行。

在上述过程之后，确信可获得乳糖的高转化率(95-100％)以及半乳糖和葡萄糖的高收率(95-100％)。

通过该过程，乳糖的水解产生半乳糖和葡萄糖的等摩尔混合物。根据本领域已知的技术将所得到的水解产物冷却、中和以及去无机物。

然后，通过本领域已知的分离技术，优选通过高效液相色谱(HPLC)将半乳糖和葡萄糖的等摩尔混合物分别分成半乳糖和葡萄糖产物。

在本发明的色谱法分离步骤中，建立确保在HPLC分离期间防止半乳糖和葡萄糖分解的特定洗脱方案。

因为当利用Ca²⁺型碳水化合物柱时温度上升，添加10.0％的乙腈水代替水作为洗脱液显著降低了检测到的半乳糖和葡萄糖(表1)。

表1：洗脱方案对色谱峰面积的作用

当利用氨基键合硅胶碳水化合物柱时，从初始溶剂梯度从与乙腈的混合物中去除水显著降低了检测到的半乳糖和葡萄糖。

半乳糖和葡萄糖的分解率是升高的温度和压力的结果。

令人惊奇地发现水是在HPLC条件下色谱法分离半乳糖和葡萄糖的最有效的溶剂和稳定剂。

分离后，蒸发所分离的半乳糖和葡萄糖溶液，然后分别结晶或干燥为半乳糖和葡萄糖晶体或粉末。

所得到的葡萄糖可出售或进一步加工为可出售的产品，如高果糖玉米浆。

开发葡萄糖的价值有助于降低总生产成本。

在该方法的异构化步骤中，建立确保实现异构化的有效性和整体经济可行性的特定碱性异构化过程。

通常半乳糖在含金属离子的碱性水溶液中经历可逆和不可逆反应。可逆反应主要包括将半乳糖异构化为塔格糖。不可逆反应主要包括将半乳糖非氧化性碱性降解和氧化性碱性降解为二羰基化合物和酸性物质。因此，一种单糖类半乳糖在这些条件下完全异构化为另一种单糖类塔格糖可能是不可能的。

半乳糖的碱性异构化和碱性降解是在含金属离子的碱性溶液中观察到的两个同时发生的过程。半乳糖的碱性异构化过程独立于半乳糖的碱性降解过程。半乳糖异构化为塔格糖比半乳糖降解为二羰基化合物和酸性物质更快。塔格糖的最大产量几乎在第一个半小时内完成，而半乳糖的降解在反应的第二小时达到最高值(见表2)。

表2：半乳糖的碱性异构化和碱性降解的关系

在去离子水中的初始半乳糖浓度是18重量％。去离子水中作为碱性剂的氢氧化钙的浓度是8重量％。

半乳糖的碱性异构化率取决于半乳糖的碱性降解率。

令人惊奇地发现在含金属离子的碱性水性悬浮液中半乳糖经历异构化，同时基本避免降解。当反应在碱性悬浮液中进行时，半乳糖的底物与塔格糖产物和降解产物之间的平衡向着塔格糖方向改变。结果，通过防止半乳糖在碱性悬浮液中的同时降解，异构化中形成的塔格糖的收率变得最高。

异构化步骤c)优选通过半乳糖的水性悬浮液与铝酸钠和金属氢氧化物或其混合物的反应而进行。金属氢氧化物优选是选自氢氧化铝、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化镁和氢氧化锶中的一种或多种，更优选是氢氧化钙。

异构化步骤优选以金属氢氧化物∶半乳糖的摩尔比为0.5∶1-2∶1而进行。异构化步骤优选在0-30℃进行。

半乳糖的异构化优选通过将金属氢氧化物的水性浆料添加到半乳糖的悬浮液中来进行。

本申请中术语“金属氢氧化物的浆料”是指包含超过搅拌下可溶解于水中的金属氢氧化物的水性悬浮液。

本申请中金属氢氧化物的浆料可由本领域已知的任何技术制备，如通过搅拌下将金属氢氧化物添加到水中。

金属氢氧化物的浆料优选是氢氧化钙在水中的浆料。

本申请中术语“半乳糖的悬浮液”是指包含超过可溶解于溶剂中的半乳糖的溶液。包含在溶剂中的过剩的半乳糖保持为搅拌下均匀分散于整个液体中的不可溶的溶质。

优选地，溶剂是水。

优选地，本申请中半乳糖的悬浮液在水中的半乳糖含量超过30重量％，更优选为50-70重量％。

半乳糖的溶解度根据所采用的反应条件，如温度和压力等而变化，因此，添加在半乳糖的悬浮液中的半乳糖的量也可相应变化。

本申请中半乳糖的悬浮液可根据本领域的任何已知技术制备，例如通过在搅拌下混合半乳糖与水。

通过防止半乳糖的碱性降解来进一步降低总生产成本。

以下是该方法的异构化步骤的优选实施方式的描述，其包括制备半乳糖含量大于50重量％且小于70重量％的半乳糖的水性悬浮液，所述悬浮液保持在0-30℃，优选5-15℃的温度；通过将Ca(OH)₂添加到水中或通过将氧化钙(CaO)(优选＞18重量％)添加到水中来制备Ca(OH)₂的水性浆料(优选＞24重量％)，所述浆料保持在0-30℃，优选5-15℃的温度；搅拌2小时下将Ca(OH)₂浆料加入半乳糖的悬浮液中，同时保持该温度；通过用最常规的无机酸中和反应混合物来终止反应，所述酸例如盐酸、磷酸、硫酸以及优选使塔格糖从中间产物氢氧化钙-塔格糖复合物中释放出来并形成溶解性差的钙盐的碳酸；通过过滤和离子交换的组合去除盐；以及通过浓缩溶液并结晶所得到的产物来回收纯塔格糖。

在中和步骤中，温度优选保持在0-20℃，只要pH值仍相对为碱性。一旦pH接近中性，则中断冷却和无机酸的引入。

本发明方法的区别尤其在于其特别的经济。该方法可在没有昂贵设备下进行。由于其经济性，其特别适合用于大规模商业化生产塔格糖和葡萄糖，而且比至今已知的制备工艺更具优势。该经济的生产和本发明中得到的塔格糖和葡萄糖的最高收率是不可预期的。

以下实施例说明本发明，这些实施例不应被认为是对本发明的限制。

实施例

实施例1

用硫酸水解乳糖

通过超滤后结晶来由乳清制备乳糖(纯度≥99％)。10L在0.4M硫酸(w/v)中的36％的乳糖在100℃搅拌下进行水解。如下所述的，通过HPLC每半小时监测水解进程。2小时后，乳糖完全水解为其亚单位半乳糖和葡萄糖。发现基于所添加的3600g的乳糖，水解产物含有1764g的半乳糖和1728g的葡萄糖，表明乳糖的转化率为99％，半乳糖的收率为49％和葡萄糖的收率为48％。

试验方法

从反应器中取反应混合物的等分部分并用去离子水稀释10倍。中和反应混合物并通过0.2μm过滤器过滤。通过Waters HPLC利用Bio-RadAminex HPX-87 C柱(Ca²⁺型)和Water 2414差示折光仪进行检测。洗脱液是含有0.005％乙酸钙(w/v)的去离子水。柱温是85℃以及流速是每分钟0.6ml。在使用前用已知浓度的混合的标准糖校准HPLC系统。

实施例2

色谱法分离中半乳糖和葡萄糖的稳定性

半乳糖、葡萄糖和塔格糖从Sigma获得(试剂级)。可比较的分析在Ca²⁺型Aminex HPX-87C柱上利用带有Waters 2414差示折光仪的Waters HPLC系统以配体交换模式进行。柱温是65℃、75℃和85℃，以及洗脱液分别是水和10％的乙腈水溶液(v/v)。流速是每分钟0.6ml。全部分析样品在HPLC-分析前用去离子水稀释并通过0.2μm过滤器过滤。

当用10％乙腈水溶液作为洗脱液时，结果显示随着柱温升高检测到的半乳糖和葡萄糖下降，但对于塔格糖没有检测到类似的效果。发现柱温对半乳糖(34％还原)的影响比对葡萄糖(13％还原)的影响更明显。当使用水作为洗脱液时没有观察到半乳糖和葡萄糖的系统性降低。

实施例3

含有氢氧化钙的溶液中半乳糖的异构化

通过小心混合氧化钙(CaO，称为石灰或生石灰)与去离子水制备氢氧化钙浆料(37重量％，5M)并将其冷却到约5到15℃。通过将半乳糖溶解在去离子水中制备半乳糖溶液(18重量％，1M)并将其冷却到约5到15℃。在该温度，在搅拌和冷却下，将1L氢氧化钙浆料逐渐添加到5L半乳糖溶液中，不允许使该温度升高超过20℃。如实施例1中所述，通过每0.5小时进行HPLC分析来监测反应进程。

这导致形成逐渐变成果冻状的团块，置于冷状态中1小时后变得越来越粘稠。约2小时后，半乳糖转化率达到大于95％并通过缓慢添加碳酸直到pH低于7来终止反应。当凝胶溶解时，在反应混合物中释放塔格糖并使碳酸钙沉淀。通过压滤从反应混合物中分离碳酸钙固体。

溶液的分析显示消耗了900g半乳糖并生成了486g塔格糖，其中转化率为100％以及收率为54.8％。

根据已知的过程通过离子交换树脂使含有塔格糖的滤液去离子化。通过蒸发浓缩收集的去离子化滤液以形成稠厚的糖浆。通过添加乙醇并在冷却器中冷却使塔格糖从糖浆中结晶。用95％乙醇提纯塔格糖结晶以获得99.1％塔格糖和0.9％未知物的组合物。

实施例4

用氢氧化钙异构化悬浮液中的半乳糖

通过小心混合氧化钙和去离子水制备氢氧化钙浆料(49重量％，6.67M)并将其冷却到约5到15℃。通过在去离子水中混合半乳糖制备半乳糖悬浮液(55重量％，3.08M)并将其冷却到约5到15℃。在该温度下，在强烈搅拌和良好冷却下，将2.2L氢氧化钙浆料逐渐添加到5L半乳糖悬浮液中，不允许使温度升高超过20℃。如实施例1中所述，通过每0.5小时进行HPLC分析来监测反应进程。

这导致形成逐渐变成果冻状的团块，置于冷状态中一小时后变得越来越粘稠。在约2小时后，塔格糖的转化率达到大于95％，并通过缓慢添加碳酸直到pH低于7来终止反应。在该过程中，沉淀溶解以释放塔格糖并使碳酸钙沉淀。通过压滤从反应混合物中分离碳酸钙固体。

溶液的分析显示消耗了2772g半乳糖并生成了2550g塔格糖，其中转化率为100％的转化率以及收率为92％。

在2小时内氢氧化钙浆料将554g/L半乳糖转化为510g/L塔格糖，在悬浮液中通过碱性异构化的塔格糖的产率为255g/L.h。

实施例5

产物同一性

由带有Waters 2414差示折光仪的Waters HPLC系统在Ca²⁺型Aminex HPX-87C柱(Bio-Rad)上通过参照标准糖利用试验方法中描述的条件获得根据本发明制备的塔格糖的同一性。

用作参照标准的糖是乳糖、葡萄糖、半乳糖和塔格糖的且是来自Sigma的最佳商业级。

包含乳糖、葡萄糖、半乳糖和塔格糖的参照标准混合物以及塔格糖产物的代表性的三个批次的HPLC洗脱曲线示于图2中。塔格糖产物的色谱停留时间对应于参照标准混合物的色谱中的塔格糖的停留时间。HPLC的结果证实了根据本发明制备的塔格糖的同一性与参照标准混合物中的商用塔格糖的同一性相同。

虽然已通过优选的具体实施方式描述本发明，但应了解对于本领域技术人员而言根据本发明进行变化和改进是显然的。认为这种变化和改进落入所附的权利要求书的范围。

参考文献

1.Prenosil JE.，Stuker E.，and Bourne JR.1987.Formation ofoligosaccharides during enzymatic lactose：Part I：State of Art.BiotechnolBioeng.30：1019-25.

2.Tanase T.，Takei T.，Hidai M.，and Yano S.2001.Substrate-dependentchemoselective aldose-aldose and aldose-ketose isomerization ofcarbohydrates promoted by a combination of calcium ion and monoamines.Carbohydr Res.333：303-12.

3.Ekeberg，D.，Morgenlie，S.，and Stenstrom，Y.2002.Base catalyzedisomerisation of aldoses of the arabino and lyxo series in the presence ofaluminate.Carbohydr Res.337：779-86.

4.Splechtna B.，Nguyen TH.，

M.，Kulbe KD.，Lorenz W.，andHaltrich D.2006.Production of prebiotic galacto-oligosacchrides fromlactose using β-galactosidases from Lactobacillus reuteri.J Agric FoodChem.54：4999-5006.

5.Alejandra C.，Nieves C.，Mar V.，and Agustin O.2008.Isomerizationof lactose-derived oligosaccnarides：A case study using sodium aluminate.JAgric Food Chem.56：10954-9.

6.Beadle JR.，Saunders，JP.，and Wajda TJ.1991.Process formanufacturing tagatose.U.S.Patent 5002612.

7.Beadle JR.，Saunders JP.，and Wajda TJ.1992.Process formanufacturing tagatose.U.S.Patent 5078796.

8.Ibrahim OO.，and Spradlin JE.2000.Process for manufacturingD-tagatose.U.S.Patent 6057135.

9.Bertelsen H.，Eriknauer K.，

K.，Christensen HJS.，StougaardP.，Hansen OC.，and

F.2006.Manufacturing of tagatose.U.S.Patent 6991923.

10.Kim SB.，Park SW.，Song SH.，Lee KP.，Oh DK.，Lim BC.，and KimHJ.2009.Manufacturing method of tagatose using galactose isomerizationof high yield.U.S.Patent Application 20090306366.

Claims (13)

1.一种制备塔格糖的方法，包括步骤：c)使半乳糖的水性悬浮液在金属离子存在下和碱性条件下反应，以将半乳糖转化为塔格糖。

2.如权利要求1所述的方法，其中通过将金属氢氧化物的水性浆料添加到半乳糖的水性悬浮液中来进行所述步骤c)。

3.如权利要求1或2所述的方法，在所述步骤c)之前进一步包括以下步骤：a)用水溶液中的无机酸水解乳糖以将乳糖转化为半乳糖和葡萄糖；b)从步骤a)中得到的水解产物中分离半乳糖和葡萄糖。

4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其中所述步骤c)中的悬浮液的半乳糖含量大于30重量％。

5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其中所述步骤c)在0-30℃进行。

6.如权利要求2-5任一项所述的方法，其中所述步骤c)以金属氢氧化物与半乳糖的摩尔比为0.5∶1-2∶1进行。

7.如权利要求2-6任一项所述的方法，其中所述步骤a)用0.2-0.6M无机酸进行。

8.如权利要求2-7任一项所述的方法，其中所述步骤a)在90-120℃进行。

9.如权利要求2-8任一项所述的方法，其中所述步骤a)中乳糖的含量大于30重量％。

10.如权利要求2-9任一项所述的方法，其中所述步骤b)通过色谱法分离进行。

11.如权利要求10所述的方法，其中水用作色谱法分离过程中的洗脱液。

12.如权利要求2-11任一项所述的方法，其中所述无机酸是选自碳酸、盐酸、磷酸和硫酸中的一种或多种。

13.如权利要求2-12任一项所述的方法，其中所述金属氢氧化物是选自氢氧化铝、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化镁和氢氧化锶中的一种或多种。

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