CN105506192A

CN105506192A - 麦芽糖纯化方法

Info

Publication number: CN105506192A
Application number: CN201510836363.3A
Authority: CN
Inventors: 崔静; 邱学良; 黄伟红; 罗希韬
Original assignee: Shandong Futian Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Shandong Futian Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 2015-11-26
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2016-04-20

Abstract

本发明提供一种麦芽糖纯化方法，首先，麦芽糖溶液的纯度和pH以及溶液浓度，再进行纳滤，最后根据需要进行纯化或不纯化，即得高纯度麦芽糖。方法简单易操作，可以完全或部分取代现有的色谱分离等复杂与繁琐的纯化方法。

Description

麦芽糖纯化方法

技术领域

本发明属于化工领域，特别是涉及一种麦芽糖纯化方法。

背景技术

麦芽糖是制备麦芽糖醇(α-1,4葡萄糖基山梨醇)的原料，麦芽糖醇通常作为一种甜味剂，被广泛地应用于低热量膳食和低致龋齿食物中，如糖果类产品和口香糖。麦芽糖醇以晶体麦芽糖醇或麦芽糖醇浆的形式存在。

麦芽糖从淀粉乳中制取，首先把淀粉用酶水解成麦芽糖浆，而生产麦芽糖醇，需要经过催化加氢，然后进行麦芽糖醇的结晶。麦芽糖浆作为加氢或结晶的初始原料，含有不同水平的杂质，尤其是麦芽三糖。麦芽三糖的存在导致最终的产品品质不稳定，容易吸湿。而且，麦芽三糖的存在，会影响麦芽糖和麦芽糖醇的结晶。因此，为了得到高纯度的结晶产品，有必要除去麦芽糖浆中的麦芽三糖。目前有多种纯化的方法，如酶水解，色谱分离，超滤或将其组合，被用来纯化麦芽糖浆。

美国专利US4,429,122中公布了一种分离单糖和双糖的方法，比如：葡萄糖和麦芽糖与多糖的分离，将含有不同种类糖的混合物通过一种超滤膜，多糖被截留在膜上，而单糖和麦芽糖可以透过膜。通过这种方法，可以把单糖和二糖从多糖中分离出来，但是仍有小摩尔分子量的麦芽三糖。

美国专利US4,511,654提供了一种含高纯度葡萄糖和麦芽糖的糖浆的制备方法，将原料通过一种酶处理，这种酶从淀粉转葡萄糖苷酶和α-淀粉酶筛选得到，形成一个部分水解的反应混合液，然后将其通过超滤膜，分成截留液和透过液。回收截留液进行酶处理，然后收集富含葡萄糖和麦芽糖的透过液。即使这样，麦芽糖浆也是不纯净的，还含有部分麦芽三糖。

日本专利JP51098346A提供了一种高纯度麦芽糖的制备方法，糊化后的淀粉与β-淀粉酶反应，然后用半透膜(分离粒度在5000-50000g/mol)进行过滤，得到高纯度麦芽糖。

美国专利US5,869,297公布了一种制备葡萄糖的纳滤工艺，包括将含有二糖和三糖等淀粉糖的葡萄糖溶液通过纳滤膜。最后得到了葡萄糖固形物含量至少99％的葡萄糖浆。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种麦芽糖纯化方法，用于解决现有技术中存在的诸多问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种麦芽糖纯化方法，包括：

(1)调整麦芽糖溶液的pH及麦芽糖溶液中麦芽糖的纯度；

(2)调整上述麦芽糖溶液的浓度；

(3)将步骤(2)调整后的麦芽糖溶液进行纳滤，收集透过液；

(4)根据所述透过液的纯度，进一步纯化或不纯化，结晶即得麦芽糖。

根据本发明实施方式之一，步骤(1)中，调整所述麦芽糖溶液的pH为4.5-7。

根据本发明另一实施方式，步骤(1)中，调整所述麦芽糖溶液中麦芽糖的纯度为55-90％。

优选地，步骤(1)中，调整所述麦芽糖溶液中麦芽糖的纯度为80-90％。

根据本发明再一实施方式，步骤(2)中，麦芽糖溶液的浓度为5-50％(质量百分比浓度)。

优选地，步骤(2)中，麦芽糖溶液的浓度为8-25(质量百分比浓度)。

根据本发明再一实施方式，步骤(3)中，纳滤时，控制膜前压力为1.5-3.5MPa，温度为30-60℃，纳滤的流量为10-100L/m²h。

根据本发明再一实施方式，步骤(3)中，使用纳滤膜进行纳滤，所述纳滤膜为聚合膜或无机膜，截面分子量为100-2500g/mol，优选为500-2500g/mol。

优选地，所述聚合膜选自聚芳酰胺膜、聚砜膜、磺化聚砜膜、聚醚砜膜、磺化聚醚砜膜、聚酯膜、聚哌嗪膜或组合纤维素乙酸酯膜中的一种。

进一步优选地，所述聚合膜为聚芳酰胺膜、聚砜膜和磺化聚醚砜膜材质。

最优选的，所述聚合膜为磺化聚醚砜膜或芳香聚酰胺膜。.

本发明中效果好的纳滤膜一般以平板的形态存在，膜结构可以是真空管、螺旋膜或真空纤维，或是高剪切膜，如振动膜或旋转膜。进行纳滤前，需用水、碱性去垢剂或乙醇对膜进行预处理。

根据本发明，步骤(4)中，若透过液电导>30μs/cm或透光<99％时需要进一步纯化。

步骤(3)中，收集的透过液中麦芽糖与麦芽三糖的比例是原液中二者比例的5到30倍，对于其他不符合要求的透过液，可以蒸发浓缩成麦芽糖浆出售，或用作其他用途。

如上所述，本发明的麦芽糖纯化方法，具有以下有益效果：

首先，麦芽糖溶液的纯度和pH以及溶液浓度，再进行纳滤，最后根据需要进行纯化或不纯化，即得纯度99％以上的麦芽糖。方法简单易操作，可以完全或部分取代现有的色谱分离等复杂与繁琐的纯化方法。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置；所有压力值和范围都是指绝对压力。

此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

用纯水将纯度81％-87％的麦芽糖调整至浓度20％，用质量百分比浓度4％的NaOH将溶液pH调至4.5-7。

利用9种纳滤膜进行批次纳滤，膜面积约为0.0046m²。实验之前，用水对膜进行清洗。

纳滤时，料液的体积为20L，温度为35℃，前三批纳滤(实验a-m)，pH为6-7；第四批纳滤pH为4.5(实验n-p)。第一批纳滤(实验a-f)，膜前压力为1.8MPa，截面流速均为6m/s。

分别检测纳滤前、9种不同膜纳滤透过液中，麦芽三糖、麦芽糖和葡萄糖等所占纯度及麦芽糖与麦芽三糖的比率。纳滤检测的结果阐明于表1中。

表1

试验序号	a、原液1	b、1#	c2#	d、原液2	e、1#	f、2#
							膜前压力(MPa)		1.4	14		1.8	1.8
麦芽三糖(％)	8.5	0.8	0.6	8.4	0.2	0.3
							麦芽糖(％)	84.1	57	73.5	83.7	56	74.2
葡萄糖(％)	6.2	37	17.2	6.2	36	20.2
							麦芽二糖/麦芽三糖	10	69	132	10	250	283
增加倍数		6.9	13.2		25	28.3

表1续

试验序号	g、原液3	h、3#	i、4#	j、原液4	k、5#	l、6#
							膜前压力(MPa)	1.8	1.8	1.8	1.8
麦芽三糖(％)	8.5	5.8	4.3	8.5	5.5	4.0

麦芽糖(％)	78.7	70	79.8	83.5	83.8	79.5
							葡萄糖(％)	84.0	14	10	6.1	8.7	12.1
麦芽二糖/麦芽三糖	6.2	12	18	10	15	20
							增加倍数		1.2	1.8		1.5	2

表1续

	m、原液5	n、7#	o、8#	p、9#
					膜前压力(MPa)		1.8	1.8	1.8
麦芽三糖(％)	8.8	5.5	4.2	5.0
					麦芽糖(％)	84.4	85.8	87.3	81.7
葡萄糖(％)	6.1	7.5	9.6	8.3
					麦芽二糖/麦芽三糖	10	16	21	16
增加倍数		1.6	2.1	1.6

结果表明所测试的膜截留的麦芽三糖的比率高于麦芽糖，从而透过液中麦芽糖与麦芽三糖的比率显著增长。纳滤效果最好的膜是1#磺化聚醚砜膜和2#聚芳酰胺膜。其中，过纳滤膜2#后的透过液中，麦芽糖与麦芽三糖比例是纳滤前原液中的28倍。结果也表明寡糖几乎均可被纳滤膜截留。

上述试验中，1-9#纳滤膜如下：

1#(磺化聚醚砜膜)，截留分子量500～1000g/mol，常温25℃时，膜渗透率为94L/m²hbar，NaCl的截留率51％(5g/l)；

2#(聚芳酰胺膜)，截留分子量2500g/mol，温度25℃时，膜渗透率为3.4L/m²hbar，NaCl的截留率10％，葡聚糖的截留率95％，葡萄糖的截留率50％；

3#(聚哌嗪膜)，截留分子量200g/mol，温度25℃时，膜渗透率为7-8L/m²hbar，NaCl的截留率70％；

4#(磺化聚砜膜)，温度25℃时，膜渗透率为16L/m²hbar，NaCl的截留率10％；

5#(聚芳酰胺膜)，25℃时，膜渗透率为5.6L/m²hbar；

6#(磺化聚砜膜)，25℃时，膜渗透率为12.5L/m²hbar，NaCl的截留率20％；

7#(聚醚砜膜)，截留分子量1000g/mol，25℃时，膜渗透率5-11L/m²hbar，NaCl的截留率45％；

8#(四层膜组成：包括聚酯膜和聚砜膜)，截留分子量大小150～300g/mol,，25℃时，膜渗透率5.4L/m²hbar，MgSO₄的截留率96％(2g/L)；

9#(一种改性的聚芳酰胺膜)，截留分子量200～300g/mol，25℃时，膜渗透率7.7L/m²hbar，NaCl的截留率85％。

其中，截留率指的是被膜截留的部分＝(原液中化合物浓度-透光液化合物浓度)/原液化合物浓度×100％。

实施例2

首先，采用酶法水解淀粉产生的麦芽糖浆，其中麦芽糖的含量>70％，糖化酶用的是普鲁兰酶和β-淀粉酶，分别按干物质0.1％量加入，在糖浆温度58℃，pH5.5条件下的保温48h；糖化液中麦芽糖、麦芽三糖和葡萄糖的含量见表2。

在压力1.8MPa下，对糖化后得到的麦芽糖浆用上述2#膜进行纳滤，干物质含量为10％，所用的纳滤设备同实施案例1。

原液及纳滤后透光液中麦芽三糖、麦芽糖、葡萄糖和三糖以上的低聚糖(>DP3)的含量见表2。

表2

化合物	原液(％)	透过液(％)
			麦芽三糖	13	0.6
麦芽糖	72	95.5
			葡萄糖	0.5	2.4
麦芽三糖以上	14.5	1.5

以上的实施例是为了说明本发明公开的实施方案，并不能理解为对本发明的限制。此外，本文所列出的各种修改以及发明中方法、组合物的变化，在不脱离本发明的范围和精神的前提下对本领域内的技术人员来说是显而易见的。虽然已结合本发明的多种具体优选实施例对本发明进行了具体的描述，但应当理解，本发明不应仅限于这些具体实施例。事实上，各种如上所述的对本领域内的技术人员来说显而易见的修改来获取发明都应包括在本发明的范围内。

Claims

1.一种麦芽糖纯化方法，其特征在于，包括：

(1)调整麦芽糖溶液的pH及麦芽糖溶液中麦芽糖的纯度；

(2)调整上述麦芽糖溶液的浓度；

(3)将步骤(2)调整后的麦芽糖溶液进行纳滤，收集透过液；

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(1)中，调整所述麦芽糖溶液的pH为4.5-7。

3.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(1)中，调整所述麦芽糖溶液中麦芽糖的纯度为55-90％。

4.如权利要求2所述方法，其特征在于，步骤(1)中，调整所述麦芽糖溶液中麦芽糖的纯度为80-90％。

5.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(2)中，麦芽糖溶液的浓度为5-50％(质量百分比浓度)。

6.如权利要求5所述方法，其特征在于，步骤(2)中，麦芽糖溶液的浓度为8-25(质量百分比浓度)。

7.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(3)中，纳滤时，控制膜前压力为1.5-3.5MPa，温度为30-60℃，纳滤的流量为10-100L/m²h。

8.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(3)中，使用纳滤膜进行纳滤，所述纳滤膜为聚合膜或无机膜，截面分子量为100-2500g/mol，优选为500-2500g/mol。

9.如权利要求8所述方法，其特征在于，所述聚合膜选自聚芳酰胺膜、聚砜膜、磺化聚砜膜、聚醚砜膜、磺化聚醚砜膜、聚酯膜、聚哌嗪膜或组合纤维素乙酸酯膜中的一种；进一步优选地，所述聚合膜为聚芳酰胺膜、聚砜膜和磺化聚醚砜膜材质；最优选的，所述聚合膜为磺化聚醚砜膜或芳香聚酰胺膜。.

10.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(4)中，若透过液电导>30μs/cm或透光<99％时需要进一步纯化。