CN110072871A

CN110072871A - 制造阿洛酮糖的方法

Info

Publication number: CN110072871A
Application number: CN201780076056.7A
Authority: CN
Inventors: 朴智远; 朴成原; 金慧贞; 朴钟辰; 李康杓
Original assignee: Samyang Corp
Current assignee: Samyang Corp
Priority date: 2016-12-08
Filing date: 2017-11-24
Publication date: 2019-07-30
Anticipated expiration: 2037-11-24
Also published as: EP3553069A1; KR102065155B1; US20230046104A1; JP2020500556A; WO2018105933A1; TW201827607A; EP3553069A4; KR20180065783A; TWI659109B; JP6977054B2; CN110072871B

Abstract

本发明涉及一种在阿洛酮糖制造工艺中有效利用在以高纯度色谱分离阿洛酮糖转化反应物时所获得的果糖萃余物的方法。具体而言，本发明通过将在阿洛酮糖制造期间由分离工艺获得的果糖萃余物引入阿洛酮糖转化反应中来制造阿洛酮糖。

Description

制造阿洛酮糖的方法

技术领域

本发明涉及利用阿洛酮糖制备工艺中所获得的果糖萃余物，更具体而言，涉及通过使用在阿洛酮糖制备工艺中所获得的果糖萃余物作为含果糖原料来制备阿洛酮糖的方法和设备。

背景技术

阿洛酮糖是果糖(D-果糖)的差向异构体并且是被称为稀有糖的一种功能性糖，并且因为它具有糖的约60至70％的甜味且几乎为零的卡路里，所以已知其具有预防及改良糖尿病的作用。另外，已知阿洛酮糖具有极佳的溶解性，并且它是在食品利用中引起关注的材料之一。

在用于制造阿洛酮糖的方法中存在化学方法及生物方法，且近年来，用生物方法制造阿洛酮糖的方法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。

然而，由于包含D-阿洛酮糖的反应溶液是低纯度产物，因此需要以高纯度分离阿洛酮糖。实际上，各种方法已应用于分离工业上产生的高纯度材料，并且在糖的情况下，主要通过在使用色谱来制造高纯度溶液之后结晶来制造产物，以获得阿洛酮糖晶体。

为了从阿洛酮糖转化产物中获得高纯度的阿洛酮糖，需要以高纯度分离阿洛酮糖。由于在阿洛酮糖分离工艺中不仅产生阿洛酮糖，而且产生包含高浓度果糖的果糖萃余物，故需要一种通过使果糖萃余物再循环来提高阿洛酮糖的纯度和产率并且增加原料可用性的方法。

发明内容

[技术问题]

本发明的一个实例为提供一种通过使阿洛酮糖分离工艺中所获得的果糖萃余物再循环用于阿洛酮糖转化反应的反应物来制备阿洛酮糖的方法和设备，以便通过使果糖萃余物再循环来提高阿洛酮糖的纯度及产率。

本发明的另一个实施方式为提供一种通过控制在阿洛酮糖分离工艺中所获得的果糖萃余物用于阿洛酮糖转化反应的反应物的离子浓度来制备阿洛酮糖的方法和设备。

[技术解决方案]

本发明的一个实施方式涉及一种用于制备阿洛酮糖的方法和设备，其包括使在阿洛酮糖分离工艺中所获得的果糖萃余物再循环用于阿洛酮糖转化反应的反应物。含有高浓度果糖的果糖萃余物是在阿洛酮糖分离工艺中产生的，并且因此重复使用以提高阿洛酮糖的纯度和产率并且增加原料的可用性。

本发明的一个实施方式涉及一种用于制备阿洛酮糖的方法，包括以下步骤：用模拟移动床(simulated moving bed，SMB)色谱分离阿洛酮糖转化产物以获得阿洛酮糖分馏物和果糖萃余物，并且再循环果糖萃余物作为阿洛酮糖转化反应的原料。在本发明中，在SMB色谱中所获得的果糖萃余物或其加工产物可以用作有待进入阿洛酮糖转化反应的含果糖原料。本发明中的含果糖原料仅指在阿洛酮糖转化产物的SMB色谱中所获得的果糖萃余物或其加工产物(在下文中，第一果糖反应物)以及其与之前未使用的新的含果糖原料的混合物(在下文中，第二果糖反应物)。果糖萃余物的加工产物可以是可通过用各种工艺处理而获得的各种含果糖原料或反应物，并且例如可以是通过用选自由冷却、pH处理、离子纯化和浓缩所组成的组中的一个或多个步骤处理而获得的产物。

在一个实施方式中，在高纯度分离工艺中所获得的果糖萃余物可以例如通过同时或依序处理离子纯化和浓缩而用于阿洛酮糖转化反应的反应物。

当在阿洛酮糖分离工艺中所获得的果糖萃余物直接提供至阿洛酮糖转化工艺中时，由于模拟移动床色谱分离步骤中所用的强酸树脂的影响，含有过量的阳离子，尤其钙离子。它可能对阿洛酮糖转化反应具有不良影响。因此，果糖萃余物可以经离子纯化，以将钙离子浓度调节至特定浓度范围或更低，或控制阳离子浓度低于特定导电率值。

在本发明的一个实施方式中，该方法可以包括在将果糖萃余物添加至阿洛酮糖转化反应中之前进行离子纯化的步骤，使得果糖萃余物或果糖萃余物与新鲜果糖起始物质的混合物的钙离子浓度可以优选调节至0.05mM或更低。另外，该方法可以包括在将果糖萃余物添加至阿洛酮糖转化反应中之前进行离子纯化的步骤，使得经加工的果糖萃余物或果糖萃余物与新鲜果糖起始物质的混合物的导电率可以优选调节至0～15μs/cm。

本发明的一个实施方式是提供一种制备阿洛酮糖的设备，其包括用于从含果糖原料进行阿洛酮糖转化反应的阿洛酮糖转化反应器：模拟移动床(SMB)色谱分离器，其括填充具有活性基团的阳离子交换树脂的柱子、进料口和用于排出阿洛酮糖分馏物和果糖萃余物的出口；用于从色谱分离器中排出的果糖萃余物分离果糖的果糖分离装置；装备有填充离子交换树脂的柱子的离子纯化器；和浓缩器，其中使从浓缩器中获得的加工产物再循环至阿洛酮糖转化反应器中。

本发明通过使用果糖萃余物来有效制备阿洛酮糖，通过将果糖异构化产物与果糖萃余物混合来防止产物劣化，并且维持用于阿洛酮糖生产的果糖浆的果糖含量。

在下文中，将更详细地描述本发明。

用于制备阿洛酮糖的方法包括在用SMB色谱分离阿洛酮糖转化产物的步骤中获得阿洛酮糖分馏物和果糖萃余物并且使果糖萃余物作为阿洛酮糖转化反应的反应物再循环的步骤。

在一个具体实施方式中，用于制备阿洛酮糖的方法包括(1)通过进行含果糖原料的生物转化反应来制备阿洛酮糖转化产物的阿洛酮糖转化步骤；(2)通过用SMB色谱进行离子纯化并分离阿洛酮糖转化产物来获得阿洛酮糖分馏物和果糖萃余物的阿洛酮糖分离步骤；以及(3)通过放入果糖萃余物来使用果糖萃余物作为含果糖反应物的步骤，以及任选地使用阿洛酮糖分馏物来获得阿洛酮糖晶体的步骤。

本发明的制备阿洛酮糖的工艺可以使用连续工艺及分批工艺，优选使用连续工艺。

在本说明书中，术语“萃余物(raffinate)”也被称为“残余溶液”。从进料材料提供的分离工艺获得的产物包括两份目标分馏物，其包括通过分离工艺增加含量的目标材料和包含待移除或降低含量的材料的残余溶液。在本发明的一个实施方式中，阿洛酮糖转化工艺中所获得的产物是作为原料的果糖与作为产物材料的阿洛酮糖的混合物。在阿洛酮糖转化产物通过SMB色谱分离的后，产生阿洛酮糖含量增加的阿洛酮糖分馏物和残余溶液。由于在残余溶液中包含大量用作反应原料的果糖，故可以获得果糖萃余物。

在下文中，将通过每个步骤来详细描述根据本发明的阿洛酮糖制备工艺，其包括使阿洛酮糖转化产物的高纯度分离工艺中所获得的果糖萃余物再循环。

(1)阿洛酮糖转化工艺

阿洛酮糖转化工艺是通过进行阿洛酮糖转化反应从含果糖原料中获得阿洛酮糖的工艺，并且产生包括作为果糖转化反应产物的阿洛酮糖的反应溶液。

在本发明的一个具体实施方式中，根据生物方法制备阿洛酮糖的方法可以培养产生阿洛酮糖差向异构酶的菌株或包含编码阿洛酮糖差向异构酶的基因的重组菌株，并且使由此获得的阿洛酮糖差向异构酶与含果糖原料反应以产生阿洛酮糖。阿洛酮糖差向异构酶反应可以在液相反应或使用固定酶的固相中进行。

另外，阿洛酮糖可以通过获得产生阿洛酮糖差向异构酶的菌株或包含编码阿洛酮糖差向异构酶的基因的重组菌株，并且使含果糖原料与用于阿洛酮糖制备的组合物反应来进行制备，该组合物包含选自由该菌株的微生物细胞、该菌株的培养物、该菌株的溶解产物和该溶解产物或培养物的提取物所组成的组中的一种或多种。当通过使用产生阿洛酮糖差向异构酶的菌株的微生物细胞来制备阿洛酮糖时，它可以通过液相反应或使用固定化微生物细胞的固相来进行。

在本发明的一个具体实施方式中，产生阿洛酮糖差向异构酶的菌株可以是具有高稳定性并且可以将果糖以高产率转化成阿洛酮糖或产生阿洛酮糖差向异构酶的菌株。该菌株可以是从自然界中分离的菌株或其突变菌株、非GMO菌株或引入编码阿洛酮糖差向异构酶的基因的重组菌株。在本发明的一个实施方式中，可以使用各种已知菌株作为非GMO菌株。重组菌株可通过使用各种宿主细胞来制备，例如大肠杆菌(E.coli)、芽孢杆菌属(Bacillus sp.)菌株、沙门氏菌属(Salmonella sp.)菌株及棒状杆菌属(Corynebacteriumsp.)菌株等，但优选为GRAS菌株，诸如棒状杆菌属菌株，并且可为谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutaricum)。

根据本发明的一个实施方式的阿洛酮糖转化工艺通过生物方法进行。例如，在固相反应的情况下，它可以还包括将固定在支撑物上的阿洛酮糖差向异构酶或微生物细胞填充至柱子中的步骤和将果糖溶液提供至填充柱子中的步骤。柱子由支撑物固定化酶或微生物细胞填充，并且填充方法可以通过本领域技术人员根据所用酶或微生物细胞或固定载剂容易地选择适当的填充方法来进行。在本发明的一个具体实施方式中，填充床柱子可以通过将固定化酶或微生物细胞填充至柱子中来制备。酶反应，即果糖转化成阿洛酮糖可通过将果糖溶液的底物提供至填充床柱子来进行。

在阿洛酮糖的转化反应中，反应可以在pH 4.5至7.5的条件下进行，例如在pH 4.7至7.0或pH 5.0至6.0或pH 5.0至5.5条件下进行。另外，该反应可以在30℃或更高，例如40℃或更高的温度条件下进行。用于将果糖转化成阿洛酮糖的酶活性(例如差向异构酶)可以通过金属离子来控制，并且因此在阿洛酮糖的生产中，当添加金属离子时，可以提高阿洛酮糖的生产速率中果糖至阿洛酮糖的转化效率。因此，用于产生阿洛酮糖的组合物可以还包含选自由铜离子、锰离子、钙离子、镁离子、锌离子、镍离子、钴离子、铁离子、铝离子等所组成的组中的一种或多种金属离子。

关于阿洛酮糖及其制造方法的详细技术内容公开于韩国专利公开第2014-0021974号、韩国专利公开第2014-0054997号、韩国专利公开第2014-0080282号或韩国专利第10-1318422号中。

作为原料置于根据本发明的阿洛酮糖转化工艺中的果糖可以通过生物方法或化学方法，优选通过生物方法来制备。作为原料的果糖可以以液相原料或诸如果糖粉末等粉末原料形式提供，并且在果糖浆的情况下，它可以是在生物方法或化学制备方法中所获得的产物，或者通过将果糖粉末溶解于诸如水等溶剂中所制得的产物。

在用生物方法制备果糖原料的一个实施方式中，果糖可以通过进行果糖异构化工艺来获得，该果糖异构化工艺用果糖异构酶或产生该酶的微生物细胞使含葡萄糖的原料异构化，并且经由初级离子纯化、高纯度色谱分离工艺、果糖异构化工艺产物的二级离子纯化和浓缩来将它分离。

在用于制造阿洛酮糖的方法中，为了有效地制造阿洛酮糖，用作底物的果糖的浓度以总反应物计可以为85w/v％或更高、90w/v％或更高，或95w/v％或更高，例如为85w/v％至99w/v％、88w/v％至99w/v％、88w/v％至99w/v％、85％(w/v)至87％(w/v)、88％(w/v)至90％(w/v)、91％(w/v)至93％(w/v)、94％(w/v)至99％(w/v)或97％(w/v)至99％(w/v)。果糖的浓度可以通过考虑工艺的经济性和果糖的溶解性决定，并且果糖可以用作通过将果糖溶解于缓冲溶液或水(例如蒸馏水)中而制备的溶液。

为了说明根据本发明的实施例的果糖制备工艺，可以从糖或葡萄糖中获得果糖。因此，提供一种通过使用通用的廉价原料，诸如葡萄糖、果糖和糖，以高产率制备阿洛酮糖的方法，从而能够大量制造阿洛酮糖。

为了说明本发明的果糖制备工艺的一个实施方式，在将玉米淀粉与水混合达到30至35重量％之后，通过酶水解获得了葡萄糖含量为88重量％或更高的糖化溶液。接着，通过进行移除糖化溶液的杂质的步骤和果糖异构化步骤，获得果糖含量为40重量％至44重量％的果糖浆。接着，通过使用SMB色谱获得葡萄糖萃余物和果糖分馏物并使其通过二级离子纯化并且浓缩果糖分馏物，以产生果糖含量为85重量％或更高，例如85重量％至99重量％的含果糖溶液。SMB吸附分离法描述于以下第(2)项中。用于移除杂质的工艺可以通过移除不溶性材料的步骤、使用活性碳脱色的步骤和将溶液通入离子交换树脂柱子中以移除有色组分和离子组分杂质的步骤等进行。

果糖分离工艺的具体实施方式可以包括初级离子纯化、高纯度色谱分离、二级离子纯化、浓缩和结晶，并且任选地进行转化产物的脱盐、脱色或脱色脱盐工艺。

本发明的果糖制备工艺中所包含的浓缩步骤可以用各种方法进行，以便得到85重量％或更高的果糖含量。例如，由SMB吸附分离方法获得的果糖分馏物(例如20-30％的固体浓度)可以经由浓缩工艺而浓缩至45重量％至55重量％的固体浓度。

(2)阿洛酮糖转化产物的分离工艺

根据本发明的阿洛酮糖制备方法可以包括阿洛酮糖转化产物的分离工艺，其包括阿洛酮糖转化产物的离子纯化和SMB色谱分离。在一个具体实施方式中，对阿洛酮糖转化产物进行SMB色谱分离，从而产生阿洛酮糖含量高于阿洛酮糖转化产物的阿洛酮糖分馏物和果糖萃余物。将阿洛酮糖分馏物置于浓缩步骤或结晶步骤中，并且将果糖萃余物作为含果糖原料置于阿洛酮糖转化工艺中并再循环。

阿洛酮糖分馏物可以进行分离/纯化，使得阿洛酮糖含量达到85重量％或更高，例如85重量％至95％(w/w)。在高纯度分离工艺中所获得的果糖萃余物的果糖含量可为85wt％或更高，例如85wt％至98wt％，阿洛酮糖含量可以优选为2wt％或更低。果糖萃余物中除果糖和葡萄糖外的包括二糖或更高聚合度的糖类的含量以总糖的固体含量计可优选小于10重量％。杂质中包括双糖或更高聚合度的糖类可以包括麦芽糖、异麦芽糖及其类似物，并且可以含有麦芽糖相关或异麦芽糖相关的寡糖。

当果糖萃余物再循环用于阿洛酮糖转化反应时，杂质的含量随着再循环次数的增加而增加。优选进行该工艺以将果糖萃余物的杂质含量调节至低于特定数值范围。当杂质含量在特定数值范围内时，通过在阿洛酮糖制备工艺中部分或全部排出果糖萃余物来移除杂质。例如，优选以果糖萃余物的总糖固体为100重量％计，将果糖萃余物中包括二糖或更高聚合度的糖类的含量维持在小于10重量％，例如小于8重量％、小于6重量％或小于5重量％。

阿洛酮糖制备工艺中的离子纯化步骤是移除阿洛酮糖转化产物中所包含的离子的工艺，并且它可以在SMB色谱分离步骤之前和/或之后进行。在进行SMB色谱分离之前进行离子纯化工艺的初级离子纯化可以通过与以下阿洛酮糖分馏物的二级离子纯化相同或不同的方法来进行。例如，它可以通过使用1、2个或更多个填充有相同种类或不同种类的离子交换树脂的分离柱子进行。考虑到用于离子纯化的树脂的物理特性和离子纯化效率，离子纯化工艺可以在35℃至50℃，例如38℃至58℃的温度下进行。

在本发明的一个具体置于中，在进行阿洛酮糖转化产物的初级离子纯化工艺之前，可以任选地进一步进行用活性碳处理阿洛酮糖转化产物的工艺。

在本发明的一个实施方式中，由于分离工艺中不会发生相变，故使用SMB色谱的高纯度分离步骤是适用于确保材料的稳定性的分离方法。在这些吸附分离方法中，已经大量使用色谱分离方法作为液相吸附分离方法。其中，模拟移动床(SMB)吸附分离方法为1961年的美国专利第2,985,589号中提出的分离技术，并且相较于通过使用多个柱子进行的连续分离的常规分批色谱，其优点在于，纯度且产率极佳并且可以使用较少溶剂。模拟移动床(SMB)吸附分离工艺是连续实施分离目标混合物的注入和萃余物与萃取物的产生的工艺。

SMB的基本原理是模仿固定或移动的对流的流动并且通过以规则时间间隔移动柱子之间的位置来实现连续分离。由于与吸附剂的亲和力弱而快速移动的材料在液相的流动方向上移动并且汇集于萃取物中，而由于与吸附剂的亲和力强而缓慢移动的材料在固定相的流动方向上移动并且汇集于萃余物中。柱子是串联地连接的，并且进口由混合物和移动相组成，而出口由目标萃取物和萃余物组成。

由于使用了在单糖分离工艺中广泛使用的添加有盐的强酸阳离子交换树脂作为SMB中的分离树脂，故在进行分离工艺之后获得的产物中包含金属离子。强酸阳离子交换树脂的实例可以是连接有钙活化基团的阳离子交换树脂。

图1示出了通用模拟移动床(SMB)吸附分离装置的流程图。通用模拟移动床(SMB)吸附分离装置由以下组成：安置在由一或多个柱子组成的4个区段中并且在各区段之间的吸附剂进入口、用于强吸附物的萃取物排出口、分离目标混合物(进料)进入口以及用于弱吸附物的萃余物排出口。使用类似模拟移动床(SMB)吸附分离装置分离混合物的方法可以用于芳香烃混合物的分离、乙苯的分离工艺、手性化合物的分离工艺等，并且它可以用于作为在药物制备工艺中的最终产物或中间物的外消旋混合物药物的分离工艺。

高纯度分离工艺可以在45℃至70℃，例如50℃至65℃的温度下进行。

(3)果糖萃余物的再循环

在根据本发明的制备阿洛酮糖的方法中，将在SMB色谱分离工艺中所获得的果糖萃余物作为反应物再循环至阿洛酮糖转化反应中，从而提高阿洛酮糖的生产产率并且降低阿洛酮糖的生产成本。当在SMB色谱分离工艺中所获得的果糖萃余物再循环至阿洛酮糖转化反应中时，与无果糖萃余物再循环相比，含果糖原料的量减少，从而降低原料的生产负荷。为了经由操作阿洛酮糖生产工艺来连续生产诸如阿洛酮糖的目标产物，生物转化反应器可以在维持相对于初始活性的适当生产力水平的同时进行操作。

在将果糖萃余物用于阿洛酮糖转化反应的反应物之前，可以通过冷却、浓缩、离子纯化和pH调节来进行，以便成为适用于阿洛酮糖转化反应的反应物的条件，并且随后加工产物可通过使其具有与新鲜果糖原料等效的固体含量(白利糖度)、pH值(即中性pH)和钙离子浓度降低的特性而进行阿洛酮糖转化反应。

在本发明之一个实施方式中，阿洛酮糖制备的高纯度分离工艺中所获得的果糖萃余物可以单独或与新鲜果糖起始物质组合作为阿洛酮糖转化反应的反应物添加。当使用果糖萃余物和新鲜果糖起始物质的混合物作为阿洛酮糖转化反应的反应物时，可以适当控制果糖萃余物与新鲜果糖原料的混合比，以便使果糖萃余物的利用率达到最大并且使工艺中所获得的阿洛酮糖的产率达到最大。在工艺维持的方面，新鲜果糖含量可以设定成最大值，但它由于果糖萃余物的再循环而不适合。可以优选调节混合比，以使得高纯度分离工艺中所获得的果糖萃余物的利用率达到最大。例如，在用所供应的新鲜原料进行阿洛酮糖转化反应之后，可以以与减少量一样多的补充量的量混合果糖萃余物，或者将所用果糖萃余物的量增加至特定值，以维持阿洛酮糖的产率。另外，随着果糖萃余物的再循环次数增加，除果糖以外的果糖萃余物中包括双糖或更高聚合度和葡萄糖的杂质的含量增加，可以适当调节再循环次数和与新鲜果糖原料的混合比，以使这些杂质的含量维持在特定值或更小。

与果糖萃余物混合的新鲜果糖原料的量可以通过考虑决定转化率或将果糖起始物质转化成阿洛酮糖的生产产率的生物催化剂(诸如酶、细胞、提取物或溶解物等)、生物催化剂的转化率或阿洛酮糖制备工艺中的各种因素(诸如果糖含量)来确定。例如，新鲜果糖原料及/或果糖萃余物中的含量可以确定待混合的新鲜果糖原料的量。也就是说，当新鲜果糖原料中的果糖含量高时，果糖萃余物与新鲜果糖原料的混合物的果糖含量增加，因此与具有低果糖含量的新鲜果糖原料相比，果糖萃余物的量可增加。在本发明的分离工艺中所获得的果糖萃余物可以具有85wt％或更高、例如85wt％至99wt％之果糖含量。另外，置于阿洛酮糖转化反应中的新鲜果糖原料的果糖含量可以为85wt％或更高、例如85wt％至99wt％。

当果糖萃余物与新鲜果糖原料的混合物用作阿洛酮糖转化反应的反应物时，考虑到如上所述的各种因素，可以确定与果糖萃余物混合的新鲜果糖原料的量。其可以通过考虑果糖含量、白利糖度、阿洛酮糖生产系统的操作模式、产率等来适当确定。考虑到阿洛酮糖制备的分离工艺中所获得的果糖萃余物的利用，所有果糖萃余物均可以用作以果糖原料减少的量补充新鲜果糖原料的反应物。果糖萃余物的一部分也可以用作阿洛酮糖转化系统中的果糖原料，其中阿洛酮糖制备系统仅用新鲜果糖原料进行操作。因此，果糖萃余物可以作为整体使用，或以最小量使用，并且剩余量可以从系统中排出。因此，只要允许系统操作，引入至阿洛酮糖转化反应中的果糖萃余物的量可以与在分离工艺中所获得的所有果糖萃余物的最大含量一起再循环。

具体而言，考虑到果糖萃余物的最大利用率，优选使用所有果糖萃余物。在此情况下，可以通过新鲜果糖原料来补充所减少的果糖源的不足。例如，当将果糖萃余物和新鲜果糖原料调节至50白利糖度时，以新鲜果糖原料的100体积份计，新的果糖原料的体积比可以为5至150体积份，或优选为50至130体积份。例如，当将果糖萃余物与新的果糖原料调节至50白利糖度时，果糖萃余物与新的果糖原料的混合比(＝果糖萃余物:新的果糖原料)可以为1:0.9～1.5的体积比。混合比可以根据新的果糖原料的果糖浓度而变化。例如，当将果糖萃余物与新鲜果糖原料调节至50白利糖度时，果糖萃余物与新鲜果糖原料的混合比为1:0.9～1.5的体积比、1:0.95～1.15的体积比、或1:0.98～1.05的体积比，并且果糖萃余物:新鲜果糖原料的混合比可为1:1.05～1.2或1:1.08～1.13的体积比。

当新鲜果糖原料与果糖萃余物的添加量小于该范围时，引入至阿洛酮糖转化反应中的萃余物的果糖纯度随着果糖萃余物的再循环次数增加而降低，从而降低阿洛酮糖转化率和阿洛酮糖的最终生产产率。因此，通过考虑生产时间和阿洛酮糖产率，工艺应经优化以维持适当的阿洛酮糖生产产率。当混合比满足范围条件时，阿洛酮糖转化工艺可以继续以将提供至阿洛酮糖转化工艺中的起始物质的果糖纯度维持在适当的范围内，并且可以稳定维持阿洛酮糖的转化率。

在本发明之一个实施方式中，果糖萃余物的再循环增加钙含量，从而降低阿洛酮糖转化反应的活性。因此，优选使用控制钙离子浓度的工艺。调节离子浓度的步骤可以使用填充有离子交换树脂的色谱来进行。具体而言，可以进行使用经能够结合金属离子的羟基(OH^-)取代的强碱性或弱碱性阴离子树脂的离子交换工艺。

在将果糖萃余物提供至阿洛酮糖转化反应之前，果糖萃余物或包括果糖萃余物的含果糖原料的钙离子浓度可以调节至0.01mM或更低、0.005mM或更低或者0.001mM或更低。在SMB色谱工艺中产生的果糖萃余物的再利用中，当SMB色谱工艺中混合的钙(Ca)离子未经纯化时，活性与仅使用锰相比降低，从而对阿洛酮糖生产量产生不利影响。

由于在单糖分离工艺中广泛使用的强酸阳离子交换树脂被用于阿洛酮糖转化产物的SMB高纯度分离工艺中，故连接于树脂的一部分钙在使用时流出，在该工艺后获得的产物包括钙离子。特别是，过量的钙离子不利地影响阿洛酮糖转化。因此，为了将钙离子浓度调节至特定浓度范围或更低，需要果糖萃余物。这也与树脂的耐久性相关。随着粘性糖溶液通过，产生由粘度引起的摩擦，并且连接至树脂表面的金属离子被少量排出。因此，在填充后长时间使用离子交换树脂的情况下，定期更换树脂。

果糖萃余物的离子纯化可以按照与第(2)项的分离阿洛酮糖转化产物的步骤中进行的离子纯化相同的方法来进行。

在色谱分离工艺中所获得的果糖萃余物的导电率为20～200μs/cm，果糖萃余物可以通过离子纯化工艺来处理，并且经处理的产物的导电率为0～15μs/cm。

在本发明之一个实施方式中，在阿洛酮糖制备的分离工艺中所获得的果糖萃余物可以进一步进行通过在离子纯化时或在离子纯化之后浓缩来增加果糖含量的步骤。当在阿洛酮糖制备的高纯度分离工艺中所获得的果糖萃余物具有低白利糖度时，可以进行浓缩工艺以调节固体含量，以便与新鲜果糖原料具有相同或类似的白利糖度。由于在阿洛酮糖制备的高纯度分离工艺中所获得的果糖萃余物为约15至25白利糖度，故考虑到供应至阿洛酮糖转化工艺的含果糖原料通常为45-55白利糖度、例如约50白利糖度，可以通过浓缩来增加果糖含量。

浓缩步骤以通过与以葡萄糖为原料进行果糖异构化产生果糖原料的果糖制备中所用的浓缩步骤相同的方式来进行，或通过与在SMB高纯度分离后获得的阿洛酮糖分馏物的浓缩步骤相同的方式来进行。由于果糖的热稳定性高于阿洛酮糖的热稳定性，故果糖生产中的浓缩步骤可以包括在70至85℃的温度下浓缩10至15分钟。

在本发明的具体实例中，在将阿洛酮糖制备的分离步骤中所获得的果糖萃余物提供至阿洛酮糖转化工艺之前，通过使用单独的装置进行离子纯化步骤和/或果糖缩合步骤。

制备阿洛酮糖的方法还包括以下步骤：用选自由冷却、浓缩、离子纯化和pH调节所组成的组中的至少一个步骤来处理果糖；以及放入储罐、调节温度或控制添加至阿洛酮糖转化工艺中的果糖萃余物的量。

(4)阿洛酮糖浓缩或结晶工艺

在本发明的阿洛酮糖制备工艺中使用SMB色谱的高纯度分离工艺中所获得的阿洛酮糖分馏物可以经由阿洛酮糖浓缩工艺而商业化为液相糖浆，或可以经由阿洛酮糖结晶工艺而商业化为阿洛酮糖晶体。

它是制备通过离子纯化和浓缩在步骤(2)的SMB色谱分离中获得的阿洛酮糖分馏物而获得浓缩物的步骤。这些浓缩物可以作为阿洛酮糖浆产物使用，或通过置于结晶工艺中来制备阿洛酮糖晶体。

在本发明的一个实施方式中，可以对使用SMB色谱的高纯度分离工艺中获得的阿洛酮糖分馏物进行二级离子纯化，并且它可以通过与分离工艺中进行的初级离子纯化相同或不同的方法进行。

用于收集阿洛酮糖晶体的阿洛酮糖溶液中的阿洛酮糖含量应当在过饱和条件中以高浓度存在，但阿洛酮糖转化产物的阿洛酮糖含量低，因此使得无法进行阿洛酮糖转化产物的直接结晶，并且在结晶步骤之前，应当进行纯化和浓缩达到所需水平的工艺以增加阿洛酮糖含量。

在本发明的一个具体实施方式中，浓缩纯化的阿洛酮糖溶液的步骤可以在55℃至75℃下进行。当浓缩溶液的温度增加到超过75℃时，可能发生D-阿洛酮糖的热改性，并且当降低到低于55℃时，难以达到所需的浓缩程度。由于随着浓缩的进行，产物的温度因蒸发热而迅速地增加，故应当通过将浓缩溶液的温度维持在75℃或更低来迅速进行浓缩。

在本发明的一个具体实施方式中，为了达成阿洛酮糖的热改性和所需的浓缩程度，可以在55℃至75℃，优选为60℃至70℃的温度范围内进行浓缩。浓缩工艺可进行一次或两次或重复进行更多次，直至达到所需浓度水平。

具体而言的，SMB色谱分离工艺中获得的阿洛酮糖分馏物的浓缩工艺可以通过各种方法进行，并且浓缩物中的固体含量可以为70白利糖度或更高。例如，由SMB吸附分离方法获得的阿洛酮糖分馏物(例如固体含量为20-30重量％)可以经由浓缩工艺浓缩至70白利糖度或更高的固体含量。阿洛酮糖浓缩物中的固体含量可以为70白利糖度或更高，例如70白利糖度至85白利糖度。

阿洛酮糖制备工艺中的浓缩工艺可以包含在55℃至75℃的温度范围内浓缩10分钟至15分钟。浓缩可以通过使用降膜式蒸发器或薄膜蒸发器在减压或真空条件下进行浓缩。

阿洛酮糖浓缩物中包含的阿洛酮糖含量与SMB色谱分离工艺中获得的阿洛酮糖分馏物的阿洛酮糖含量几乎相同，并且固体含量增加，从而使结晶工艺能够进行。以固体总含量为100重量％计，阿洛酮糖浓缩物中包含的阿洛酮糖含量可以为94重量％或更高、95重量％或更高、96重量％或更高、97重量％或更高、98重量％或更高，或99重量％或更高。

阿洛酮糖结晶工艺包括在高纯度分离中获得的阿洛酮糖分馏物的二级离子纯化的步骤、浓缩离子纯化的阿洛酮糖分馏物的步骤，以及通过使浓缩物中的阿洛酮糖结晶来获得阿洛酮糖晶体和阿洛酮糖结晶母液的步骤。阿洛酮糖分离工艺的具体实例可以包括初级离子纯化、高纯度色谱分离、二级离子纯化、浓缩和结晶工艺，并且任选地可以对阿洛酮糖转化产物进行脱盐工艺、脱色或脱色脱盐工艺。

它可以包括分离/纯化，以使得阿洛酮糖分馏物中阿洛酮糖的含量为85重量％或更高、90重量％或更高、91重量％或更高、92重量％或更高、93重量％或更高、94重量％或更高或者95重量％或更高，例如85重量％至99.9重量％。

阿洛酮糖晶体中所含的阿洛酮糖纯度可以为90重量％或更高、95重量％或更高或99重量％或更高，并且结晶母液中的阿洛酮糖含量可以为85重量％或更高、90重量％或更高、93重量％或更高或95重量％或更高，例如85重量％至95重量％。

通过本发明方法收集的阿洛酮糖可以通过常见方法纯化及/或结晶，并且这些纯化及结晶本领域技术人员属于常见的技术。例如，它可以通过选自由离心、过滤、结晶、离子交换色谱及其组合所组成的组中的一种或多种方法来实施。

在一个实施方式中，可以使用SMB色谱对高纯度分离工艺中所获得的阿洛酮糖分馏物进行二级离子纯化，并且它可以通过与阿洛酮糖分离工艺中所用的初级离子纯化相同或不同的方法进行。

根据本发明的制备D-阿洛酮糖晶体的方法可以包括浓缩经纯化的D-阿洛酮糖溶液的步骤。用于收集阿洛酮糖晶体的阿洛酮糖溶液中阿洛酮糖的含量应为70重量％或更高。通过阿洛酮糖差向异构酶制备的阿洛酮糖溶液中阿洛酮糖的纯度低至20至30重量％，因此不能进行直接结晶并且应在结晶步骤之前进行纯化和浓缩至所需水平的工艺以增加阿洛酮糖的含量。在本发明的一个具体实施方式中，为了获得阿洛酮糖的热量改性和所需浓缩水平，可以在55至75℃的温度范围内实施浓缩。浓缩工艺可进行一次或两次或重复进行更多次，直至达到所需浓度水平。

通过冷却结晶的步骤可以包括在快速冷却之后，在10至25℃的温度范围内经由热交换器重复进行升温及冷却来诱导晶体生长。

根据本发明的制备D-阿洛酮糖晶体的方法可以还包括在通过离心回收结晶步骤中收集的阿洛酮糖晶体并且在将其用去离子水洗涤之后进行干燥的步骤。

根据本发明的一个实施方式涉及一种通过进行阿洛酮糖转化反应和阿洛酮糖分离工艺来制备阿洛酮糖的设备，其包括用于由含果糖原料进行阿洛酮糖转化反应的阿洛酮糖转化反应器，

装备有用离子交换树脂填充的柱子的离子纯化器，其对从阿洛酮糖转化反应器中获得的阿洛酮糖转化产物进行离子纯化，

模拟移动床(SMB)色谱分离器，其包括填充具有活性基团的阳离子交换树脂的柱子、进料口和用于排出阿洛酮糖分馏物和果糖萃余物的出口、装备有用离子交换树脂填充的柱子的离子纯化器和浓缩器，其中对从分离器中排出的果糖萃余物进行离子纯化和浓缩，以便再循环至阿洛酮糖转化反应器中。

阿洛酮糖制备设备可以还包括混合容器，其连接至阿洛酮糖转化反应器并且配置成将从浓缩器中排出的果糖萃余物与新鲜果糖原料混合。该设备可以还包括热交换器，其用于冷却从色谱分离器中排出的果糖萃余物。

[本发明的效果]

根据本发明使用果糖萃余物可以有效产生阿洛酮糖和液体果糖。特别是，可以控制果糖萃余物与新的果糖原料的混合比，以防止液体果糖原料的质量劣化，并且维持具有高果糖含量的果糖浆的果糖含量，从而产生经长时间段具有稳定高产率的阿洛酮糖。

附图说明

图1是示出通用SMB工艺的一个实例的图式。

图2是根据本发明的一个实施方式制备阿洛酮糖的示意图，其中将全部量的果糖萃余物添加至阿洛酮糖转化反应中。

图3是根据本发明的一个实施方式制备阿洛酮糖的示意图，其中将一部分的果糖萃余物添加至阿洛酮糖转化反应中。

具体实施方式

在下文中，本发明将通过以下实施例进行更详细的描述。然而，这些实施例仅用于说明目的，并且本发明不受限于这些实施例。

制备例1.阿洛酮糖浆的制备

阿洛酮糖浆是通过与韩国特许公开专利公开第2014-0054997号中所公开的制备方法实质上相同的生物方法由果糖底物制备。

具体而言，将来源于闪烁梭菌(Clostridiuim scindens)(闪烁梭菌ATCC35704)的阿洛酮糖差向异构酶的编码基因(DPE基因；Gene bank：EDS06411.1)引入重组载体(pCES_sodCDPE)中，并且通过使用所制备的重组载体(pCES_sodCDPE)质体，经电穿孔转化谷氨酸棒状杆菌。制备包括经转化的谷氨酸棒状杆菌细胞的珠粒并且将其填充于固定化反应柱子中，并由40白利糖度的88重量％果糖或95重量％果糖制备阿洛酮糖浆。也就是说，来自88重量％含果糖底物的葡萄糖:果糖:阿洛酮糖:寡糖的重量比为41:39:15:5的21-23(w/w)％阿洛酮糖浆(阿洛酮糖浆A)，以及来自包含95重量％果糖含量的原料的葡萄糖:果糖:阿洛酮糖:寡糖＝6:67:25:2的24-26(w/w)％阿洛酮糖浆(阿洛酮糖浆B)。

制备例2.果糖萃余物的制备

在室温下，使从制备例1中获得的两种阿洛酮糖浆以每小时两倍离子交换树脂体积的速率流过填充有树脂的柱子并且脱盐以移除杂质，诸如有色组分及离子组分等，该树脂为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂以及阳离子和阴离子交换树脂混合树脂。

接着，在通过使用填充有钙(Ca²⁺)型离子交换树脂的色谱分离高纯度阿洛酮糖分馏物之后，收集其余部分作为萃余物。以糖类的总固体含量为100重量份计，从具有77重量％果糖含量的原料获得的阿洛酮糖浆(阿洛酮糖浆A)中收集的萃余物包含85重量％至98重量％果糖、1重量％至10重量％葡萄糖和1重量％至5重量％还原糖。

以糖类的总固体含量为100重量份计，从具有95重量％果糖含量的原料获得的阿洛酮糖浆(阿洛酮糖浆A)中收集的萃余物包含88重量％至98重量％果糖、1重量％至8重量％葡萄糖和1重量％至4重量％还原糖。

实施例1.使用果糖萃余物制造阿洛酮糖

以3.8m³/hr流动速率进行阿洛酮糖转化工艺和分离工艺，通过使用实施例1和2中获得的具有88重量％果糖含量的含果糖原料溶液来制造10吨具有95重量％阿洛酮糖含量的固体。

经由阿洛酮糖转化工艺收集的产物的阿洛酮糖含量为20重量％至23重量％，并且在离子纯化之后，使其以45重量％至50重量％的浓度通过分离工艺。以每小时3m³产生萃余物，该萃余物是在使用Ca⁺型分离(SMB)树脂分离时产生的。

具体而言，使用具有88wt％果糖含量的原料底物溶液(阿洛酮糖浆A)经由阿洛酮糖转化工艺获得了阿洛酮糖含量为20至23wt％的阿洛酮糖浆。阿洛酮糖转化产物在室温下以按离子交换树脂的比率计2倍(1至2倍)体积的速度比通过填充有阳离子交换树脂的柱子、填充有阴离子交换树脂的柱子和填充有阳离子和阴离子交换树脂的混合物的柱子来脱盐。随后，浓缩产物以产生阿洛酮糖含量为45至50wt％之阿洛酮糖浆。阿洛酮糖浆通过使用Ca²⁺型分离树脂的SMB高纯度色谱，以每小时3.1m³产生果糖萃余物。

阿洛酮糖转化工艺及SMB色谱中果糖的不足量0.9m³是用果糖制备工艺中所获得的果糖含量为88wt％的含果糖原料进行补充的。也就是说，当新鲜果糖原料与果糖萃余物的总固体含量调节至50wt％(白利糖度)时，将以0.9:3.1(新鲜果糖:果糖萃余物＝0.29:1)的体积比混合的新鲜果糖原料与果糖萃余物的混合物添加至阿洛酮糖转化工艺中，以进行阿洛酮糖制备工艺。

该工艺重复10次，并且分析根据各工艺的混合原料和萃余物的糖组成并且示于下表1中。

[表1]

从表1中可以看出，展示了：新鲜果糖原料与果糖萃余物的混合比为0.9:3.1(新鲜果糖:果糖萃余物＝0.29:1)的体积比，随着再循环次数增加，阿洛酮糖转化率和最终阿洛酮糖产率由于进入阿洛酮糖转化工艺的果糖萃余物的果糖纯度而降低。

实施例2.使用果糖萃余物制造果糖

将在高纯度分离步骤中所获得的1.8m³/h的果糖萃余物与2.0m³/h的新鲜果糖原料(果糖纯度：88wt％，固体浓度：50wt％)混合并且供应至离子纯化步骤。新鲜果糖原料与果糖萃余物的混合比为5.2～5.3:4.7～4.8(新鲜果糖:果糖萃余物＝1.08～1.13:1)。

该工艺重复10次，并且分析根据各工艺的混合原料和萃余物的糖组成并且示于下表2中。

[表2]

从表2中可以看出，展示了：新鲜果糖原料与果糖萃余物的混合比为5.2～5.3:4.7～4.8(新鲜果糖:果糖萃余物＝1.08至1.13:1)的体积比，即使连续进行阿洛酮糖转化工艺，进入阿洛酮糖转化工艺的果糖萃余物的果糖纯度仍没有显著降低并且自从第五混合物稳定维持阿洛酮糖转化率。

[表3]

如表3中所示，当通过使用果糖纯度为88重量％的果糖原料进行阿洛酮糖转化工艺时，阿洛酮糖转化率为约23％并且通过高纯度分离工艺获得了阿洛酮糖纯度为95wt％或更高的阿洛酮糖浆。此时，阿洛酮糖的分离产率为90wt％或更高之阿洛酮糖含量。

经分离的高纯度阿洛酮糖分馏物可以作为液体产物进行纯化或进行结晶工艺以产生阿洛酮糖含量为99.9重量％之结晶产物。当进行结晶工艺时，如表3所示，阿洛酮糖含量为95重量％或更高。将高纯度分离工艺后获得的果糖萃余物浓缩至50～77wt％的固体含量，并且与果糖含量为42wt％(固体含量为50～77wt％)的新鲜果糖原料混合，以获得纯度为56.5wt％的液体果糖浆。

实施例3.使用果糖萃余物制造阿洛酮糖

以与实施例1相同的方法，但以3.8m³/hr流动速率进行阿洛酮糖转化工艺和分离工艺，以便使用95重量％果糖含量的糖浆来产生10吨阿洛酮糖含量为95重量％的固体。

通过阿洛酮糖转化工艺并且收集的产物的阿洛酮糖含量为21重量％至25重量％，并且在离子纯化之后，使其以45重量％至50重量％浓度通过分离工艺。以每小时3m³产生萃余物，该萃余物是在使用Ca⁺型分离树脂分离时产生的。

供应0.8m³/h阿洛酮糖转化工艺和分离色谱中缺乏的果糖原料并且与从果糖制备工艺中获得的新鲜果糖原料混合。也就是说，当新的果糖原料和果糖萃余物调节至50白利糖度时，在新的果糖原料与果糖萃余物的混合体积比为0.9:3.1(新的果糖原料:萃余物＝0.29:1)的情况下进行阿洛酮糖生产。

[表4]

从表4中可以看出，当使用95重量％果糖纯度生产阿洛酮糖时，确认与实施例1不同，果糖含量没有变化。随着果糖萃余物再循环次数增加，供应至阿洛酮糖转化工艺中的果糖纯度高于95wt％的果糖原料未变化，以便维持最终阿洛酮糖生产。证实了葡萄糖和二醣的含量不高并且果糖的含量保持不变，因为还原糖的一部分被移入阿洛酮糖分馏物中。这些结果表明，在果糖原料中果糖含量为95％或更高的高纯度条件下，可以在高阿洛酮糖转化率下使果糖萃余物再循环。

实施例4.使用果糖萃余物连续制造阿洛酮糖

除在与42％的果糖混合之后剩余的1.9m³/h果糖萃余物与1.9m³/h新鲜果糖原料混合并且随后供应至阿洛酮糖转化工艺和色谱分离工艺之外，进行与实施例3相同的方法。当新鲜果糖原料和萃余物调节至50白利糖度时，新鲜果糖原料与果糖萃余物的混合比为5.0～5.1:4.9～5.1(果糖萃余物:新鲜果糖原料＝1:0.98～1.05)。

该工艺重复10次，并且分析根据各工艺的混合原料和萃余物的糖组成并且示于下表5中。

[表5]

如表5所示，一部分果糖萃余物作为55wt％果糖浆使用，并且另一部分果糖萃余物在与新鲜果糖原料混合的情况下供应至阿洛酮糖转化工艺，从而稳定生产高纯度的阿洛酮糖。分析根据各工艺的混合原料和萃余物的糖组成并且示于表6中。

[表6]

如表6所示，即使将一部分果糖萃余物供应至液体果糖生产工艺，也可以稳定维持阿洛酮糖生产。

经分离的高纯度阿洛酮糖可以经由纯化而作为液体产物释放，或可以以与实施例3相同的方式进行结晶工艺以产生阿洛酮糖含量为99.9％的结晶产物。其他事项与实施例3相同。当进行结晶工艺时，如表6所示，阿洛酮糖含量为99.9％。获得了与通过混合95％和42％液体果糖获得的产物的产物品质相等的液体果糖(55％糖浆)。

实施例5.根据混合的金属离子的阿洛酮糖转化率的比较实验

评价与阿洛酮糖制造工艺中获得的果糖萃余物类似的组合物中的阿洛酮糖转化率。也就是说，通过将果糖纯度占糖浆重量95％的糖浆稀释至50重量％并且添加0.005-0.01mM Ca²⁺离子，并且接着再添加1.0mM Mn来确定阿洛酮糖转化工艺，并且示于表7中。

[表7]

经展示，通过锰处理增加阿洛酮糖转化反应活性达到的152％的相对活性，当添加钙时，最大降低约16％。随着钙离子浓度增加，相对活性趋于逐渐降低。

此结果显示，在再使用高纯度分离色谱工艺中获得的果糖萃余物时，需要纯化分离色谱工艺中沉淀的0.01mM或更低的Ca离子的原因。在没有对果糖萃余物进行离子纯化的情况下，活性低于仅使用锰的情况，从而不利地影响阿洛酮糖的产率。

Claims

1.一种阿洛酮糖的制备方法，包括：

用模拟移动床(SMB)色谱分离阿洛酮糖转化产物以获得阿洛酮糖分馏物及果糖萃余物，以及

将所述果糖萃余物作为第一果糖原料再循环至所述阿洛酮糖转化反应中。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述阿洛酮糖转化产物是通过使用含果糖原料的生物阿洛酮糖转化工艺而获得的。

3.根据权利要求1所述的制备方法，还包括在再循环至所述阿洛酮糖转化反应之前，将用SMB色谱在分离工艺中获得的所述果糖萃余物与作为第二果糖原料的新鲜果糖原料混合的步骤。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，当所述果糖萃余物和所述第二果糖原料具有50白利糖度时，所述果糖萃余物与所述第二果糖原料(萃余物:第二果糖原料)的混合比为1:0.9～1.5的体积比。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其中，当所述果糖萃余物和所述第二果糖原料具有50白利糖度时，所述果糖萃余物与所述第二果糖原料(萃余物:第二果糖原料)的混合比为1:0.95～1.15或1:1.05～1.2的体积比。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述果糖萃余物在再循环至所述阿洛酮糖转化反应之前通过进行选自由冷却、pH调节、离子纯化和浓缩所组成的组中的一个或多个步骤来处理。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，通过所述离子纯化处理后的产物的电导率为0～15μs/cm。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在所述SMB色谱分离工艺中获得的果糖萃余物的电导率为20～200μs/cm。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述方法在作为所述阿洛酮糖转化反应的原料进行再循环之前还包括离子纯化步骤，用于将所述果糖萃余物或含有所述果糖萃余物的混合物的钙离子浓度调节至0.05mM或更低的范围。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述冷却通过用热交换器冷却在所述SMB色谱分离工艺中获得的果糖萃余物的步骤来进行。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其中，以所述果糖原料中的糖类含量为100wt％计，供给至所述阿洛酮糖转化反应的含果糖原料的果糖含量为85wt％或更高。

12.根据权利要求1所述的制备方法，其中，以所述果糖萃余物中的糖类含量为100wt％计，在所述SMB色谱工艺中获得的果糖萃余物含有85～98wt％的果糖含量和2.0wt％或更低的阿洛酮糖含量。

13.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述方法还包括在将所述果糖萃余物供应到储罐中之后调节温度的步骤、或控制供应至所述阿洛酮糖转化反应的果糖萃余物的输入量的步骤。

14.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述方法在所述SMP色谱分离工艺之前、之后或前后还包括所述果糖萃余物的离子纯化的步骤。

15.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述SMB色谱分离工艺是通过填充有具有钙活性基团的阳离子交换树脂的色谱柱来进行的。

16.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述阿洛酮糖转化反应是通过使用阿洛酮糖转化率为15％～70％的生物催化剂来进行的。

17.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述方法是连续进行的。

18.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述方法还包括浓缩所述阿洛酮糖分馏物并且使浓缩物中的阿洛酮糖结晶以获得阿洛酮糖晶体和结晶母液的步骤。

19.一种通过使用含果糖原料的生物阿洛酮糖转化工艺以及阿洛酮糖分离工艺来制备阿洛酮糖的设备，包括：

阿洛酮糖转化反应器，用于使用生物催化剂由含果糖原料进行阿洛酮糖转化反应，

模拟移动床(SMB)色谱分离器，其包括填充有具有活性基团的阳离子交换树脂的柱子、进料口和用于排出阿洛酮糖分馏物和果糖萃余物的出口，以及

装备有用离子交换树脂填充的柱子的离子纯化器和浓缩器，其中从所述色谱分离器排出的果糖萃余物通过所述离子纯化器并且再循环至所述阿洛酮糖转化反应器中。

20.根据权利要求19所述的制备装置，还包括连接至所述阿洛酮糖转化反应器的混合罐，其中从所述色谱分离器排出的果糖萃余物与新鲜果糖原料混合。

21.根据权利要求19所述的制备装置，其中，配备填充有离子交换树脂的柱子的离子纯化器连接于所述阿洛酮糖转化反应器与所述色谱分离器之间。

22.根据权利要求19所述的制备装置，还包括热交换器，用于冷却所述果糖萃余物。

23.根据权利要求19所述的制备装置，还包括储存罐，用于在将所述果糖萃余物供给至所述阿洛酮糖转化反应器中之前储存所述果糖萃余物。