CN112592378A - 一种制备高纯度结晶塔格糖的方法 - Google Patents
一种制备高纯度结晶塔格糖的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112592378A CN112592378A CN202110223481.2A CN202110223481A CN112592378A CN 112592378 A CN112592378 A CN 112592378A CN 202110223481 A CN202110223481 A CN 202110223481A CN 112592378 A CN112592378 A CN 112592378A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tagatose
- ethanol
- liquid
- separating
- separation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- BJHIKXHVCXFQLS-PQLUHFTBSA-N keto-D-tagatose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)C(=O)CO BJHIKXHVCXFQLS-PQLUHFTBSA-N 0.000 title claims abstract description 119
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 153
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000013375 chromatographic separation Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 11
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 108010093096 Immobilized Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 46
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 28
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 26
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 16
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 16
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 claims description 14
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 claims description 14
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 14
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 14
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 claims description 14
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 13
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 13
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 13
- 239000003957 anion exchange resin Chemical group 0.000 claims description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 12
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 claims description 10
- 238000011033 desalting Methods 0.000 claims description 10
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 9
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 9
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 9
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims description 8
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 claims description 8
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 8
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 claims description 7
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 6
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 6
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 6
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000002390 rotary evaporation Methods 0.000 claims description 5
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 claims description 4
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 10
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 210000001822 immobilized cell Anatomy 0.000 abstract description 7
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 abstract description 2
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 47
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 16
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 15
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 15
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 14
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 14
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 description 13
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 13
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 13
- 229960002160 maltose Drugs 0.000 description 13
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 12
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 10
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 9
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 9
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 6
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 6
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 6
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 4
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 4
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 4
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 4
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 239000012607 strong cation exchange resin Substances 0.000 description 4
- 108050004944 Alpha-glucan phosphorylases Proteins 0.000 description 3
- 108010070600 Glucose-6-phosphate isomerase Proteins 0.000 description 3
- 102000005731 Glucose-6-phosphate isomerase Human genes 0.000 description 3
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 description 3
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 102000009569 Phosphoglucomutase Human genes 0.000 description 3
- 241001052560 Thallis Species 0.000 description 3
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 3
- 208000012839 conversion disease Diseases 0.000 description 3
- 239000008101 lactose Substances 0.000 description 3
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 108091000115 phosphomannomutase Proteins 0.000 description 3
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 3
- 238000009010 Bradford assay Methods 0.000 description 2
- VXLCNTLWWUDBSO-UHFFFAOYSA-N Ethiazide Chemical compound ClC1=C(S(N)(=O)=O)C=C2S(=O)(=O)NC(CC)NC2=C1 VXLCNTLWWUDBSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010018080 L-arabinose isomerase Proteins 0.000 description 2
- 229920002774 Maltodextrin Polymers 0.000 description 2
- 239000005913 Maltodextrin Substances 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 102000004160 Phosphoric Monoester Hydrolases Human genes 0.000 description 2
- 108090000608 Phosphoric Monoester Hydrolases Proteins 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 2
- 230000036983 biotransformation Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 229940035034 maltodextrin Drugs 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 description 2
- 229960000856 protein c Drugs 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000006188 syrup Substances 0.000 description 2
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 description 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- LKDRXBCSQODPBY-OEXCPVAWSA-N D-tagatose Chemical compound OCC1(O)OC[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O LKDRXBCSQODPBY-OEXCPVAWSA-N 0.000 description 1
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- 208000007976 Ketosis Diseases 0.000 description 1
- 102000045595 Phosphoprotein Phosphatases Human genes 0.000 description 1
- 108700019535 Phosphoprotein Phosphatases Proteins 0.000 description 1
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 208000002925 dental caries Diseases 0.000 description 1
- 125000004989 dicarbonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 235000021472 generally recognized as safe Nutrition 0.000 description 1
- 230000002641 glycemic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 235000013615 non-nutritive sweetener Nutrition 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 235000013406 prebiotics Nutrition 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 235000013618 yogurt Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
- C07H3/00—Compounds containing only hydrogen atoms and saccharide radicals having only carbon, hydrogen, and oxygen atoms
- C07H3/02—Monosaccharides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
- C07H1/00—Processes for the preparation of sugar derivatives
- C07H1/06—Separation; Purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/02—Monosaccharides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明涉及一种从多酶催化和/或全细胞催化（包含固定化酶和/或固定化细胞）体系中分离纯化塔格糖的方法。以塔格糖反应液作为起始原料，经脱色，脱盐，色谱分离以及结晶，最终以不低于80%的分离纯化总收率得到了高品质的塔格糖晶体产品，其纯度≥99％。其中，本发明基于模拟移动床分离的底物循环再利用以实现底物的全值化利用，连续离子交换系统脱盐以提高离子交换树脂的利用率，以及基于乙醇回收再循环使用的乙醇冷却结晶的分离纯化工艺，以有利于降低生产成本。该分离纯化工艺中塔格糖的分离纯化收率高，获得的塔格糖产品品质高，有利于促进塔格糖的工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于有机分析纯化领域，具体涉及制备高纯度塔格糖的方法，更具体涉及从多酶催化和/或全细胞催化（包含固定化酶和/或固定化细胞）体系中分离纯化塔格糖的方法。
背景技术
塔格糖（D-Tagatose）是一种六碳酮糖，分子式为C6H12O6，是果糖的差向异构体，也是半乳糖的醛酮同分异构体。其为天然存在的一种稀有单糖，主要存在于酸乳、奶粉等乳制品中。其甜味特性与蔗糖相似，而产生的热量只有蔗糖的三分之一，所以被称之为低热量甜味剂。塔格糖在2001年被美国食品药品监督管理局（US FDA）正式批准为普遍公认安全食品（GRAS），2005年被欧盟批准在欧洲上市。塔格糖具有低热量值、零血糖生成指数、血糖钝化作用、无龋齿性、益生元作用和抗氧化活性等重要功能，已广泛用于食品、饮料、护齿产品等领域。
目前，塔格糖的生产主要有化学合成和生物转化法两种。一般以半乳糖为原料，通过化学方法（碱性催化）或生物转化（L-阿拉伯糖异构酶）进行异构化反应制备。由于半乳糖价格高，生产上通常用乳糖通过酶催化水解或酸催化水解得到半乳糖，但这个过程中会产生等摩尔的葡萄糖，不利于产物塔格糖的分离纯化。而且乳糖水解为半乳糖是一个复杂的过程，这个过程中会产生一些诸如寡糖等不期望的副产物。在半乳糖碱性催化异构化为塔格糖的方法中，碱性催化剂的功能是两方面的：将半乳糖异构化为塔格糖和将半乳糖降解为二羰基化合物和酸性物质。因此该工艺存在半乳糖的高度降解导致塔格糖收率下降以及降解产物增加塔格糖分离纯化步骤复杂性的缺点。在半乳糖酶催化异构化为塔格糖的方法中，底物和产物之间的平衡由L-阿拉伯糖异构酶决定，异构化的速率较慢，生成的塔格糖和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。因此该工艺同样面临低产率的缺点，同时成本较昂贵。例如，中国专利CN 201210329027.6公开了一种以乳糖为原料，水解生成半乳糖，经过第一步模拟移动床分离后得到半乳糖，再异构化为塔格糖，得到的塔格糖再次经过模拟移动床分离、蒸发、结晶得到塔格糖。该专利中利用了两步模拟移动床分离，无疑增加了塔格糖的生产成本；同时该专利中利用水相结晶塔格糖，收率为~60%，结晶收率较低。
中国专利文献CN 201610937656.5公开了以价格低廉的淀粉、纤维素或它们的衍生物或者以蔗糖为底物，通过体外多酶分子机器将底物高效转化为塔格糖的方法。中国专利文献CN 201711065859.0公开了将上述专利途径中的多个酶表达在全细胞中，以价格低廉的淀粉、纤维素或它们的衍生物或者以蔗糖为底物，利用全细胞催化生产塔格糖的方法。上述以价格低廉的淀粉、纤维素或它们的衍生物或者以蔗糖为底物生产塔格糖的方法具有生产成本低、产率高、有利于塔格糖分离纯化、适用于工业化生产的优点。然而上述多酶催化和全细胞催化体系中塔格糖的分离纯化还未开展研究。因此有必要对多酶催化和全细胞催化体系中塔格糖的分离纯化进行研究。
发明内容
本发明的目的是开发一种适合上述多酶催化和全细胞催化体系中塔格糖的分离纯化工艺，以促进塔格糖的工业生产，获得高品质的塔格糖晶体产品。
对此，本发明提供一种塔格糖分离纯化的方法，包括步骤如下：
S1纯化起始原料的准备：取固定化酶或固定化全细胞催化反应体系制备得到的塔格糖反应液作为纯化起始原料，或者将从多酶催化反应体系或在全细胞催化反应体系制备得到的塔格糖反应液进行过滤获得上清液作为纯化起始原料，优选地通过微滤和/或超滤除去反应液中的菌体和蛋白；
S2脱色：将步骤S1中得到的作为纯化起始原料进行脱色得到脱色后的原料；
S3脱盐：将步骤S2中得到的脱色后的原料利用连续离子交换系统进行脱盐；
S4-1色谱分离：将步骤S3中得到的上清液采用模拟移动床（SMB）进行分离，得到吸附液AD1和吸余液BD1，其中含有塔格糖的吸附液AD1，以及吸余液BD1；
S5结晶：将步骤S4中得到吸附液AD1进行浓缩，乙醇冷却结晶，干燥后得到塔格糖产品。一般可达到纯度≥99％的塔格糖产品。
其中，S4-1色谱分离后，吸附液AD1中塔格糖纯度≥95％，吸余液BD1中含有葡萄糖、麦芽二糖和DP≥3的寡糖。
当反应体系中含有DP≥3的寡糖（即反应转化率不高于60%）时，为了降低生产成本，则在步骤S4-1之后，增加步骤S4-2色谱分离，以实现DP≥3的寡糖的回收再利用：将步骤S4-1中得到的吸余液BD1采用模拟移动床（SMB）进行分离，将DP≥3的寡糖与葡萄糖和麦芽二糖分离，得到吸附液AD2和吸余液BD2，其中吸附液AD2中含有葡萄糖和麦芽二糖，吸余液BD2中含有DP≥3的寡糖，并将吸余液BD2返回催化反应进行下一轮反应；
本发明提供的方法所针对的对象是采用多酶催化和/或全细胞催化（包含固定化酶和/或固定化细胞）制备的塔格糖反应液，具体是指以淀粉、纤维素和/或其衍生物或者蔗糖为原料经酶催化或全细胞催化（包含固定化酶和/或固定化细胞）转化而形成的塔格糖反应液。由此，步骤S1中所述的反应液成分根据反应体系的不同可包括：塔格糖、葡萄糖、麦芽二糖、DP≥3的寡糖、糖的磷酸化合物、无机盐、色素、菌体和/或蛋白等。
优选地，步骤S1中所述反应液中塔格糖的含量大于10 g/L，进一步优选地大于30g/L，进一步优选地大于50 g/L，更优选地大于70 g/L，最优选地大于90 g/L。其中，步骤S1中所述微滤和/或超滤可以根据反应液中的实际组成成分进行选择。例如，当采用全细胞催化体系时，为了去除反应液中的大颗粒，如菌体，步骤S1中所述微滤可采用中空纤维膜，优选为孔径为50-250 nm的中空纤维膜；或采用陶瓷膜或金属膜，优选为孔径为20-200 nm的陶瓷膜；或采用板框压滤机，优选为布孔径为200-900目的板框压滤机。当采用多酶催化体系时，为了去除反应液中的可溶性有机物杂质，如蛋白，步骤S1中所述超滤可采用截留分子量为1-10 kD的超滤膜，优选采用截留分子量为3-6 kD的超滤膜。
在具体实施方式中，步骤S2中所述脱色可以直接进行，也可以先将步骤S1中得到的上清液浓缩1~8倍后再进行脱色。更具体地，步骤S2中所述脱色可采用脱色剂，如粉末状活性炭、颗粒状活性炭、活性炭纤维、大孔型阴离子交换树脂等。更优选地，步骤S2中所述脱色为活性炭脱色。所述活性炭脱色步骤：活性炭的加入量为糖含量的0.1-5％（质量分数），优选0.5-1％；活性炭脱色时间为15-60 min，优选30 min；脱色温度为10-70℃，优选室温。
在具体的实施方式中，步骤S3中所述连续离子交换脱盐系统包括包含填充凝胶型强阳离子交换树脂和大孔型阴离子交换树脂的分离单元，所述分离单元为串联方式。优选地，步骤S3中所述连续离子交换脱盐的条件为：将脱色后的料液（pH 6-8）在室温下，以20-50 mL/min的流速通过依次通过阳离子交换树脂单元和阴离子树脂交换单元，阴离子树脂交换单元出口料液电导低于100 uS/cm，pH为6.0-7.5。
在优选的实施方式中，步骤S4-1中所述模拟移动床填料为钙型阳离子树脂。优选地，所述钙型阳离子树脂可选用DIAION UBK555、DOWEX MONOSPHERE 99、AMBERLITECR1320Ca、苏青DTF-01、争光ZGSPC106Ca等。在具体实施方式中，步骤S4-1中所述模拟移动床色谱操作控制参数为：进料糖浓度为400-600 g/L，进料流量为8-40 mL/min；当料液进满之后，开启冲洗阀门，冲洗液为纯水，冲洗液流量为60-120 mL/min；冲洗过程中，床内液相流速为2-5 mL/min，出液流速控制在3-4 mL/min；分离过程中温度控制在65-70 oC之间。实际应用中，经步骤S4-1色谱分离后得到吸附液AD1中塔格糖纯度≥95％。
在具体实施方式中，步骤S4-2中所述模拟移动床填料为钙型阳离子树脂。优选地，所述钙型阳离子树脂可选用DIAION UBK555、DOWEX MONOSPHERE 99、AMBERLITE CR1320Ca、苏青DTF-01、争光ZGSPC106Ca等。优选地，步骤S4-2中所述模拟移动床色谱操作控制参数为：进料糖浓度为200-300 g/L，进料流量为4-20 mL/min；当料液进满之后，开启冲洗阀门，冲洗液为纯水，冲洗液流量为30-80 mL/min；冲洗过程中，床内液相流速为2-5 mL/min，出液流速控制在3-4 mL/min；分离过程中温度控制在65-70℃之间。
在实际应用时，步骤S4-2中所述吸余液BD2返回催化反应进行下一轮反应，达到原料回收利用的目的。
在具体实施方式中，步骤S5中所述浓缩可根据生产规模采用旋转蒸发仪、多效蒸发器或MVR蒸发器进行。优选地，步骤S5中所述浓缩为在60℃下塔格糖的浓度≥90%。更具体地，步骤S5中所述乙醇冷却结晶的步骤为：第一步冷却：向浓缩后塔格糖溶液中加入1-15%的塔格糖晶种，搅拌速度为50-300 rpm，以0.5-2℃/h的降温速度由60℃降低至20℃；第二步乙醇结晶：在20℃下，搅拌速度为50-300 rpm，向经过步骤一之后的溶液中以0.25 mL/min的速度滴加乙醇，使得乙醇的终浓度不低于80%；第三步收集晶体：根据生产规模采用离心或过滤的方式收集晶体，并用95%乙醇洗涤晶体，所得的母液利用旋转蒸发或精馏进行乙醇的回收利用，回收的乙醇可继续用于结晶。
优选方式中，为了更好地得到塔格糖晶体，步骤S5中所述乙醇冷却结晶中塔格糖溶液的目标产品纯度不低于95%，更优选地不低于98%。更优选地，步骤S5中所述乙醇冷却结晶中塔格糖溶液的浓度在60℃下不低于90%，更优选地不低于95%。
另外优选地，步骤S5中所述乙醇冷却结晶中塔格糖晶种的加入量为5-12%，更优选地塔格糖晶种的加入量为7-12%，最优选地塔格糖晶种的加入量为10%；步骤S5中所述乙醇冷却结晶中搅拌速度为100-250 rpm，更优选地搅拌速度为150-250 rpm，最优选地搅拌速度为200 rpm；步骤S5中所述乙醇冷却结晶中降温速度为0.7-1.5℃/h，更有选地，降温速度为0.9-1.2℃/h，最优选地，降温速度为1℃/h；步骤S5中所述乙醇冷却结晶中乙醇的终浓度不低于85%。
在实际实施中，步骤S5中所述干燥可根据生产规模采用真空干燥箱、流化床干燥器等设备进行干燥。优选地，步骤S5中所述干燥温度不高于60℃，以防止成品结晶塔格糖色值的升高。
本发明的发明人根据塔格糖反应液中产品和杂质含量的具体情况，考虑了每个单元过程中物料平衡和设备投资，建立了分离纯化塔格糖的有效方法，更具体地说，开发了基于模拟移动床分离的底物循环再利用、连续离子交换系统脱盐和基于乙醇回收再循环使用的乙醇冷却结晶的分离纯化工艺，底物的循环利用可以实现底物的全值化利用，连续离子交换系统可以提高离子交换树脂的利用率，降低废水废液的排放，乙醇的回收再循环使用有利于降低生产成本。以上每一工艺都有利于生产成本的降低。其中，建立了塔格糖乙醇冷却结晶的方法，可以以大于90%的单次结晶收率获得高品质的塔格糖晶体产品，其纯度≥99％。总体来说，本发明从以淀粉、纤维素和/或其衍生物或者蔗糖为原料，经过多酶催化和/或全细胞催化（包含固定化酶和/或固定化细胞）制备的塔格糖反应液经本发明提供的分离纯化工艺后，以不低于80%的分离纯化总收率得到了高品质的塔格糖晶体产品，其纯度≥99％。该分离纯化工艺中塔格糖的分离纯化收率高，获得的塔格糖产品品质高，有利于促进塔格糖的工业化生产。
附图说明
图1 本发明塔格糖分离纯化工艺示意图。
图2 实施例一中分离前多酶催化体系中反应液各组分的HPLC图。其中，第一个峰是溶剂峰，峰高比较大，为避免影响产品峰和杂质峰的显示，故没有显示全。
图3 实施例一中分离后塔格糖的HPLC图。其中，第一个峰是溶剂峰，峰高比较大，为避免影响产品峰和杂质峰的显示，故没有显示全。
图4 实施例一中乙醇冷却结晶后塔格糖晶体的显微镜图片。
图5 实施例二中分离前全细胞催化体系中反应液各组分的HPLC图。其中，第一个峰是溶剂峰，峰高比较大，为避免影响产品峰和杂质峰的显示，故没有显示全。
图6 实施例三中分离前固定化细胞催化体系中反应液各组分的HPLC图。其中，第一个峰是溶剂峰，峰高比较大，为避免影响产品峰和杂质峰的显示，故没有显示全。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。但是应理解所述实施例仅是范例性的，不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改或替换均落入本发明的保护范围。
实施例1
S1纯化起始原料的准备：
在多酶催化反应体系中含有30 mM的磷酸缓冲液(pH 7.0)，5 mM的二价镁离子，α-葡聚糖磷酸化酶的用量为10 U/mL，葡萄糖磷酸变位酶的用量为10 U/mL，葡萄糖磷酸异构酶的用量为10 U/mL，6-磷酸塔格糖差向异构酶的用量为15 U/mL，6-磷酸塔格糖磷酸酶的用量为15 U/mL，淀粉去分支酶的用量为1 U/mL，可溶性淀粉70 g/L，在70℃进行催化反应，反应36小时后，加入10%硫酸终止反应，利用HPLC进行检测。其中，HPLC检测条件如下：色谱柱为Bio-Rad HPX-87H；流速为0 .6 mL/min；柱温为60℃；检测器为示差折光检测器；进样量为20 μL。得到的反应液成分组成如下：塔格糖59.2 g/L，葡萄糖3.01 g/L，麦芽二糖9.12g/L，无机盐，色素和蛋白。各组分HPLC图如图2所示。分离纯化步骤如下：
菌体和/或蛋白的分离：将上述反应液通过中空纤维柱进行过滤，中空纤维膜孔径为220 nm，获得的滤液通过3 KDa的超滤膜超滤，获得透过液和浓缩液。经过上述操作后各组分含量变化如表1：
表1
| 组分 | 反应液 | 中空纤维柱过滤后滤液 | 超滤透过液 | 回收率 |
| 塔格糖 | 59.2 g/L | 58.8 g/L | 56.9 g/L | 96.1% |
| 葡萄糖 | 3.01 g/L | 2.96 g/L | 2.84 g/L | 94.3% |
| 麦芽二糖 | 9.12 g/L | 8.97 g/L | 7.96 g/L | 87.3% |
| 无机盐<sup>a</sup> | 2110 μS/cm | 2108 μS/cm | 2105 μS/cm | - |
| 色素<sup>b</sup>（A<sub>430</sub>） | 1.146 | 0.348 | 0.086 | - |
| 蛋白<sup>c</sup> | 2.86 g/L | 1.59 g/L | 0 | - |
其中，a 无机盐含量以电导率表示；b 色素含量以430 nm吸光度表示；c 蛋白含量使用Bradford方法测定。
以上结果表明：经过中空纤维柱和超滤后，反应液中的蛋白质几乎全部去除，可以去除大部分色素，无机盐的含量维持不变；超滤对于塔格糖、葡萄糖和麦芽二糖有不同程度的截留，因此实际操作中可以将超滤浓缩液进一步稀释后再次或多次经过超滤膜，以提高超滤透过液中塔格糖的回收率。
S2脱色：将超滤透过液浓缩1倍，加入总糖质量1%的活性炭，在室温下脱色30 min，利用板框压滤机过滤活性炭。
S3脱盐：将S2中得到的过滤液以35 mL/min的流速依次通过装有凝胶型强阳离子交换树脂（001X7）和大孔型弱碱性阴离子交换树脂（D380）的连续离子交换系统。经过连续离子交换系统前过滤液的电导率为2105 μS/cm，经过连续离子交换系统后阴离子交换单元出口的电导率为42 μS/cm，脱盐率达到98%，塔格糖的回收率为97%。脱盐的同时，进行树脂的再生：使用质量浓度为5%的盐酸以进料速度为50 mL/min用于阳离子交换树脂的再生；使用质量浓度为5%的氢氧化钠以进料速度为50 mL/min用于阴离子交换树脂的再生。
S4-1色谱分离：将S3中得到的流穿液浓缩至糖浓度约450 g/L，然后采用装有苏青DTF-01树脂的模拟移动床进行色谱分离，色谱分离控制参数为：进料流量为20 mL/min，冲洗液为纯水，冲洗液流量为100 mL/min，冲洗过程中床内液相流速为4 mL/min，出液流速控制在3 mL/min，分离过程中温度控制在67℃。经过模拟移动床分离后吸附液AD1中塔格糖纯度为97%，回收率为95%。吸余液BD1中富含葡糖糖和麦芽糖，可作为糖浆产品混合出售。
S5结晶：将S4-1色谱分离后得到的塔格糖溶液在真空度0.08 MPa，料液温度60 oC的条件下蒸发浓缩至干物质为91%。结晶采用乙醇冷却结晶：第一步冷却：向浓缩后塔格糖溶液中加入10%的塔格糖晶种，搅拌速度为200 rpm，以1℃/h的降温速度由60℃降低至20℃；第二步乙醇结晶：在20 oC下，搅拌速度为200 rpm，向经过步骤一之后的溶液中以0.25mL/min的速度滴加乙醇，使得乙醇的终浓度为80%；第三步收集晶体：结晶结束后，过滤晶体，并用95%乙醇洗涤晶体，所得的母液利用旋转蒸发进行乙醇的回收利用，回收的乙醇可用于第二批次产品的结晶。得到的塔格糖晶体使用真空干燥箱在40℃下干燥晶体8 h，按前述条件进行HPLC测定其晶体的纯度，结果为99.9%（图3）和产品收率为90%。晶体显微镜照片在图4中示出。
实施例2
S1纯化起始原料的准备：
在全细胞催化反应体系中含有30 mM的磷酸缓冲液(pH 7.0)，5 mM的二价镁离子，表达α-葡聚糖磷酸化酶的细胞用量为1.5 g DCW/mL，表达葡萄糖磷酸变位酶的细胞的用量为0.8 g DCW/mL，表达葡萄糖磷酸异构酶的细胞的用量为0.8 g DCW/mL，表达6-磷酸塔格糖差向异构酶的细胞的用量为6 g DCW/mL，表达6-磷酸塔格糖磷酸酶的细胞的用量为6 gDCW/mL，表达淀粉去分支酶的细胞的用量为0.8 g DCW/mL，麦芽糊精135 g/L，在70℃进行催化反应，反应48小时后，得到的反应液成分组成如下：塔格糖95.6 g/L，葡萄糖5.02 g/L，麦芽二糖25.4 g/L，寡糖（DP≥3）~13 g/L，无机盐，色素，菌体和蛋白。按实施例1中同样的条件进行HPLC测定，各组分HPLC图如图5所示。
菌体和/或蛋白的分离：将上述反应液通过中陶瓷膜进行过滤，陶瓷膜孔径为50nm，获得的滤液通过5 KDa的超滤膜超滤，获得透过液和浓缩液。经过上述操作后各组分含量变化如表2：
表2
| 组分 | 反应液 | 陶瓷膜后滤液 | 超滤透过液 | 回收率 |
| 塔格糖 | 95.6 g/L | 94.3 g/L | 92.9 g/L | 97.2% |
| 葡萄糖 | 5.02 g/L | 4.92 g/L | 4.84 g/L | 96.4% |
| 麦芽二糖 | 25.4 g/L | 24.6 g/L | 22.9 g/L | 90.2% |
| 寡糖（DP≥3） | ~13 g/L | ~12 g/L | ~10 g/L | ~77% |
| 无机盐<sup>a</sup> | 2560 μS/cm | 2548 μS/cm | 2546 μS/cm | |
| 色素<sup>b</sup>（A<sub>430</sub>） | 1.343 | 0.726 | 0.102 | |
| 蛋白<sup>c</sup> | 2.86 g/L | 1.59 g/L | 0 |
其中，a 无机盐含量以电导率表示；b 色素含量以430 nm吸光度表示；c 蛋白含量使用Bradford方法测定。
以上结果表明：经过陶瓷膜过滤和超滤后，反应液中的蛋白质几乎全部去除，可以去除大部分色素，无机盐的含量维持不变；超滤对于塔格糖、葡萄糖、麦芽二糖以及寡糖都有不同程度的截留，因此实际操作中可以将超滤浓缩液进一步稀释后再次或多次经过超滤膜，以提高超滤透过液中塔格糖的回收率。
S2脱色：向超滤透过液中加入总糖质量1%的活性炭，在室温下脱色30 min，利用板框压滤机过滤活性炭。
S3脱盐：将S2中得到的过滤液以35 mL/min的流速依次通过装有凝胶型强阳离子交换树脂（001X7）和大孔型弱碱性阴离子交换树脂（D380）的连续离子交换系统。经过连续离子交换系统前过滤液的电导率为2546 μS/cm，经过连续离子交换系统后阴离子交换单元出口的电导率为76 μS/cm，脱盐率达到97%，塔格糖的回收率为96%。脱盐的同时，进行树脂的再生：使用质量浓度为5%的盐酸以进料速度为50 mL/min用于阳离子交换树脂的再生；使用质量浓度为5%的氢氧化钠以进料速度为50 mL/min用于阴离子交换树脂的再生。
S4-1色谱分离：将S3中得到的流穿液浓缩至糖浓度约500 g/L，然后采用装有DOWEX MONOSPHERE 99树脂的模拟移动床进行色谱分离，色谱分离控制参数为：进料流量为15 mL/min，冲洗液为纯水，冲洗液流量为80 mL/min，冲洗过程中床内液相流速为3 mL/min，出液流速控制在3 mL/min，分离过程中温度控制在70℃。经过模拟移动床分离后吸附液AD1中塔格糖纯度为96%，回收率为96%。
由于反应结束后，反应转化率在70%左右，从总生产成本的角度考虑可以不增加步骤S4-2的色谱分离。
S5结晶：将S4-1色谱分离后得到的塔格糖溶液在真空度0.08 MPa，料液温度60℃的条件下蒸发浓缩至干物质为95%。结晶采用乙醇冷却结晶：第一步冷却：向浓缩后塔格糖溶液中加入7%的塔格糖晶种，搅拌速度为150 rpm，以2℃/h的降温速度由60℃降低至20℃；第二步乙醇结晶：在20℃下，搅拌速度为150 rpm，向经过步骤一之后的溶液中以0.25 mL/min的速度滴加乙醇，使得乙醇的终浓度为85%；第三步收集晶体：结晶结束后，过滤晶体，并用95%乙醇洗涤晶体，所得的母液利用旋转蒸发进行乙醇的回收利用，回收的乙醇可用于第二批次产品的结晶。得到的塔格糖晶体使用真空干燥箱在40℃下干燥晶体8 h。按实施例1中同样的条件进行HPLC测定晶体的纯度，结果为99.9%和产品收率为92%。
实施例3
S1纯化起始原料的准备：
在固定化全细胞催化反应体系中含有30 mM的磷酸缓冲液(pH 7.0)，5 mM的二价镁离子，利用同时固定表达α-葡聚糖磷酸化酶的细胞、表达葡萄糖磷酸变位酶的细胞、表达葡萄糖磷酸异构酶的细胞、表达6-磷酸塔格糖差向异构酶的细胞和表达6-磷酸塔格糖磷酸酶的细胞的载体作为催化剂，固定化细胞的用量为20 g/L，麦芽糊精210 g/L，在70℃进行催化反应，反应48小时后，得到的反应液成分组成如下：塔格糖120 g/L，葡萄糖7.93 g/L，麦芽二糖18.0 g/L，寡糖（DP≥3）~65 g/L，无机盐，色素。各组分HPLC图如图6所示。
由于在固定化全细胞催化反应体系中不存在菌体和蛋白，故无对其进行菌体和/或蛋白的分离。
S2脱色：向固定化全细胞催化反应体系得到的反应液中加入总糖质量1%的活性炭，在室温下脱色30 min，利用板框压滤机过滤活性炭。
S3脱盐：将S2中得到的过滤液以30 mL/min的流速依次通过装有凝胶型强阳离子交换树脂（001X7）和大孔型弱碱性阴离子交换树脂（D380）的连续离子交换系统。经过连续离子交换系统前过滤液的电导率为2550 μS/cm，经过连续离子交换系统后阴离子交换单元出口的电导率为51 μS/cm，脱盐率达到98%，塔格糖的回收率为97%。脱盐的同时，进行树脂的再生：使用质量浓度为5%的盐酸以进料速度为50 mL/min用于阳离子交换树脂的再生；使用质量浓度为5%的氢氧化钠以进料速度为50 mL/min用于阴离子交换树脂的再生。
S4-1色谱分离：将S3中得到的流穿液浓缩至糖浓度约450 g/L，然后采用装有DIAION UBK555树脂的模拟移动床进行色谱分离，色谱分离控制参数为：进料流量为12 mL/min，冲洗液为纯水，冲洗液流量为70 mL/min，冲洗过程中床内液相流速为2 mL/min，出液流速控制在3 mL/min，分离过程中温度控制在70℃。经过模拟移动床分离后吸附液AD1中塔格糖纯度为98%，回收率为95%。
S4-2色谱分离：由于反应结束后，反应转化率低于60%，有较多寡糖剩余，从总生产成本的角度考虑增加该步骤。具体如下：
将S4中吸余液BD1进行浓缩至糖浓度约为250 g/L，然后采用装有AMBERLITECR1320Ca树脂的模拟移动床进行色谱分离，色谱分离控制参数为：进料流量为10 mL/min，冲洗液为纯水，冲洗液流量为50 mL/min，冲洗过程中床内液相流速为2 mL/min，出液流速控制在3 mL/min，分离过程中温度控制在70℃。经过模拟移动床分离后吸余液BD2中寡糖回收率为90%，可作为原料进行下一次催化反应。吸附液AD2中富含葡糖糖和麦芽糖，可作为糖浆产品混合出售。
S5结晶：将S4-1色谱分离后得到的塔格糖溶液在真空度0.08 MPa，料液温度60℃的条件下蒸发浓缩至干物质为98%。结晶采用乙醇冷却结晶：第一步冷却：向浓缩后塔格糖溶液中加入12%的塔格糖晶种，搅拌速度为100 rpm，以0.7℃/h的降温速度由60℃降低至20℃；第二步乙醇结晶：在20℃下，搅拌速度为100 rpm，向经过步骤一之后的溶液中以0.25mL/min的速度滴加乙醇，使得乙醇的终浓度为90%；第三步收集晶体：结晶结束后，过滤晶体，并用95%乙醇洗涤晶体，所得的母液利用旋转蒸发进行乙醇的回收利用，回收的乙醇可用于第二批次产品的结晶。得到的塔格糖晶体使用真空干燥箱在40℃下干燥晶体8 h，利用HPLC测定晶体的纯度为99.9%和产品收率为95%。
Claims (10)
1.一种分离纯化塔格糖的方法，其特征在于，包括步骤如下：
S1纯化起始原料的准备：取固定化酶或固定化全细胞催化反应体系制备得到的塔格糖反应液作为纯化起始原料，或者将从多酶催化反应体系或在全细胞催化反应体系制备得到的塔格糖反应液进行过滤获得上清液作为纯化起始原料；所述反应体系中是以淀粉、纤维素和/或其衍生物或者蔗糖为原料；
S2脱色：将步骤S1中得到的作为纯化起始原料进行脱色得到脱色后的原料；
S3脱盐：将步骤S2中得到的脱色后的原料利用连续离子交换系统进行脱盐；其是将脱色后的料液调至pH 6-8，以20-50 mL/min的流速通过依次通过串联方式的阳离子交换树脂单元和阴离子树脂交换单元，阴离子树脂交换单元出口料液电导低于100 uS/cm，pH为6.0-7.5；
S4-1色谱分离：将步骤S3中得到的上清液采用模拟移动床进行分离，得到吸附液AD1和吸余液BD1，其中含有塔格糖的吸附液AD1，以及吸余液BD1；其中所述模拟移动床色谱操作控制参数为：进料糖浓度为400-600 g/L，进料流量为8-40 mL/min；当料液进满之后，开启冲洗阀门，冲洗液为纯水，冲洗液流量为60-120 mL/min；冲洗过程中，床内液相流速为2-5mL/min，出液流速控制在3-4 mL/min；分离过程中温度控制在65-70℃之间；
S4-2色谱分离：将步骤S4-1中得到的吸余液BD1采用模拟移动床进行分离，得到吸附液AD2和吸余液BD2，其中如果吸附液AD2中含有DP≥3的寡糖，则返回催化反应进行下一轮反应；其中所述模拟移动床色谱操作控制参数为：进料糖浓度为200-300 g/L，进料流量为4-20 mL/min；当料液进满之后，开启冲洗阀门，冲洗液为纯水，冲洗液流量为30-80 mL/min；冲洗过程中，床内液相流速为2-5 mL/min，出液流速控制在3-4 mL/min；分离过程中温度控制在65-70℃之间；
S5结晶：将步骤S4中得到吸附液AD1进行浓缩，乙醇冷却结晶，干燥后得到塔格糖产品；其中所述乙醇冷却结晶的步骤为：第一步冷却：向浓缩后塔格糖溶液中加入1-15%的塔格糖晶种，搅拌速度为50-300 rpm，以0.5-2℃/h的降温速度由60℃降低至20℃，降温速度为0.7-2℃/h；第二步乙醇结晶：在20℃下，搅拌速度为50-300 rpm，向经过步骤一之后的溶液中以0.25 mL/min的速度滴加乙醇，使得乙醇的终浓度不低于80%；第三步收集晶体：采用离心或过滤的方式收集晶体，并用95%乙醇洗涤晶体，所得的母液利用旋转蒸发或精馏进行乙醇的回收利用。
2.根据权利要求1所述的分离纯化塔格糖的方法，其特征在于，所述S1中，将从多酶催化反应体系或在全细胞催化反应体系中的反应液进行微滤和/或超滤除去反应液中的菌体和蛋白。
3.根据权利要求1所述的分离纯化塔格糖的方法，其特征在于，步骤S1中所述作为纯化起始原料中塔格糖的含量大于10 g/L。
4.根据权利要求1所述的分离纯化塔格糖的方法，其特征在于，步骤S1中所述作为纯化起始原料中塔格糖的含量大于30 g/L。
5.根据权利要求1所述的分离纯化塔格糖的方法，其特征在于，步骤S4-1和/或步骤S4-2中所述模拟移动床填料为钙型阳离子树脂。
6.根据权利要求5所述的分离纯化塔格糖的方法，其特征在于，所述钙型阳离子树脂选用DIAION UBK555、DOWEX MONOSPHERE 99、AMBERLITE CR1320Ca、苏青DTF-01、争光ZGSPC106Ca。
7.根据权利要求1所述的分离纯化塔格糖的方法，其特征在于，步骤S5中所述乙醇冷却结晶的第二步中是以0.25 mL/min的速度滴加乙醇，使得乙醇的终浓度不低于85%。
8.根据权利要求1所述的分离纯化塔格糖的方法，其特征在于，步骤S5中所述乙醇冷却结晶中塔格糖溶液的浓度在60℃下不低于90%。
9.根据权利要求1所述的分离纯化塔格糖的方法，其特征在于，所述乙醇冷却结晶中塔格糖晶种的加入量为7-12%。
10.根据权利要求1所述的分离纯化塔格糖的方法，其特征在于，所述乙醇冷却结晶中搅拌速度为150-250 rpm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110223481.2A CN112592378B (zh) | 2021-03-01 | 2021-03-01 | 一种制备高纯度结晶塔格糖的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110223481.2A CN112592378B (zh) | 2021-03-01 | 2021-03-01 | 一种制备高纯度结晶塔格糖的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112592378A true CN112592378A (zh) | 2021-04-02 |
| CN112592378B CN112592378B (zh) | 2021-06-01 |
Family
ID=75207840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110223481.2A Active CN112592378B (zh) | 2021-03-01 | 2021-03-01 | 一种制备高纯度结晶塔格糖的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112592378B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114231579A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-03-25 | 福州大学 | 一种连续、循环制备d-阿洛酮糖的方法 |
| WO2023174422A1 (zh) * | 2022-03-18 | 2023-09-21 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | 高纯度结晶d-塔格糖，包含其的组合物，以及制备方法和用途 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102876752A (zh) * | 2012-09-07 | 2013-01-16 | 山东绿健生物技术有限公司 | 一种结晶塔格糖的生产方法 |
| CN103992362A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-08-20 | 黑龙江八一农垦大学 | 一种顺序式模拟移动色谱(ssmb)纯化塔格糖的方法 |
| CN106399427A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-02-15 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | 塔格糖的制备方法 |
| CN107988286A (zh) * | 2016-11-02 | 2018-05-04 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | 一种全细胞催化制备塔格糖的方法 |
-
2021
- 2021-03-01 CN CN202110223481.2A patent/CN112592378B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102876752A (zh) * | 2012-09-07 | 2013-01-16 | 山东绿健生物技术有限公司 | 一种结晶塔格糖的生产方法 |
| CN103992362A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-08-20 | 黑龙江八一农垦大学 | 一种顺序式模拟移动色谱(ssmb)纯化塔格糖的方法 |
| CN106399427A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-02-15 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | 塔格糖的制备方法 |
| CN107988286A (zh) * | 2016-11-02 | 2018-05-04 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | 一种全细胞催化制备塔格糖的方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114231579A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-03-25 | 福州大学 | 一种连续、循环制备d-阿洛酮糖的方法 |
| WO2023174422A1 (zh) * | 2022-03-18 | 2023-09-21 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | 高纯度结晶d-塔格糖，包含其的组合物，以及制备方法和用途 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112592378B (zh) | 2021-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109503676B (zh) | 一种从木糖母液中制备木糖醇和混合糖浆的方法 | |
| JP6852182B2 (ja) | プシコースの効率的な製造方法 | |
| EP3714060A1 (en) | Process for the purification of a sialic acid from a fermentation broth | |
| KR100411636B1 (ko) | 결정성말티톨및이를함유하는함밀결정의제조방법 | |
| CN112592378B (zh) | 一种制备高纯度结晶塔格糖的方法 | |
| CA1246556A (en) | Production of fructose syrup | |
| US8865948B2 (en) | Method for manufacturing high-purity sorbitol syrups from sucrose and uses thereof | |
| US20220395519A1 (en) | A Method for Drying Human Milk Oligosaccharides | |
| EP2809791B1 (en) | Process for producing solid maltitol from starch | |
| US20220251131A1 (en) | Process for the purification of lacto-n-neotetraose | |
| EP3564250B1 (en) | Method for purifying allulose conversion reaction product | |
| KR100508724B1 (ko) | 트레할로오스및당알코올의제조방법 | |
| JP5367948B2 (ja) | ジフラクトースジアンヒドリドｉｉｉ結晶の製造方法 | |
| CN112920235A (zh) | 一种异麦芽酮糖醇的制备方法 | |
| EP4053288A1 (en) | Improved method for manufacturing allulose | |
| JP2000232900A (ja) | 無水結晶ぶどう糖の製造方法 | |
| RU2793915C1 (ru) | Способ очистки лакто-n-неотетраозы | |
| KR102590473B1 (ko) | 개선된 알룰로스의 제조 방법 | |
| JP2002503098A (ja) | イソマルツロースおよび他の生成物の製造方法 | |
| CN111454306B (zh) | 一种氨糖的环保型分离提纯方法 | |
| CZ202593A3 (en) | Isolating process of crystalline alpha, alpha-trehalose | |
| CN117865924A (zh) | 一种水解制备根皮素及母液回收鼠李糖工艺及应用 | |
| CN117924381A (zh) | 一种利用结晶糖母液制备低聚异麦芽糖的方法 | |
| JPH09286A (ja) | Ｄ−パントテン酸カルシウムの製造法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230802 Address after: Building 1-201-A218, Building 8, Huiying Industrial Park, No. 86 Zhonghuan West Road, Tianjin Binhai New Area Pilot Free Trade Zone (Airport Economic Zone), 300000 Patentee after: Tiangong Biotechnology (Tianjin) Co.,Ltd. Address before: No.32, Xiqi Road, Airport Economic Zone, Binhai New Area, Tianjin 300308 Patentee before: TIANJIN INSTITUTE OF INDUSTRIAL BIOTECHNOLOGY, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230906 Address after: Building 1-201-4, Building 8, Huiying Industrial Park, No. 86 Zhonghuan West Road, Tianjin Binhai New Area Pilot Free Trade Zone (Airport Economic Zone), 300000 Patentee after: Tianjin Yihe Biotechnology Co.,Ltd. Address before: Building 1-201-A218, Building 8, Huiying Industrial Park, No. 86 Zhonghuan West Road, Tianjin Binhai New Area Pilot Free Trade Zone (Airport Economic Zone), 300000 Patentee before: Tiangong Biotechnology (Tianjin) Co.,Ltd. |