CN114349804A

CN114349804A - 一种色谱分离甘油葡萄糖苷的方法

Info

Publication number: CN114349804A
Application number: CN202111616513.1A
Authority: CN
Inventors: 王兆光
Original assignee: Shandong Trillio Optical Chromatography Separation Technology Co ltd
Current assignee: Shandong Trillio Optical Chromatography Separation Technology Co ltd
Priority date: 2021-12-27
Filing date: 2021-12-27
Publication date: 2022-04-15
Anticipated expiration: 2041-12-27
Also published as: CN114349804B

Abstract

本发明提供一种色谱分离甘油葡萄糖苷的方法，其采用特别制备的吸附分离树脂，尤其是采用所述吸附分离树脂的多分离器模拟移动床色谱分离装置，能够在用水作流动相的条件下，对甘油葡萄糖苷与甘油、果糖/葡萄糖具有较高的分离效率，甘油葡萄糖苷收率≥85％，浓缩所得甘油葡萄糖苷产品的纯度≥90％甚至≥99％；对甘油、果糖、葡萄糖也具有较高的分离效率。

Description

一种色谱分离甘油葡萄糖苷的方法

技术领域

本发明属色谱分离技术领域，具体涉及一种色谱分离甘油葡萄糖苷的方法。

背景技术

立体构型为2-O-α-D-甘油葡糖苷，简称2-αGG，俗名甘油葡萄糖苷、甘油葡萄糖醚。因具有重要的生理功能，2-O-α-D-甘油葡糖苷在化妆品和保健医疗领域表现出了巨大潜力；研究表明其主要应用效果包括皮肤保湿保健、龋齿预防、抑制脂肪细胞内中性脂的累积、抗过敏及抗癌等。通常，甘油葡萄糖苷产品的指标要求中，2-O-α-D-甘油葡萄糖苷的含量是≥90wt％。

目前制备2-O-α-D-甘油葡糖苷的主要方法是酶催化合成法。该法主要包括以下步骤：(1)在含蔗糖磷酸化酶的水溶液中，加入蔗糖、甘油，或含蔗糖、甘油的溶液进行反应，生成含果糖、2-O-α-D-甘油葡萄糖苷的料液，2-O-α-D-甘油葡萄糖苷的浓度可达100g/L以上，料液中通常还含少量甘油、葡萄糖；(2)所述含果糖、2-O-α-D-甘油葡萄糖苷的料液，经过滤、脱色、脱盐，得含果糖、2-O-α-D-甘油葡萄糖苷的水溶液；(3)含果糖、2-O-α-D-甘油葡萄糖苷的水溶液稀释或浓缩，经液相色谱如模拟流动床进行分离，获得含甘油葡萄糖苷溶液；(4)含甘油葡萄糖苷溶液浓缩或分离洗脱剂，得纯度90％以上的2-O-α-D-甘油葡萄糖苷浆液。所用吸附分离树脂的性能是关键所在。

CN113061152A提供一种利用氨基型树脂分离纯化甘油葡萄糖苷的方法，用以分离由酶合成GG产生的糖类物质，得到高纯度的GG溶液；所述氨基树脂是采用树脂LX-950转型制备得到，所述转型制备步骤为：先用4％氢氧化钠和4％盐酸对树脂进行交替洗脱，再用4％赖氨酸转型，并用液相监控，当树脂吸附赖氨酸饱和后用纯水洗至中性，得到氨基型树脂。分离GG时所用洗脱剂为水，更优选为80％体积分数的乙腈水溶液。该方法中，在用水作洗脱剂时的分离效率很低；用乙腈水溶液作洗脱剂时的分离效率较高，但存在毒性，并需要在GG溶液的浓缩过程中充分分离；因而该方法很难有工业应用价值。

现有采用吸附树脂分离甘油葡萄糖苷的液相色谱法，也往往存在对甘油葡萄糖苷分离效率不够高的问题，以及不能将甘油与果糖、葡萄糖适度分离或充分分离的问题，尤其是在用水作洗脱剂的条件下。对甘油葡萄糖苷分离效率不够高的结果，包括分离所得甘油葡萄糖苷溶液浓度≤10wt％、甘油葡萄糖苷的分离收率≤85％、浓缩所得甘油葡萄糖苷产品中的2-O-α-D-甘油葡萄糖苷含量≤90wt％。分离甘油的目的是返回所述含蔗糖磷酸化酶水溶液中，重新作为2-O-α-D-甘油葡萄糖苷的反应原料使用，甘油浓度应≥5wt％，最好≥10wt％；甘油、甘油葡萄糖苷的重量浓度比应≥3，最好≥6。果糖、葡萄糖二者间的分离效果不是关键目标，但通常需要与甘油适度分离或充分分离，所得果糖和/或葡萄糖溶液中果糖+葡萄糖、甘油的重量浓度比，≥10时可直接作为底物料液用于其它发酵过程，≥100时可浓缩作为甜味剂售出。但采用现有吸附树脂并用水作洗脱剂的条件下，都不易达到对甘油的所述分离效果。

因而，有必要开发一种色谱分离甘油葡萄糖苷的方法，其采用合适的吸附分离树脂，能够在以水作洗脱剂的条件下，实现上述技术效果。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种色谱分离甘油葡萄糖苷的方法，其采用特别制备的吸附分离树脂，尤其是采用所述吸附分离树脂的多分离器模拟移动床色谱分离装置，能够在用水作流动相的条件下，对甘油葡萄糖苷与甘油、果糖/葡萄糖具有较高的分离效率，使分离所得甘油葡萄糖苷溶液浓度≥5wt％，乃至≥10wt％，甚至≥20wt％，甘油葡萄糖苷的分离收率≥85％甚至≥90％，浓缩所得甘油葡萄糖苷产品中的2-O-α-D-甘油葡萄糖苷含量≥90wt％甚至≥99wt％；对甘油、果糖/葡萄糖具有较高的分离效率，分离所得甘油溶液中甘油浓度≥5wt％，甘油、甘油葡萄糖苷的重量浓度比≥10，可直接返回所述含蔗糖磷酸化酶水溶液中，重新作为制备2-O-α-D-甘油葡萄糖苷的反应原料使用；对果糖、葡萄糖也具有较高的分离效率，分离获得的果糖溶液、葡萄糖溶液，纯度≥80％，浓度≥3wt％乃至≥10wt％，果糖/葡萄糖、甘油的重量浓度比≥80，可直接作为底物料液用于其它发酵过程，或浓缩后作为甜味剂售出。

本发明色谱分离甘油葡萄糖苷的方法，是含甘油葡萄糖苷、甘油、果糖的溶液，在填充硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂的色谱分离柱中进行分离，分离所得溶液包括甘油葡萄糖苷溶液、甘油溶液、果糖溶液；色谱分离柱料液温度40-60℃，流动相为水。

其中，所述硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂通过以下步骤制备：

(1)湿的氢型强酸性阳离子交换树脂，加所需浓度和数量的钙盐水溶液离子交换，水洗，在水浸和70-80℃温度条件密闭放置100h以上，转为氢钙型强酸性阳离子交换树脂，树脂中阳离子的钙交换度80-90％；所述强酸性阳离子交换树脂的强酸性基团，为树脂骨架上接枝的磺酸基；

(2)氢钙型强酸性阳离子交换树脂沥干，在100℃以下温度条件烘干并冷却至室温后吸水率10-20wt％，密闭放置10h以上，加所需浓度的硅酸四乙酯-乙醇溶液至树脂内孔充满，密闭放置10h以上，水洗，得硅酸改性的氢钙型强酸性阳离子交换树脂，以干树脂和二氧化硅计含二氧化硅0.2-0.5wt％；

(3)硅酸改性的氢钙型强酸性阳离子交换树脂，经所需浓度的钙盐水溶液离子交换，水洗，转为硅酸改性的钙型强酸性阳离子交换树脂，树脂中阳离子的钙交换度≥98％；

(4)硅酸改性的钙型强酸性阳离子交换树脂，经所需浓度的锶盐水溶液离子交换，水洗，在水浸和70-80℃温度条件密闭放置100h以上，转为硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，树脂中阳离子的锶交换度5-15％。

所述硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，其制备过程的步骤(1)中，所述强酸性阳离子交换树脂骨架上接枝的强酸性基团磺酸基为-SO₂-OH，阳离子为-OH的H，在步骤(4)操作后-SO₂-OH全部转为(-SO₂-O)₂Ca/Sr。

步骤(1)中，氢型树脂加钙盐水溶液离子交换、水洗后，在水浸和70-80℃温度条件密闭放置100h以上的操作，是一个阳离子均化过程，其作用是使所得氢钙型强酸性阳离子交换树脂中的H、Ca，在磺酸基间，按所属钙交换度80-90％基本均匀分布，包括在树脂微球间的基本均匀分布和单个树脂微球内孔中的基本均匀分布，目的是降低树脂的酸性，为步骤(2)中，树脂内孔吸纳硅酸四乙酯-乙醇溶液后，硅酸四乙酯在10h以上的密闭放置过程中逐渐水解为硅酸，并均匀、高分散地沉积在树脂的内孔中创造条件。

步骤(3)、(4)分二步进行钙锶离子交换的目的，是使所得硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂中的Ca、Sr，在(-SO₂-O)₂Ca/Sr间，按所述钙交换度85-95％、锶交换度5-15％基本均匀分布，包括在树脂微球间的基本均匀分布和单个树脂微球内孔中的基本均匀分布。

步骤(4)中，树脂锶盐离子交换、水洗后，在水浸和70-80℃温度条件密闭放置100h以上的操作，除了起到Ca、Sr在(-SO₂-O)₂Ca/Sr间按所述交换度再次均匀分布的作用，主要是对树脂内孔沉积硅酸的表面基团情况进行调整，使之与均布后的(-SO₂-O)₂Ca/Sr基团更加匹配，是对所制备硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂进行的增效和稳定化处理。

从其对甘油葡萄糖苷与甘油、果糖/葡萄糖的分离效果判断，所述硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂具有极弱的酸性，(-SO₂-O)₂Ca/Sr基团中-SO₂-的至少一个O，能够与甘油葡萄糖苷、甘油、果糖、葡萄糖分子-OH的H，产生微弱的作用力，但这个作用力又能被纯度足够高的水打破，从而在纯水，或低浓度且极弱酸性水溶液的流动相条件下，对甘油葡萄糖苷、甘油、果糖、葡萄糖产生持续的吸附、脱附；因立体结构、所含-OH数量和-OH中H活性的差异，甘油葡萄糖苷、甘油、果糖、葡萄糖的吸附、脱附速度存在细微的区别，在纯水或低浓度且极弱酸性水溶液的流动相连续推动下，将甘油葡萄糖苷、甘油、果糖/葡萄糖进行了分离；树脂内孔中沉积的硅酸分散度很高，其表面所具有一定数量的-OH，与(-SO₂-O)₂Ca/Sr基团有一定的协同，起到了调节甘油葡萄糖苷、甘油、果糖、葡萄糖吸附、脱附的作用。

步骤(3)中所述钙盐采用乙酸钙时，步骤(4)中所述锶盐采用乙酸锶时，树脂的分离性能较好，原因可能是离子交换过程副产少量乙酸的酸性较弱，对树脂内孔沉积硅酸的表面基团情况，影响较小，或者在步骤(4)中所述水浸和70-80℃温度条件密闭放置100h以上的稳定化处理操作时更易调整和增效。

步骤(2)所得硅酸改性的氢钙型强酸性阳离子交换树脂，以干树脂和二氧化硅计含二氧化硅优选0.30-0.35wt％；步骤(4)所得硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，树脂中阳离子的锶交换度优选9-11％。

若步骤(1)中省去所述在70-80℃温度条件密闭放置100h以上操作的阳离子均化过程，则步骤(4)制备硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，其色谱分离效果降低，原因应是硅酸的均匀性、分散度降低。

若将步骤(1)-(3)简单合并，如先充分交换钙离子再部分烘干、加硅酸四乙酯-乙醇溶液，则所得树脂分离性能很差，说明沉积的硅酸含水过多或颗粒过大，容易堵塞内孔，分布不均匀，分散度较低，与(-SO₂-O)₂Ca/Sr基团的协同作用很低，主要原因应是硅酸四乙酯在酸性条件不够时的水解速度很慢。如先将钙交换度控制在98％再部分烘干、加硅酸四乙酯-乙醇溶液，则所得树脂分离性能仍较差，说明硅酸四乙酯在该较低酸性条件时的水解速度仍较慢，沉积的硅酸效果不好。

若步骤(3)中控制树脂中阳离子的钙交换度100％即充分交换钙离子，同时步骤(4)中省去所述锶盐水溶液离子交换过程，则所得树脂的分离性能变差，说明锶对所述硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂的分离性能有一定作用。

本发明色谱分离甘油葡萄糖苷的方法，其所述含甘油葡萄糖苷、甘油、果糖的溶液中，还可含葡萄糖。蔗糖磷酸化酶催化合成法制备2-O-α-D-甘油葡萄糖苷的原料是蔗糖、甘油或含蔗糖、甘油的溶液，副产大量果糖及少量葡萄糖，适当反应条件下可以不产生葡萄糖，但工业条件下的所述酶催化反应，为保证整体效率，允许少量葡萄糖产生。所述酶催化反应结束后，料液经过滤、脱色、离子交换脱盐处理，并经可选的稀释或浓缩后所得含甘油葡萄糖苷、甘油、果糖的溶液，再经本发明色谱分离方法，获得符合指标要求的甘油葡萄糖苷溶液、甘油溶液、果糖溶液，副产的少量葡萄糖进入果糖溶液。

所述含甘油葡萄糖苷、甘油、果糖的溶液，浓度可为20-70wt％，pH值优选为5-7，二价以上阳离子含量≤10^-5mol/L,一价阳离子含量≤10^-3mol/L。

所述色谱分离甘油葡萄糖苷的方法中，所用流动相为水时分离效果最好，但工业应用时分割甘油葡萄糖苷溶液、甘油溶液、果糖溶液后的中间流动相中难免含少量的甘油葡萄糖苷、甘油、果糖、葡萄糖，这些中间流动相需适当返回继续作为流动相利用，其中甘油葡萄糖苷+甘油+果糖+葡萄糖浓度≤1.0wt％的中间溶液返回继续作为流动相利用也有价值。

所述色谱分离甘油葡萄糖苷的方法中，为保证甘油葡萄糖苷的出液浓度、收率和纯度，含甘油葡萄糖苷、甘油、果糖的溶液的一次进料量可为0.1-0.2BV；流动相的流量可为0.4-0.8BV/h；出料顺序为果糖+甘油在先、甘油葡萄糖苷在后，先采用较高的流动相流量将果糖+甘油作为一种出料，所得甘油葡萄糖苷的出液浓度、收率和纯度整体较好；流动相的进料量为1.5-2.5BV前分离完成进料溶液中含葡萄糖时与果糖+甘油一起出料。所述BV为树脂装填体积。

本发明色谱分离甘油葡萄糖苷的方法，所述分离过程在模拟移动床色谱分离装置进行时效率较高、效果较好；所述模拟移动床色谱分离装置可包括分离器F1和F2、F3、F4、F5及所需的进口管路、出口管路；所述分离器的筒体内设置上下分布器，中间为装填所述硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂的分离材料层，筒体外设保温层或循环热水夹套；所述分离器的出口管路上至少设置一组用于检测溶液流量的流量仪表和用于检测溶液浓度的浓度仪表；所述分离器的进口管路、出口管路上设置所需的自动阀、测温部件；所述仪表和自动阀连接智能控制器，智能控制连接电脑，并通过电脑设置分离柱F1、F2、F3、F4、F5的进液、出液控制、切割逻辑；所述各分离器的待分离溶液和流动相水都是上进下出，分别所需流量控制进料和出液，并通过自动阀分别适当控制出液去向和分割收集出液产物；

所述分离柱F1的进料为含甘油葡萄糖苷、果糖、葡萄糖、甘油的水溶液，分离得到2-O-α-D-甘油葡萄糖苷溶液；先出的果糖、葡萄糖、甘油溶液作为F2的进料启动F2的分离过程，后出的2-O-α-D-甘油葡萄糖苷溶液作为F4的进料启动F4的分离过程；

分离柱F2的分离过程启动后，分离得到甘油溶液，先出的果糖、葡萄糖溶液作为F3的进料启动F3的分离过程；

分离柱F3的分离过程启动后，分离得到果糖溶液、葡萄糖溶液；

分离柱F4的分离过程启动后，进一步分离除去果糖+葡萄糖+甘油，得到高纯度的甘油葡萄糖苷溶液；

分离柱F5的分离过程启动后，进一步分离得到极低2-αGG浓度的果糖+葡萄糖+甘油溶液，所得含甘油葡萄糖苷尾液回收利用。

评估认为所述五柱联用的模拟移动床色谱分离装置，在各分离柱适当控制、运用时的整体分离能力和效果，远高于五个单柱分别采用相同的流动相水总流量时的情况。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不构成对本发明的限制。

实施例1

通过如下步骤，制备本实施例的硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂：

(1)水浸湿的氢型强酸性阳离子交换树脂(型号001x7，筛取微球外径0.2-0.4mm的部分)500ml，置于2000ml塑料杯，室温条件下加0.42mol/L乙酸钙水溶液1000ml进行离子交换，持续搅拌2h后检测水溶液中钙浓度低于0.002mol/L，沥干，用3000ml水分4次洗涤，水洗后加水至总体积650ml倒入玻璃瓶加盖封口，置于75℃烘箱放置均化处理120h，转为氢钙型强酸性阳离子交换树脂，检测树脂中阳离子的钙交换度83.1％；所述强酸性阳离子交换树脂的强酸性基团，为树脂骨架上接枝的磺酸基；

(2)氢钙型强酸性阳离子交换树脂转到已知重量的80目圆筛，沥干，用快速滤纸吸干树脂表面水分，秤好湿树脂、圆筛总重量，摊平至厚度7-8mm，在80℃烘箱烘1.4h至湿树脂减重9％，移出烘箱冷却至室温后装透明PE塑料袋，排尽多余空气封口，室温放置12h进行均化处理，放置期间取30g测吸水率约13.5wt％；均化处理后的其余树脂加含硅酸四乙酯2.30g的乙醇溶液53ml至树脂内孔基本充满(PE塑料袋有少量微液珠)，排尽袋内多余空气封口，室温放置处理15h，树脂倒入1000ml塑料杯，用3000ml水分4次洗涤；水洗后得硅酸改性的氢钙型强酸性阳离子交换树脂，以干树脂和二氧化硅计含二氧化硅约0.30wt％；

(3)硅酸改性的氢钙型强酸性阳离子交换树脂，沥干，置于2000ml塑料杯，室温条件下加0.42mol/L乙酸钙水溶液1000ml进行离子交换，持续搅拌2h，沥干，用3000ml水分4次洗涤，转为硅酸改性的钙型强酸性阳离子交换树脂，树脂中阳离子的钙交换度100％；

(4)硅酸改性的钙型强酸性阳离子交换树脂，沥干，置于2000ml塑料杯，室温条件下加0.30mol/L乙酸锶水溶液1000ml进行离子交换，持续搅拌2h，沥干，用3000ml水分4次洗涤，水洗后沥干，加水至总体积650ml倒入玻璃瓶加盖封口，置于75℃烘箱放置均化处理120h，转为硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，检测树脂中阳离子的锶交换度11.2％，钙锶交换度100％。

以上制备过程中，所用水为去离子水；所述每次水洗都在500ml塑料杯中进行，加水搅拌浸泡10min后抽滤，再转移回500ml塑料杯继续加水洗涤。

实施例2

基本按实施例1的步骤(1)-(4)进行操作，制备本实施例的硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，主要区别在于步骤(1)所用氢型强酸性阳离子交换树脂型号为001x3，筛取微球外径0.2-0.4mm的部分，乙酸钙水溶液浓度0.35mol/L，检测树脂中阳离子的钙交换度88.5％；步骤(2)制得硅酸改性的氢钙型强酸性阳离子交换树脂，以干树脂和二氧化硅计含二氧化硅约0.35wt％；步骤(4)制得硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，检测树脂中阳离子的锶交换度9.0％，钙锶交换度100％。

对比例1

基本按实施例1的步骤(1)-(4)进行操作，制备本对比例的硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，主要区别在于步骤(1)中省去所述在75℃烘箱放置均化处理120h操作的阳离子均化过程。

对比例2

将实施例1步骤(1)-(3)简单合并，先充分交换钙离子再通过硅酸四乙酯-乙醇溶液负载硅酸，再进行步骤(4)的锶交换，制备本对比例的硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，主要区别在于步骤(1)乙酸钙水溶液浓度0.70mol/L，检测树脂中阳离子的钙交换度100％，以及省去步骤(3)的操作。

对比例3

基本按实施例1的步骤(1)-(4)进行操作，制备本对比例的硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂，主要区别在于步骤(1)中所加0.42mol/L乙酸钙水溶液的体积改为593ml进行离子交换，控制氢钙型强酸性阳离子交换树脂中阳离子的钙交换度约98.5％，检测结果为98.2％。

对比例4

按实施例1的步骤(1)-(4)进行操作，区别在于步骤(4)中省去锶盐水溶液离子交换过程，但保留75℃烘箱放置均化处理120h的操作，制备本对比例的硅酸改性的钙型强酸性阳离子交换树脂，检测树脂中阳离子的钙交换度100％。

对比例5

以某FG SPC 106Ca树脂产品，筛取微球外径0.2-0.4mm的部分，作为本对比例的对比剂；该树脂常用于果糖、葡萄糖的分离提纯。

实施例3

利用5套配置相同的色谱分离实验装置，分别进行甘油葡萄糖苷分离试验。每套配置色谱分离实验装置，都包括一根自制的带夹套玻璃管柱，及配套控制设备；玻璃管柱内径22mm，高1500mm，分别装填实施例1-2、对比例1-5制备的树脂400ml；含甘油葡萄糖苷溶液和流动相上进下出，控制出液流量，通过夹套循环热水将柱温控制在所需温度的上下2℃范围内，甘油葡萄糖苷溶液和流动相的进料温度与柱温相同；检测仪的微型光电探头插入分离柱出液管中，对出液成分进行连续实时的初步检测，根据初步检测值对出液进行适当分割收集，再对分割收集的溶液进行精确分析，精确分析设备为高效液相色谱。各树脂的试验结果情况如下表1所列；进料水溶液的组成为：2-O-α-D-甘油葡萄糖苷220g/L、果糖150g/L、甘油100g/L，一次进料量40ml；流动相为去离子水，流量200ml/h，柱温50℃。

表1实施例1-2、对比例1-5树脂的甘油葡萄糖苷分离试验效果情况

分离试验结果还包括：在上述流动相流量等条件下，可将甘油葡萄糖苷高效分离出来，果糖、甘油无法有效分开；出液的先后顺序都是果糖+甘油溶液、甘油葡萄糖苷溶液。实施例1-2树脂分离时，甘油葡萄糖苷出液，在流动相进料量730ml前分离完成。对比例1-5树脂都是在流动相进料量850ml之后甘油葡萄糖苷出液完成。

装填实施例1-2树脂的分离柱，继续改进组成为2-O-α-D-甘油葡萄糖苷330g/L、果糖250g/L、葡萄糖60g/L、甘油150g/L的水溶液：一次进料量30ml；流动相为去离子水，流量160ml/h，柱温50℃。分离试验结果情况如下表2所列；试验结果还包括：可将甘油葡萄糖苷高效分离出来，果糖、葡萄糖、甘油无法有效分开；出液的先后顺序都是果糖+葡萄糖+甘油溶液、甘油葡萄糖苷溶液。甘油葡萄糖苷出液，在流动相进料量750ml前分离完成。

表2实施例1-2树脂的甘油葡萄糖苷分离试验效果情况

实施例4

装填实施例1-2、对比例5树脂的分离柱，继续改进组成为果糖180g/L、葡萄糖60g/L、甘油100g/L、2-αGG浓度6.0g/L的水溶液：一次进料量40ml；流动相为去离子水，流量160ml/h，柱温50℃。分离试验结果情况如下表3所列；试验结果还包括：可将甘油高效分离出来，果糖、葡萄糖无法有效分开；出液的先后顺序都是果糖+葡萄糖溶液、甘油溶液；甘油出液，在流动相进料量730ml前分离完成。

表3实施例1-2树脂的甘油分离试验效果情况

实施例5

装填实施例1-2、对比例5树脂的分离柱，继续改进组成为果糖180g/L、葡萄糖60g/L的水溶液：一次进料量40ml；流动相为去离子水，流量160ml/h，柱温50℃。分离试验结果情况如下表4所列；试验结果还包括：实施例1-2的树脂可将果糖、葡萄糖有效分开，果糖先出，葡萄糖出液在流动相进料量720ml前分离完成；对比例5的树脂分离时葡萄糖先出，果糖出液在流动相进料量800ml时分离完成。

表4实施例1-2、对比例5树脂的果糖、葡萄糖分离试验效果情况

实施例6

装填实施例1树脂的分离柱，继续改进组成为2-O-α-D-甘油葡萄糖苷200g/L、果糖10g/L、葡萄糖3g/L、甘油5g/L进料的水溶液，一次进料量60ml；流动相为去离子水，流量280ml/h，柱温50℃。分离试验结果情况包括：所得甘油葡萄糖苷溶液中2-αGG浓度138g/L，果糖+葡萄糖+甘油浓度1.3g/L，2-αGG收率97％；流动相进料量700ml时分离完成。

实施例7

装填实施例2树脂的分离柱，继续改进组成为果糖150g/L、葡萄糖40g/L、甘油60g/L、2-O-α-D-甘油葡萄糖苷6.0g/L的水溶液：一次进料量80ml；流动相为去离子水，流量200ml/h，柱温50℃。分离试验结果情况包括：所得果糖+葡萄糖+甘油溶液中2-αGG浓度0.8g/L，果糖+葡萄糖+甘油浓度160g/L；剩余至2-αGG浓度降至0.2g/L时的少量尾液中果糖+葡萄糖+甘油浓度15g/L，2-αGG浓度27g/L，此时流动相进料量640ml。

实施例8

根据以上分离实施例的运行效果情况，将所述5套配置相同的色谱分离实验装置，改建为一套模拟移动床色谱分离装置；所述模拟移动床色谱分离装置包括玻璃分离柱F1、F2、F3、F4、F5，各装填实施例1方法所制备的树脂400ml；

各分离柱的待分离溶液和流动相水都是上进下出，分别恒速进料和相应控制出液流量，并通过分离柱下出液管连接的电动阀分别控制出液去向和收集出液产物，通过夹套循环热水将柱温控制在所需50℃温度的上下2℃范围内，各进料溶液和流动相的进料温度与柱温相同；检测仪的微型光电探头插入分离柱出液管中，对出液成分进行连续实时的初步检测，根据初步检测值控制电动阀对出液进行适当分割收集，再通过高效液相色谱对分割收集的溶液进行精确分析；检测仪和电动阀连接智能控制器，智能控制连接电脑，并通过电脑设置分离柱F1、F2、F3、F4、F5的进液、出液控制、切割逻辑。

所述分离柱F1按实施例3的方法，进组成为2-O-α-D-甘油葡萄糖苷330g/L、果糖250g/L、葡萄糖60g/L、甘油150g/L的水溶液30ml，流动相水的流量160ml/h，分离得到2-O-α-D-甘油葡萄糖苷溶液；先出的果糖、葡萄糖、甘油溶液作为F2的进料启动F2的分离过程，后出的2-O-α-D-甘油葡萄糖苷溶液作为F4的进料启动F4的分离过程。

分离柱F2的分离过程启动后，按实施例4的方法，流动相水流量160ml/h，分离甘油，得甘油溶液，先出的果糖、葡萄糖溶液作为F3的进料启动F3的分离过程。

分离柱F3的分离过程启动后，按实施例5的方法，流动相水流量160ml/h，分离果糖、葡萄糖，得果糖溶液、葡萄糖溶液。

分离柱F4的分离过程启动后，按实施例6的方法，流动相水流量280ml/h，分离得到高纯度的甘油葡萄糖苷溶液。

分离柱F5的分离过程启动后，按实施例7的方法，流动相水流量200ml/h，分离得到极低2-αGG浓度的果糖+葡萄糖+甘油溶液。

分离柱F1的第一次分离过程完成后，依次重复进料、分离50次，分离柱F2-F5的分离过程分别相应启动和进行各分离过程，全部达到上述第一次分离的效果。

以上分离柱F1、F2、F3、F4、F5的操作中，各分离柱的溶液进料都分别是连续、恒速，分离效果包括所得溶液的成分情况、流动相水的消耗量，都分别优于相对应的实施例2-7。

评估认为所述五柱联用的模拟移动床色谱分离装置，在各分离柱适当控制、运用时的整体分离能力和效果，可达到实施例2-7第一次分离的效果，加工量可提高50％以上，更远高于五个单柱分别采用相同的流动相水总流量时的情况。

Claims

1.一种色谱分离甘油葡萄糖苷的方法，其特征在于，含甘油葡萄糖苷、甘油、果糖的溶液，在填充硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂的色谱分离柱中进行分离，分离所得溶液包括甘油葡萄糖苷溶液、甘油溶液、果糖溶液；色谱分离柱料液温度40-60℃，流动相为水。

2.根据权利要求1所述色谱分离甘油葡萄糖苷的方法，其特征在于，所述硅酸改性的钙锶型阳离子交换树脂通过以下步骤制备：

3.根据权利要求1所述色谱分离甘油葡萄糖苷的方法，其特征在于，步骤(3)中所述钙盐为乙酸钙，步骤(4)中所述锶盐为乙酸锶。

4.根据权利要求1所述色谱分离甘油葡萄糖苷的方法，其特征在于，所述含甘油葡萄糖苷、甘油、果糖的溶液中，还含葡萄糖。

5.根据权利要求1所述色谱分离甘油葡萄糖苷的方法，其特征在于，所述含甘油葡萄糖苷、甘油、果糖的溶液，浓度为20-70wt％。

6.根据权利要求1所述色谱分离甘油葡萄糖苷的方法，其特征在于，所述含甘油葡萄糖苷、甘油、果糖的溶液，预先经过过滤、脱色、离子交换脱盐处理。

7.根据权利要求6所述色谱分离甘油葡萄糖苷的方法，其特征在于，所述含甘油葡萄糖苷、甘油、果糖的溶液，pH5-7，二价以上阳离子含量≤10^-5mol/L，一价阳离子含量≤10^- ³mol/L。

8.根据权利要求1所述色谱分离甘油葡萄糖苷的方法，其特征在于，所述含甘油葡萄糖苷、果糖、甘油的溶液的一次进料量为0.1-0.2BV；流动相的流量为0.4-0.8BV/h。

9.根据权利要求4所述色谱分离甘油葡萄糖苷的方法，其特征在于，所述分离过程在模拟移动床色谱分离装置进行；所述模拟移动床色谱分离装置可包括分离器F1、F2、F3、F4、F5及所需的进口管路、出口管路；所述分离器的筒体内设置上下分布器，中间为装填所述硅酸改性的钙锶型强酸性阳离子交换树脂的分离材料层，筒体外设保温层或循环热水夹套；所述分离器的出口管路上至少设置一组用于检测溶液流量的流量仪表和用于检测溶液浓度的浓度仪表；所述分离器的进口管路、出口管路上设置所需的自动阀、测温部件；所述仪表和自动阀连接智能控制器，智能控制连接电脑，并通过电脑设置分离柱F1、F2、F3、F4、F5的进液、出液控制、切割逻辑；所述各分离器的待分离溶液和流动相水都是上进下出，分别所需流量控制进料和出液，并通过自动阀分别适当控制出液去向和分割收集出液产物；

分离柱F4的分离过程启动后，得到进一步分离除去果糖+葡萄糖+甘油的甘油葡萄糖苷溶液；

分离柱F5的分离过程启动后，得到进一步分离2-αGG的果糖+葡萄糖+甘油溶液，所得含甘油葡萄糖苷尾液回收利用。