CN116789718A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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龚俊波
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韩丹丹
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陈明洋
王东博
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Abstract

本发明属于晶体产品技术领域，涉及一种高纯度结晶D‑塔格糖，包含其的组合物，以及制备方法和用途。具体而言，本发明的结晶D‑塔格糖的纯度在98％以上，粒度在150μm以上，纵横比为1.0～4.0，休止角在40°以下，堆密度在0.7g/mL以上，相比于市售产品具有更加优异的产品形貌、更好的流动性和不易结块的性能，有利于降低储存和运输成本。另外，本发明的结晶D‑塔格糖制备方法可以自由调控产品的粒度，无需使用成本高昂的设备，易于结晶D‑塔格糖的工业化生产。

Description

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
技术领域
本发明属于晶体产品技术领域，具体涉及一种纯度高、以结晶形式存在的D-塔格糖，包含该D-塔格糖的组合物，以及相应的制备方法和用途。
背景技术
D-塔格糖(D-Tagatose)是一种六碳酮糖，分子式为C6H12O6，既是D-果糖的差向异构体，也是D-半乳糖(醛糖)的酮糖异构体。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。D-塔格糖在2001年被美国食品药品监督管理局(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。D-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两类方法，其中生物转化法是目前D-塔格糖的主要生产方法。然而，通过该方法制得的产品无法避免目前市售D-塔格糖产品普遍存在的问题，诸如产品形状不规则、粒度分布不均匀、流动性差、易结块等，严重影响了产品的质量。因此，亟需开发适用于工业化生产的高品质结晶D-塔格糖产品及其制备方法。
发明内容
发明要解决的问题
本发明的发明人在对D-塔格糖的结晶进行研究时发现，D-塔格糖的现有结晶条件复杂，料液粘稠，结晶困难。当结晶过程中体系粘度大或过饱和度低时，D-塔格糖晶体生长缓慢，主要表现为待结晶的溶质由溶液主体缓慢扩散到晶体表面，延缓了晶体的生长。而在结晶过程中，晶体生长速度缓慢，消耗不掉所产生的过饱和度，就会出现过饱和度的累积，导致爆发成核，产生大量细晶。这些细晶易黏附在大晶体表面形成黏晶，影响产品的感光质量与形貌，从而导致了产品形状不规则、光泽欠佳、表面粗糙、产品流动性差等问题。同时，在结晶过程中，由于体系粘度大，也容易造成母液包藏，从而影响产品的纯度与色泽。
为了改善D-塔格糖产品的质量，获得高品质的D-塔格糖晶体，发明人对D-塔格糖的结晶进行了研究，完成了本发明，并提供了一种适合工业化生产，且所得结晶颗粒大、结构完整、流动性好、不易结块、纯度高的结晶D-塔格糖，包含该结晶D-塔格糖的组合物，以及用于制备该结晶D-塔格糖的方法和实际用途。
用于解决问题的方案
第一方面，本发明提供了一种结晶D-塔格糖，其休止角在40°以下，优选在37°以下，更优选在35°以下。
优选地，所述结晶D-塔格糖的纯度在98％以上，优选在98.5％以上，更优选在99％以上。
优选地，所述结晶D-塔格糖的粒度在150μm以上，优选在200μm以上，更优选在250μm以上。
优选地，所述结晶D-塔格糖的纵横比为1.0～4.0，优选1.2～2.0，更优选1.3～1.6。
优选地，所述结晶D-塔格糖的堆密度在0.7g/mL以上，优选在0.75g/mL以上，更优选在0.85g/mL以上。
第二方面，本发明提供了第一方面中结晶D-塔格糖的制备方法，其包括如下步骤：
1)将含有D-塔格糖的溶液浓缩成D-塔格糖饱和溶液，析晶，得到结晶D-塔格糖的糖膏；
2)将步骤1)中所述结晶D-塔格糖的糖膏进行固液分离，得到结晶D-塔格糖粗品；
3)将步骤2)中所述结晶D-塔格糖粗品干燥，得到结晶D-塔格糖。
优选地，步骤1)中所述含有D-塔格糖的溶液的纯度为80wt％以上，优选85wt％以上，更优选90wt％以上。
优选地，步骤1)中所述D-塔格糖饱和溶液为40℃～70℃下的饱和溶液，优选为50℃～65℃下的饱和溶液，更优选为58℃～62℃下的饱和溶液。
优选地，步骤1)中所述析晶选自如下方法中的至少一种：降温析晶、蒸发析晶和反溶剂析晶。
当所述析晶包括降温析晶时，所述降温为线性降温或分段降温。优选地，所述线性降温包括一个降温阶段，其中：起始温度为58℃～62℃，终止温度为20℃以下，降温速度为0.5～2.0℃/h，优选0.7～1.0℃/h。或者，优选地，所述分段降温包括三个降温阶段，其中：第一降温阶段的起始温度为58℃～62℃，终止温度为54℃～58℃；第二降温阶段的起始温度为54℃～58℃，终止温度为48℃～52℃；第三降温阶段的起始温度为48℃～52℃，终止温度为25℃～35℃；每个所述降温阶段的降温速度各自独立地为0.35～0.70℃/h，优选0.42～0.65℃/h，更优选0.55～0.60℃/h；更优选地，每个所述降温阶段还各自独立地包括在各自终止温度下的恒温处理，其中，每个所述恒温处理的时间各自独立地为90～150min，优选90～120min。
当所述析晶包括蒸发析晶时，所述蒸发为真空蒸发。优选地，所述真空蒸发的真空度为0.02～0.1MPa，优选0.03～0.05MPa，时间为9～35h，优选15～30h。
当所述析晶包括反溶剂析晶时，所述反溶剂为有机溶剂，优选醇类溶剂，更优选C1-C4脂肪醇类溶剂。优选地，所述反溶剂的体积占将其加入后体系总体积的80％以上。优选地，所述反溶剂的添加速度为0.1～0.3mL/min。
进一步地，在步骤1)中析晶之前还包括如下步骤：向所述D-塔格糖饱和溶液中加入D-塔格糖晶种。
优选地，所述D-塔格糖晶种的添加量为所述D-塔格糖饱和溶液中D-塔格糖质量的5％～15％，优选8％～15％，更优选10％～15％。
优选地，所述D-塔格糖晶种的尺寸为100～300μm，优选100～200μm，更优选150～200μm。
更进一步地，在步骤1)中加入D-塔格糖晶种之后还包括养晶步骤。
优选地，所述养晶的时间为1～5h，优选1～4h，更优选2～3h。
优选地，步骤1)中的每个步骤各自独立地任选在搅拌条件下进行。
更优选地，所述搅拌的速度为100～500rpm，优选200～300rpm。
优选地，步骤2)中所述固液分离选自如下方法中的至少一种：离心和过滤。
当所述固液分离为离心时，所述离心的转速为2000～4000rpm，优选3000rpm，时间为10～30min，优选15min。
当所述固液分离为过滤时，所述过滤为抽滤。
优选地，步骤3)中所述干燥选自如下方法中的任意一种：流化床干燥、鼓风干燥和真空干燥。更优选地，所述干燥的温度为40℃～55℃，时间为12～24h。
进一步地，本发明的制备方法还包括如下步骤：按照步骤1)和2)重复至少一次，每次将前次步骤2)中所述固液分离得到的液体进行二次结晶。
优选地，每次步骤1)中所述析晶彼此相同或不同。
优选地，每次步骤2)中所述固液分离彼此相同或不同。
优选地，每次得到的所述结晶D-塔格糖粗品单独或合并干燥。
进一步地，本发明的制备方法还包括如下步骤：
4)将步骤3)中所述结晶D-塔格糖进行重结晶、固液分离和干燥。
优选地，步骤4)中所述重结晶选自如下方法中的至少一种：降温析晶和反溶剂析晶。
当所述重结晶包括降温析晶时，所述降温为线性降温。优选地，所述线性降温包括一个降温阶段，其中：起始温度为58℃～62℃，终止温度为20℃以下，降温速度为0.7～1.0℃/h。
当所述重结晶包括反溶剂析晶时，所述反溶剂为有机溶剂，优选醇类溶剂，更优选C1-C4脂肪醇类溶剂。优选地，所述反溶剂的体积占将其加入后体系总体积的80％以上。优选地，所述反溶剂的滴加速度为0.1～0.3mL/min。
优选地，步骤4)中所述固液分离为过滤，优选抽滤。
优选地，步骤4)中所述干燥为真空干燥，优选在40℃～55℃真空干燥12～24h。
更进一步地，步骤4)还包括在所述重结晶之前的加入D-塔格糖晶种步骤。
优选地，所述D-塔格糖晶种的添加量为重结晶体系中D-塔格糖质量的7％～15％。
优选地，所述D-塔格糖晶种的尺寸为100～150μm。
第三方面，本发明提供了一种组合物，其包含第一方面中的结晶D-塔格糖。
优选地，所述组合物还包含至少一种食品学、化妆品学和/或药学上可接受的辅料。
第四方面，本发明提供了第一方面中的结晶D-塔格糖和第三方面中的组合物在制备食品、化妆品和/或药品中的用途。
发明的效果
本发明的结晶D-塔格糖具有块状晶习，且具有矩形六面体或与之接近的结构。由于本发明的结晶结构属于正交晶系，所以结晶的均匀性和坚固性增加。通过对休止角、堆密度以及结块率的检测，发现本发明的结晶D-塔格糖具有不易凝聚或结块和流动性好的特点。另外，从粒度分布结果来看，本发明的结晶D-塔格糖粒度分布更加均匀。因此，相比于市售D-塔格糖产品，本发明的结晶D-塔格糖具有更加优异的产品形貌、更好的流动性和不易结块的性能，有利于提升D-塔格糖产品的品质。
由于本发明的结晶D-塔格糖更均匀，结晶的强度增加，流动性能增加，一方面降低了离心分离晶体时与母液一起损失的结晶D-塔格糖的量，另一方面减少了在干燥及转移过程中结晶粒子的破裂(结晶粒子破裂后可能会被微粉化，并且可能相对容易溶解，从而对最终产品质量产生负面影响)。同时，本发明的结晶D-塔格糖比市售D-塔格糖产品具有更高的流动性，并且由于结块少且容易分散和处理，使得其更容易储存，从而降低结晶D-塔格糖的储存和运输成本。因此，本发明的结晶D-塔格糖更适用于大规模生产。
利用本发明的结晶方法可以自由调控结晶D-塔格糖产品的粒度，以获得具有更加优异的产品形貌、更好流动性和不易结块性能的结晶D-塔格糖产品；并且这些方法在工业上都能够很容易的实现，因此更有利于结晶D-塔格糖的工业化生产。
附图说明
图1：A为市售D-塔格糖产品的光学显微镜照片，标尺为200μm；B为市售D-塔格糖产品的粒度分布结果。
图2：A为实施例1所制备的结晶D-塔格糖的光学显微镜照片，标尺为200μm；B为实施例1所制备的结晶D-塔格糖的粒度分布结果。
图3：A为实施例2所制备的一次结晶的结晶D-塔格糖的光学显微镜照片，标尺为200μm；B为实施例2所制备的一次结晶的结晶D-塔格糖的粒度分布结果；C为实施例2所制备的二次结晶的结晶D-塔格糖的光学显微镜照片，标尺为200μm；D为实施例2所制备的二次结晶的结晶D-塔格糖的粒度分布结果。
图4：A为实施例3获得的结晶D-塔格糖的光学显微镜照片，标尺为200μm；B为实施例3获得的结晶D-塔格糖的粒度分布结果。
图5：A为实施例4所制备的一次结晶的结晶D-塔格糖的光学显微镜照片，标尺为200μm；B为实施例4所制备的一次结晶的结晶D-塔格糖的粒度分布结果；C为实施例4二次结晶的结晶D-塔格糖的光学显微镜照片，标尺为200μm；D为实施例4二次结晶的结晶D-塔格糖的粒度分布结果。
图6：A为实施例5所制备的一次结晶的结晶D-塔格糖的光学显微镜照片，标尺为200μm；B为实施例5所制备的一次结晶的结晶D-塔格糖的粒度分布结果；C为实施例5所制备的重结晶的结晶D-塔格糖的光学显微镜照片，标尺为200μm；D为实施例5所制备的重结晶的结晶D-塔格糖的粒度分布结果。
图7：A为实施例6所制备的一次结晶的结晶D-塔格糖的光学显微镜照片，标尺为200μm；B为实施例6所制备的一次结晶的结晶D-塔格糖的粒度分布结果；C为实施例6所制备的二次结晶的结晶D-塔格糖的光学显微镜照片，标尺为200μm；D为实施例6所制备的二次结晶的结晶D-塔格糖的粒度分布结果；E为实施例6所制备的重结晶的结晶D-塔格糖的光学显微镜照片，标尺为200μm；F为实施例6所制备的重结晶的结晶D-塔格糖的粒度分布结果。
具体实施方式
术语定义
除非另有说明，本发明中的术语“D-塔格糖”是指一种具有还原性的、低热量含量的单糖，具有C6H12O6的分子式和如下的结构式。除了Fischer式链状结构，包括α型和β型的Haworth式六元环状结构也涵盖在D-塔格糖的范围内。
除非另有说明，本发明中的术语“结晶D-塔格糖”是指D-塔格糖溶液的结晶产物或处于晶态(或晶体)形式的D-塔格糖，其中D-塔格糖分子以有规律的重复结构排列，而非没有重复结构的无定形固体块状物。
除非另有说明，本发明对术语“含有D-塔格糖的溶液”是没有限制的，其可以为任何溶液(例如水溶液、醇水溶液、腈水溶液等)，只要D-塔格糖可以溶解或分散在其中。例如，含有D-塔格糖的溶液的溶质(D-塔格糖)含量可以达到80％(w/w)以上，85％(w/w)以上，90％(w/w)以上，91％(w/w)以上，92％(w/w)以上，93％(w/w)以上，94％(w/w)以上，95％(w/w)以上，96％(w/w)以上，97％(w/w)以上，98％(w/w)以上或99％(w/w)以上，但本发明不限于此。
除非另有说明，本发明对术语“D-塔格糖饱和溶液”是指作为溶质的D-塔格糖在一定温度下无法在一定量溶剂中继续溶解时所得的溶液。
除非另有说明，本发明中的术语“D-塔格糖晶种”是指主要由D-塔格糖组成的细小晶体，晶种的尺寸可以达到300μm以下。
除非另有说明，本发明中的术语“培养晶体”是指在一定条件下促进可结晶物质从其过饱和溶剂中析出并形成晶体的工艺或方法。
除非另有说明，本发明中的术语“纯度”是指以含量百分比表示的物质(例如本发明中的结晶D-塔格糖)的纯度情况，可以通过例如X射线粉末衍射(XRPD)分析、差示扫描量热(DSC)分析、红外光谱(IR)分析、高效液相色谱(HPLC)分析、液相色谱/质谱联用(LC/MS)分析等方法获得，具体的纯度可以通过HPLC色谱法测定。
除非另有说明，本发明中的术语“粒度”或“粒径”是指以颗粒形式存在的物质(例如本发明中的结晶塔格糖)的尺寸情况，通常球体颗粒的粒度用直径表示，立方体颗粒的粒度用边长表示，不规则颗粒的粒度可将与该颗粒有相同行为的某一球体直径作为该颗粒的等效直径，具体的粒度可以通过粒度分析仪、光学显微镜(OM)或扫描电子显微镜(SEM)测定。
除非另有说明，本发明中的术语“休止角”或“安息角”是指在重力场中，由颗粒状物质(例如本发明中的结晶塔格糖)形成的粉料堆积体的自由表面处于平衡的极限状态时自由表面与水平面之间的角度。休止角越小，表示粉料流动性越好。测定休止角的方法有两种：注入法及排出法。
除非另有说明，本发明中的术语“纵横比”是指颗粒状物质(例如本发明中的结晶D-塔格糖)的长直径与短直径之间的长度比，纵横比可以大致反映颗粒状物质的外部形态。纵横比的测定可以利用光学显微镜测量D-塔格糖晶体的长直径与短直径，再计算其比值。
除非另有说明，本发明中的术语“堆密度”是指将由颗粒状物质(例如本发明中的结晶D-塔格糖)形成的粉料装入容器中所测得的粉料质量与其所占容器容积(例如经过振实后的实际体积)的比值。堆密度越大，表示粉料流动性越好。具体的堆密度可以通过粉体振实密度仪测定。
结晶D-塔格糖
本发明的结晶D-塔格糖可以通过X射线单晶衍射的方式获得晶系、空间群、晶胞参数、单胞分子数等参数结果。上述方法可以采用本领域常规操作中的参数设置，并且可以根据待测物质的具体理化性质酌情调整或变化。
本发明的结晶D-塔格糖的晶体学参数如下：
晶系：正交晶系；
空间群：P212121；
晶胞参数：α＝β＝γ＝90°；
单胞分子数：Z＝4。
在一项实施方案中，本发明的结晶D-塔格糖的休止角(例如，通过漏斗排出法测得)可以达到40°以下，例如40°、38°、36°、34°或其他任一角度。
在一项优选的实施方案中，上述休止角可以达到37°以下，例如37°、36°、35°、34°或其他任一角度。
在一项更优选的实施方案中，上述休止角可以达到35°以下，例如35°、34°、33°、31°或其他任一角度。
在一项实施方案中，本发明的结晶D-塔格糖的纯度(例如，通过HPLC测得)可以达到98％以上，例如98.0％、98.5％、99.0％、99.5％或其他任一纯度。
在一项优选的实施方案中，上述纯度可以达到98.5％以上，例如98.5％、98.8％、99.0％、99.5％或其他任一纯度。
在一项更优选的实施方案中，上述纯度可以达到99％以上，例如99.0％、99.2％、99.5％、99.8％或其他任一纯度。
在一项实施方案中，本发明的结晶D-塔格糖的粒度(例如，通过SEM测得)可以达到150μm以上，例如150～1200μm中的任一粒度。
在一项优选的实施方案中，上述粒度可以达到200μm以上，例如200～1000μm中的任一粒度。
在一项更优选的实施方案中，上述粒度可以达到250μm以上，例如250～800μm(尤其是300～700μm)中的任一粒度。
在一项实施方案中，本发明的结晶D-塔格糖具有相对规则的外部形态，其纵横比可以达到1.0～4.0、1.0～3.0、1.0～2.5、1.0～2.4、1.0～2.3、1.0～2.2、1.0～2.1或1.0～2.0，例如1.0、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、3.0、4.0、5.0或其他任一比值。
在一项优选的实施方案中，上述纵横比可以达到1.2～2.0、1.2～1.9、1.2～1.8、1.2～1.7、1.2～1.6、1.2～1.5、1.2～1.4或1.2～1.3，例如1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、2.0或其他任一比值。
在一项更优选的实施方案中，上述纵横比可以达到1.3～1.6、1.3～1.5或1.3～1.4，例如1.3、1.4、1.5、1.6或其他任一比值。
在一项实施方案中，本发明的结晶D-塔格糖的堆密度(例如，通过粉体振实密度仪测得)可以达到0.7g/mL以上，例如0.70、0.71、0.72、0.73、0.74、0.75、0.76、0.80、0.85、0.90g/mL或其他任一密度。
在一项优选的实施方案中，上述堆密度可以达到0.75g/mL以上，例如0.75、0.76、0.80、0.85、0.90g/mL或其他任一密度。
在一项更优选的实施方案中，上述堆密度可以达到0.85g/mL以上，例如0.85、0.86、0.87、0.89、0.90、0.92g/mL或其他任一密度。
结晶D-塔格糖的制备方法
本发明的结晶D-塔格糖的制备方法主要通过析晶、固液分离和干燥等工艺步骤，最终得到相应产品。
在一项实施方案中，本发明的结晶D-塔格糖可以通过如下方法制得，其包括：
1)将含有D-塔格糖的溶液浓缩成D-塔格糖饱和溶液，析晶，得到结晶D-塔格糖的糖膏；
2)将步骤1)中所述结晶D-塔格糖的糖膏进行固液分离，得到结晶D-塔格糖粗品；
3)将步骤2)中所述结晶D-塔格糖粗品干燥，得到结晶D-塔格糖。
在一项优选的实施方案中，在上述方法的步骤1)中，含有D-塔格糖的溶液的纯度可以为80wt％以上，例如80wt％、85wt％、90wt％、91wt％、92wt％、93wt％、94wt％、95wt％、96wt％、97wt％、98wt％、99wt％或其他任一纯度。
在一项更优选的实施方案中，在上述方法的步骤1)中，含有D-塔格糖的溶液的纯度可以为85wt％以上，例如85wt％、90wt％、91wt％、92wt％、93wt％、94wt％、95wt％、96wt％、97wt％、98wt％、99wt％或其他任一纯度。
在一项进一步优选的实施方案中，在上述方法的步骤1)中，含有D-塔格糖的溶液的纯度可以为90wt％以上，例如90wt％、91wt％、92wt％、93wt％、94wt％、95wt％、96wt％、97wt％、98wt％、99wt％或其他任一纯度。
上述纯度可以通过如下分离和/或纯化方法中的至少一种来实现，例如膜分离除杂、活性炭脱色、离子交换脱盐和连续色谱纯化。而上述分离和/或纯化方法可以适用于任何含有D-塔格糖的粗制溶液，例如通过化学法催化反应体系制备得到的D-塔格糖反应料液，或者通过生物法催化反应体系制备得到的塔格糖反应料液(如乳糖酶解异构化反应的反应液、淀粉酶解反应的反应液、纤维素酶解反应的反应液、发酵生产的发酵液等)。
在一项优选的实施方案中，在上述方法的步骤1)中，D-塔格糖饱和溶液可以为40℃～70℃下的饱和溶液，例如40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃或上述范围内的其他任一温度下的饱和溶液。
在一项更优选的实施方案中，在上述方法的步骤1)中，D-塔格糖饱和溶液可以为50℃～65℃下的饱和溶液，例如50℃、52℃、55℃、58℃、60℃、62℃、65℃或上述范围内的其他任一温度下的饱和溶液。
在一项进一步优选的实施方案中，在上述方法的步骤1)中，D-塔格糖饱和溶液可以为58℃～62℃下的饱和溶液，例如58℃、59℃、60℃、61℃、62℃或上述范围内的其他任一温度下的饱和溶液。
控制D-塔格糖饱和溶液的温度以及在可选的添加晶种和/或养晶过程中保持该温度，会减小结晶初期的过饱和度，进一步避免爆发成核的可能性。
在一项优选的实施方案中，在上述方法的步骤1)中，析晶可以通过降温(冷却)、蒸发(挥发)和/或加入反溶剂等方法来实现。在本发明的制备方法中，上述析晶方法既可以任选一种单独使用(例如，单独使用降温，单独使用蒸发等)，也可以任选两种或多种组合使用(例如，组合使用两种不同的降温程序，组合使用降温和加入反溶剂等)。
在一项更优选的实施方案中，在上述方法的步骤1)中，析晶可以通过降温析晶来实现。
在一项具体的实施方案中，降温析晶可以采用线性降温。整个线性降温过程仅包括一个降温阶段，期间以单一降温速度(例如，0.5～2.0℃/h，优选0.7～1.0℃/h，或上述范围内的其他任一速度，如0.7℃/h、0.8℃/h、0.9℃/h或1.0℃/h)由起始温度(例如，58℃～62℃，或上述范围内的其他任一温度，如58℃、59℃、60℃、61℃或62℃)降至终止温度(例如，20℃以下，如或上述范围内的其他任一温度，如20℃、18℃、15℃、12℃或10℃)。
在一项更具体的实施方案中，降温析晶可以采用线性降温，以0.5～2.0℃/h的降温速度由58℃～62℃降至20℃以下。
在另一项具体的实施方案中，降温析晶可以采用分段降温。整个分段降温过程可以包括两个以上(例如，两个、三个、四个、五个或上述范围内的其他任一个数，优选三个)降温阶段。以包括三个降温阶段的分段降温过程为例，每个降温阶段的降温速度既可以彼此相同，也可以不尽相同，还可以各不相同，上述降温速度可以为0.35～0.70℃/h(例如，0.35℃/h、0.40℃/h、0.46℃/h、0.50℃/h、0.60℃/h、0.70℃/h或上述范围内的其他任一速度)，优选0.42～0.65℃/h(例如，0.42℃/h、0.46℃/h、0.50℃/h、0.60℃/h、0.65℃/h或上述范围内的其他任一速度)，更优选0.55～0.60℃/h(例如，0.55℃/h、0.40℃/h、0.46℃/h、0.50℃/h、0.60℃/h、0.70℃/h或上述范围内的其他任一速度)；第一降温阶段可以由起始温度(例如，58℃～62℃，或上述范围内的其他任一温度，如58℃、59℃、60℃、61℃或62℃)降至第一中间温度(例如，54℃～58℃，或上述范围内的其他任一温度，如54℃、55℃、56℃、57℃或58℃)，第二降温阶段可以由第一中间温度降至第二中间温度(例如，48℃～52℃，如48℃、49℃、50℃、51℃或52℃)，第三降温阶段可以由第二中间温度降至终止温度(例如，25℃～35℃，或上述范围内的其他任一温度，如25℃、28℃、30℃、32℃或35℃)。优选地，每个降温阶段还可以各自独立地包括在各自降温终点处的恒温处理步骤，其中，每个恒温处理步骤的时间可以各自独立地为90～150min(例如90、100、110、120、130、140、150min或上述范围内的其他任一时间)，优选90～120min(例如90、100、110或120min或上述范围内的其他任一时间)。
在另一项更具体的实施方案中，降温析晶可以采用三段降温；在第一降温阶段中，以0.35～0.70℃/h的降温速度由58℃～62℃降至54℃～58℃，随后恒温处理90-150min；在第二降温阶段中，以0.42～0.60℃/h的降温速度由54℃～58℃降至48℃～52℃，随后恒温处理90～150min；在第三降温阶段中，以0.55～0.65℃/h的降温速度由48℃～52℃降至25℃～35℃，随后恒温处理90～150min。
在另一项更优选的实施方案中，在上述方法的步骤1)中，析晶可以通过蒸发析晶来实现。
在一项具体的实施方案中，蒸发析晶可以采用真空蒸发。整个蒸发过程处于一定的真空条件下，适宜的真空度能够调整待蒸发体系中水分的蒸发速度，进而避免产品出现细晶、聚晶，而适宜的蒸发时间能够调整体系内水分的含量高低，进而在保证收率的前提下，避免体系过于粘稠，出现粘晶、聚晶。适宜的真空度可以为0.02～0.1MPa(例如，0.02、0.03、0.05、0.08、0.1MPa或上述范围内的其他任一真空度)，优选0.03～0.05MPa(例如，0.03、0.035、0.04、0.045、0.05MPa或上述范围内的其他任一真空度)。适宜的时间可以为9～35h(例如，9、10、15、20、25、30、35h或上述范围内的其他任一时间)，优选15～30h(例如，15、18、20、22、25、28、30h或上述范围内的其他任一时间)。
在又一项更优选的实施方案中，在上述方法的步骤1)中，析晶可以通过反溶剂析晶来实现。
在一项具体的实施方案中，反溶剂析晶可以采用有机溶剂(例如，醇类、腈类等)作为反溶剂。
在一项更具体的实施方案中，反溶剂析晶可以采用醇类溶剂(例如，脂肪醇、芳香醇等)作为反溶剂。
在一项进一步具体的实施方案中，反溶剂析晶可以采用C1-C4脂肪醇类溶剂(例如，甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇等)作为反溶剂，优选采用甲醇和/或乙醇作为反溶剂，更优选采用乙醇作为反溶剂。
在一项优选的实施方案中，以体积计，反溶剂的添加量可以占加入后总量的80％以上(例如，80％、85％、90％、95％或上述范围内的其他任一比例)。
在一项优选的实施方案中，反溶剂的添加(例如滴加)速度可以为0.1～0.3mL/min(例如，0.1、0.15、0.2、0.25、0.3mL/min或上述范围内的其他任一速度)。
本发明的制备方法在析晶之前还可以向D-塔格糖饱和溶液中加入D-塔格糖晶种，该晶种可以通过研磨、筛分、润洗(润洗会使晶种表面变得光滑平整，降低粘晶的可能性)、再筛分等步骤制得。
在一项具体的实施方案中，步骤1)可以包括如下步骤：将含有D-塔格糖的溶液浓缩成D-塔格糖饱和溶液，再向D-塔格糖饱和溶液中加入D-塔格糖晶种，然后降温(例如，线性降温、分段降温)析晶，得到结晶D-塔格糖的糖膏。
在另一项具体的实施方案中，步骤1)可以包括如下步骤：将含有D-塔格糖的溶液浓缩成D-塔格糖饱和溶液，再向D-塔格糖饱和溶液中加入D-塔格糖晶种，然后蒸发(例如，真空蒸发)析晶，得到结晶D-塔格糖的糖膏。
在另一项具体的实施方案中，步骤1)可以包括如下步骤：将含有D-塔格糖的溶液浓缩成D-塔格糖饱和溶液，再向D-塔格糖饱和溶液中加入D-塔格糖晶种，然后反溶剂(例如，乙醇)析晶，得到结晶D-塔格糖的糖膏。
足量的晶种能够为析晶体系提供充足的生长面，进而降低出现伪晶和聚晶的可能性。此外，当采用降温方式进行析晶时，加入足量的晶种能够及时消耗降温过程中产生的过饱和度，降低爆发成核的可能性。在一项优选的实施方案中，D-塔格糖晶种的添加量为D-塔格糖饱和溶液中D-塔格糖质量的5％～15％(例如，5％、8％、10％、12％、14％、15％或上述范围内的其他任一比例)，优选8％～15％(例如，8％、9％、10％、12％、14％、15％或上述范围内的其他任一比例)，更优选10％～15％(例如，10％、11％、12％、13％、14％、15％或上述范围内的其他任一比例)。
在一项优选的实施方案中，D-塔格糖晶种的尺寸可以为100～300μm(例如，100～120μm、100～150μm、120～180μm、150～200μm、200～250μm、250～300μm或上述范围内的其他任一尺寸)。
在一项更优选的实施方案中，D-塔格糖晶种的尺寸可以为100～200μm(例如，100～120μm、100～150μm、120～180μm、150～200μm或上述范围内的其他任一尺寸)。
在一项进一步优选的实施方案中，D-塔格糖晶种的尺寸可以为150～200μm(例如，150～160μm、160～180μm、180～200μm、150～200μm或上述范围内的其他任一尺寸)。
本发明的制备方法在加入D-塔格糖晶种之后、析晶之前还可以养晶。
在一项优选的实施方案中，养晶的时间可以为1～5h(例如，1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5h或上述范围内的其他任一时间)。
在一项更优选的实施方案中，养晶的时间可以为1～4h(例如，1、1.5、2、2.5、3、3.5、4h或上述范围内的其他任一时间)。
在一项进一步优选的实施方案中，养晶的时间可以为2～3h(例如，2、2.5、3h或上述范围内的其他任一时间)。
在一项优选的实施方案中，步骤1)中的每个步骤可以各自独立地任选在搅拌条件下进行；若在搅拌条件下进行，则搅拌速度可以为100～500rpm(例如，100、200、300、400、500rpm或上述范围内的其他任一速度)，优选200～300rpm(例如，200、220、250、280、300rpm或上述范围内的其他任一速度)。
在一项优选的实施方案中，在上述方法的步骤2)中，固液分离可以通过离心和/或过滤等方法来实现。在本发明的制备方法中，上述固液分离方法既可以单独使用(例如，单独离心、单独过滤等)，也可以组合使用(例如，离心后过滤等)。
在一项更优选的实施方案中，在上述方法的步骤2)中，固液分离可以通过离心来实现。
在一项具体的实施方案中，离心的转速可以为2000～4000rpm(例如，2000、2500、3000、3500、4000rpm或上述范围内的其他任一转速)，时间可以为10～30min(例如，10、15、20、25、30min或上述范围内的其他任一时间)。
在另一项更优选的实施方案中，在上述方法的步骤2)中，固液分离可以通过过滤来实现。
在另一项具体的实施方案中，过滤可以为抽滤。
在一项优选的实施方案中，在上述方法的步骤3)中，干燥可以通过流化床干燥、鼓风干燥或真空干燥等方法来实现。
在一项具体的实施方案中，干燥可以为鼓风干燥。
在另一项具体的实施方案中，干燥可以为真空干燥。
在一项优选的实施方案中，干燥的温度可以为40℃～55℃(例如，40℃、45℃、50℃、55℃或上述范围内的其他任一温度)，时间为12～24h(例如，12、15、18、24h或上述范围内的其他任一时间)。
本发明还提供了一种基于上述包括步骤1)至3)的基础方法的改进方法。该改进方法可以包括如下步骤：按照基础方法中的步骤1)和2)重复至少一次，每次将前次步骤2)中固液分离得到的液体进行二次结晶。换言之，若以基础方法中的步骤1)和2)记作一个单元，则改进方法可以包括至少两个单元。不同单元的步骤1)中的浓缩、析晶以及任选的加入晶种、养晶等步骤既可以彼此相同，也可以不尽相同，还可以各不相同。类似地，不同单元的步骤2)中的固液分离步骤既可以彼此相同，也可以不尽相同，还可以各不相同。另外，通过不同单元得到的结晶D-塔格糖粗品既可以单独干燥(每次的干燥步骤既可以彼此相同，也可以不尽相同，还可以各不相同)，也可以合并后统一干燥。
在一项具体的实施方案中，改进方案可以包括如下步骤：按照基础方法中的步骤1)和2)重复一次，将前次步骤2)中固液分离得到的液体进行二次结晶，其中：前后两次步骤1)中的析晶步骤相同(例如降温析晶)，前后两次步骤2)中的固液分离步骤相同(例如过滤，尤其是抽滤)，前后两次得到的结晶D-塔格糖粗品单独干燥(例如统一采用真空干燥)。
在另一项具体的实施方案中，改进方案可以包括如下步骤：按照基础方法中的步骤1)和2)重复一次，将前次步骤2)中固液分离得到的液体进行二次结晶，其中：前后两次步骤1)中的析晶步骤不同(例如降温析晶和反溶剂析晶)，前后两次步骤2)中的固液分离步骤相同(例如过滤，尤其是抽滤)，前后两次得到的结晶D-塔格糖粗品单独干燥(例如分别采用鼓风干燥和真空干燥)。
本发明还提供了另一种基于上述包括步骤1)至3)的基础方法的改进方法。该改进方法可以包括如下步骤：4)将步骤3)中结晶D-塔格糖进行重结晶、固液分离和干燥。
在一项优选的实施方案中，步骤4)中的重结晶可以通过降温(例如线性降温)和/或加入反溶剂(例如有机溶剂，优选醇类溶剂，更优选C1-C4脂肪醇类溶剂，进一步优选乙醇)等方法来实现。在本发明的改进方法中，上述重结晶方法既可以单独使用(例如，单独加入反溶剂)，也可以组合使用(例如，降温后加入反溶剂)。上述降温和加入反溶剂的具体工艺参数与基础方法相同或类似。
在一项优选的实施方案中，步骤4)中的固液分离可以通过过滤(例如抽滤)等方法来实现。上述过滤的具体工艺参数与基础方法相同或类似。
在一项优选的实施方案中，步骤4)中的干燥可以通过真空干燥等方法来实现。上述真空干燥的具体工艺参数与基础方法相同或类似。
在一项更优选的实施方案中，步骤4)还可以包括在重结晶之前加入D-塔格糖晶种。上述加入晶种的具体工艺参数与基础方法相同或类似。
在本发明中，至于采用基础方法还是改进方法来制备结晶D-塔格糖，通常取决于作为原料的含有D-塔格糖的溶液以及最终得到的结晶D-塔格糖是否满足相应的要求，并且可以根据实际情况进行选择和调整。
组合物
本发明的结晶D-塔格糖可以存在于食品组合物、化妆品组合物和/或药物组合物中加以施用。除非另有说明，本发明中的术语“组合物”是指由两种或两种以上组分(或成分)组成的混合物，其中包含主要成分(例如本发明的结晶D-塔格糖)以及一种或多种辅料(或次要成分)，这些辅料可以是食品学、化妆品学和/或药学上可接受的品类。例如，术语“药学上可接受的辅料”是指与药物活性成分相容并且对受试者无害的药用辅料，包括(但不限于)稀释剂(或称填充剂)、粘合剂、崩解剂、润滑剂、润湿剂、增稠剂、助流剂、矫味剂、矫嗅剂、防腐剂、抗氧化剂、pH调节剂、溶剂、助溶剂、表面活性剂等。
在一项实施方案中，本发明的组合物可以包含本发明的结晶D-塔格糖。
在一项优选的实施方案中，除了本发明的结晶D-塔格糖以外，本发明的组合物还可以包含至少一种食品学、化妆品学和/或药学上可接受的辅料。
在一项更优选的实施方案中，本发明的组合物可以是一种食品组合物，其可以包含本发明的结晶D-塔格糖，优选还可以包含至少一种食品学上可接受的辅料。
在另一项更优选的实施方案中，本发明的组合物可以是一种化妆品组合物，其可以包含本发明的结晶D-塔格糖，优选还可以包含至少一种化妆品学上可接受的辅料。
在又一项更优选的实施方案中，本发明的组合物可以是一种药物组合物，其可以包含本发明的结晶D-塔格糖，优选还可以包含至少一种药学上可接受的辅料。
用途
无论是本发明的结晶D-塔格糖，还是本发明的组合物，都能够用于制备适于特定场景使用的产品，例如食品、化妆品、药品等。因此，本发明还提供了本发明的结晶D-塔格糖和组合物在制备食品、化妆品和/或药品中的用途。
为了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说明本发明的技术方案。但应理解，所述实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。还应理解，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。除非另有限定，下列实施例中使用的药品、试剂、材料、仪器等均可通过常规商业手段获得。
对比例：
按照中国专利申请CN112592378A中实施例1的方法进行结晶D-塔格糖的制备，得到结晶D-塔格糖对比产品。对比例制备的结晶D-塔格糖对比产品的相关品质参数测定详见表1。
实施例1：结晶D-塔格糖的制备
S1：将淀粉酶解反应的反应液进行脱色、脱盐等分离步骤，获得纯度为90％的D-塔格糖溶液，再浓缩成60℃下的D-塔格糖饱和溶液，以200rpm的搅拌速度搅拌，然后向其中加入D-塔格糖晶种(添加量为饱和溶液中D-塔格糖质量的15％，晶种尺寸为150-200μm)，养晶2h；随后以0.46℃/h的降温速度降温至56℃，并保持120min；再以0.46℃/h的降温速度降温至50℃，并保持120min；随后再以0.6℃/h的降温速度降温至30℃，并保持120min，得到结晶D-塔格糖的糖膏。
S2：将S1中得到的结晶D-塔格糖的糖膏在3000rpm转速下离心15min进行固液分离，即得结晶D-塔格糖粗品。
S3：将S2中得到的结晶D-塔格糖粗品在50℃的鼓风干燥箱中干燥12h，得到结晶D-塔格糖产品(收率为80.98％)。
对所得结晶D-塔格糖的纯度进行HPLC分析，条件如下：
色谱柱：Waters SugarPak1；
流动相：纯水；
流速：0.5mL/min；
柱温：80℃；
检测器：示差折光检测器。
HPLC分析结果为，实施例1所制备的结晶D-塔格糖的纯度为99.2％。
实施例1所制备的结晶D-塔格糖的显微镜图片和粒度分布如图2所示。结果显示，实施例1所制备的结晶D-塔格糖的粒度范围为250-859μm，通过利用光学显微镜测量D-塔格糖晶体的长直径与短直径，最后计算纵横比为1.3(如表1所示)。
对所得结晶D-塔格糖的晶体学参数进行测定：D-塔格糖的单晶体结构是在190K(依靠液氮维持低温)在Rigaku Saturn 70 CCD衍射仪上使用Mo-Kα辐射和石墨单色器进行分析的。强度数据的整合和缩放是通过SAINT程序实现的。这些结构用SHELXS-97直接求解，并用SHELXL-2014的全矩阵最小二乘法进行了精炼。非氢原子采用各向异性的方法进行精炼。氢原子被放置在计算出的位置上，并通过各向同性进行精炼。实施例1所制备的结晶D-塔格糖的晶体学参数如下：晶系：正交晶系；空间群：P212121；晶胞参数：α＝90.000°，β＝90.000°，γ＝90.000°；单胞分子数：Z＝4。另经测定，实施例2-6所制备的结晶D-塔格糖的晶型与实施例1相同。
实施例2：结晶D-塔格糖的制备
S1’：将乳糖酶解异构化反应的反应液进行脱色、脱盐、色谱分离等分离步骤，获得纯度为98％的D-塔格糖溶液，再浓缩成58℃下的D-塔格糖饱和溶液，以200rpm的搅拌速度，向饱和溶液中加入D-塔格糖晶种(添加量为饱和溶液中D-塔格糖质量的5％，晶种尺寸为100-120μm)，养晶3h，随后以0.7℃/h的降温速度冷却至20℃，得到结晶D-塔格糖的糖膏。
S2’：将S1’中得到的结晶D-塔格糖的糖膏以抽滤的方式进行固液分离，得到结晶D-塔格糖一次结晶粗品和一次结晶后的母液，并对母液进行回收。
S3’：将S2’中得到的结晶D-塔格糖一次结晶粗品在40℃的真空干燥器中干燥24h，得到一次结晶的结晶D-塔格糖产品(收率为50.4％)。
S4’：将S2’中回收的母液浓缩成60℃下的D-塔格糖饱和溶液，然后向其中加入D-塔格糖晶种(添加量为饱和溶液中D-塔格糖质量的7％，晶种尺寸为100-150μm)，用一次结晶相同的方法学参数对回收的母液进行结晶，并经过分离和干燥，得到二次结晶的结晶D-塔格糖产品(收率为44.5％)。
采用与实施例1相同的HPLC分析条件，对所制备的一次结晶的结晶D-塔格糖和二次结晶的结晶D-塔格糖的纯度进行测定，结果显示，实施例2所制备的一次结晶的结晶D-塔格糖的纯度为99.8％；二次结晶的结晶D-塔格糖的纯度为99.1％。
实施例2所制备的结晶D-塔格糖的显微镜图片和粒度分布如图3所示。结果显示，实施例2所制备的一次结晶的结晶D-塔格糖的粒度范围为200-760μm，通过利用光学显微镜测量D-塔格糖晶体的长直径与短直径，最后计算纵横比为1.6；二次结晶的结晶D-塔格糖的粒度范围为170-700μm，通过利用光学显微镜测量D-塔格糖晶体的长直径与短直径，最后计算纵横比为1.5(如表1所示)。
实施例3：结晶D-塔格糖的制备
S1：将纤维素酶解反应的反应液进行脱色、脱盐、色谱分离等分离步骤，获得纯度为96％的D-塔格糖溶液，再浓缩成65℃下的D-塔格糖饱和溶液，搅拌转速稳定在100rpm；将上述饱和溶液缓慢降温至58℃，稳定1h后，加入D-塔格糖晶种(添加量为体系中D-塔格糖质量的10％，晶种尺寸为100-150μm)，养晶3.0h；养晶结束后，开始蒸发操作，这一过程保持真空度为0.03MPa，持续蒸发30h，得到结晶D-塔格糖的糖膏。
S2：将S1中得到的结晶D-塔格糖的糖膏在3000rpm转速下离心15min进行固液分离，即得结晶D-塔格糖粗品。
S3：将S2中得到的结晶D-塔格糖粗品在50℃的鼓风干燥箱中干燥12h，得到结晶D-塔格糖产品(收率为83.99％)。
采用与实施例1相同的分析方法，对所制备的结晶D-塔格糖的纯度进行测定，结果显示，实施例3所制备的结晶D-塔格糖的纯度为99.4％。
实施例3所制备的结晶D-塔格糖的显微镜图片和粒度分布如图4所示。结果显示，实施例3所制备的结晶D-塔格糖的粒度范围为180-770μm，通过利用光学显微镜测量D-塔格糖晶体的长直径与短直径，最后计算纵横比为1.5(如表1所示)。
实施例4结晶D-塔格糖的制备
S1”：将发酵生产获得发酵液进行脱色、脱盐、色谱分离等分离步骤，获得纯度为92％的D-塔格糖溶液，再浓缩成60℃下的D-塔格糖饱和溶液，向其中加入D-塔格糖晶种(添加量为饱和溶液中D-塔格糖质量的8％，晶种尺寸为120-180μm)，养晶2h；随后以0.6℃/h的降温速度降温至56℃，并保持90min；再以0.5℃/h的降温速度降温至50℃，并保持120min；随后再以0.46℃/h的降温速度降温至30℃，并保持120min，得到结晶D-塔格糖的糖膏。
S2”：将S1”中得到的结晶D-塔格糖的糖膏以抽滤的方式进行固液分离，得到结晶D-塔格糖一次结晶粗品和一次结晶后的母液，并对母液进行回收。
S3”：将S2”中得到的结晶D-塔格糖一次结晶粗品在50℃的鼓风干燥箱中干燥12h，得到一次结晶的结晶D-塔格糖产品(收率为52.3％)。
S4”：将S2”中回收的母液在60℃下蒸发浓缩成糖度为63.5％的溶液；将上述溶液缓慢降温至25℃，稳定30min后，以0.2mL/min的滴加速度滴加乙醇(乙醇与原母液的体积比为4:1)，在体系开始溶析的同时加入D-塔格糖晶种(添加量为体系中D-塔格糖质量的10％，晶种尺寸为150-200μm)，设置搅拌转速为300rpm；乙醇滴加完毕后，得到结晶D-塔格糖的糖膏。
S5”：将S4”中得到的结晶D-塔格糖的糖膏以抽滤的方式进行固液分离，得到结晶D-塔格糖二次结晶粗品和二次结晶后的母液，并利用旋转蒸发仪将母液中的乙醇回收。
S6”：将S5”中得到的结晶D-塔格糖二次结晶粗品在40℃的真空干燥器中干燥24h，得到二次结晶的结晶D-塔格糖产品(收率为76.5％)。
采用与实施例1相同的HPLC分析条件，对所制备的一次结晶的结晶D-塔格糖和二次结晶的结晶D-塔格糖的纯度进行测定，结果显示，实施例4所制备的一次结晶的结晶D-塔格糖的纯度为99.8％，二次结晶的结晶D-塔格糖的纯度为99.3％。
实施例4所制备的结晶D-塔格糖的显微镜图片和粒度分布如图5所示。结果显示，实施例4所制备的一次结晶的结晶D-塔格糖的粒度范围为200-790μm，通过利用光学显微镜测量D-塔格糖晶体的长直径与短直径，最后计算纵横比为1.4；二次结晶的结晶D-塔格糖的粒度范围为250-750μm，通过利用光学显微镜测量D-塔格糖晶体的长直径与短直径，最后计算纵横比为1.5(如表1所示)。
实施例5：结晶D-塔格糖的制备
S1”：将淀粉酶解反应的反应液进行脱色、脱盐等分离步骤，获得纯度为85％的D-塔格糖溶液，再浓缩成58℃下的D-塔格糖饱和溶液，以100rpm的搅拌速度，向饱和溶液中加入D-塔格糖晶种(添加量为饱和溶液中D-塔格糖质量的8％，晶种尺寸为100-150μm)，养晶3h，随后以1℃/h的降温速度冷却至20℃，得到结晶D-塔格糖的糖膏。
S2”：将S1”中得到的结晶D-塔格糖的糖膏在3000rpm转速下离心15min进行固液分离，即得结晶D-塔格糖一次结晶粗品。
S3”：将S2”中得到的结晶D-塔格糖一次结晶粗品在55℃的真空干燥器中干燥12h，得到一次结晶的结晶D-塔格糖产品(收率为38.45％)。
采用与实施例1相同的HPLC分析条件，对所制备的一次结晶的结晶D-塔格糖的纯度进行测定，结果显示，实施例5所制备的一次结晶的结晶D-塔格糖的纯度为98.2％。
实施例5所制备的一次结晶的结晶D-塔格糖的显微镜图片和粒度分布如图6A和6B所示。结果显示，实施例5所制备的一次结晶的结晶D-塔格糖的粒度范围为20-860μm，通过利用光学显微镜测量D-塔格糖晶体的长直径与短直径，最后计算纵横比为2.1。实验结果表明，实施例5所制备的一次结晶的晶体易聚集，粒度分布不均匀，会有许多碎晶出现。这表明除了D-塔格糖之外的其他成分作为杂质干扰了结晶D-塔格糖的生长，当使用的D-塔格糖结晶的原料纯度比较低时，会影响结晶D-塔格糖的形貌，粒度分布等，从而影响D-塔格糖产品的品质。
为了进一步改善一次结晶的结晶D-塔格糖的品质，采用乙醇对结晶D-塔格糖进行重结晶。
S4”：将S3”中得到的一次结晶的结晶D-塔格糖在60℃下溶解，并且浓缩成糖度为62％的溶液；接着将上述溶液缓慢降温至20℃，稳定30min后，以0.25mL/min的滴加速度滴加乙醇(乙醇与原母液体积比为6:1)，在体系开始溶析的同时加入D-塔格糖晶种(添加量为体系中D-塔格糖质量的10％，晶种尺寸为100-150μm)，设置搅拌转速为300rpm；乙醇滴加完毕后，得到结晶D-塔格糖的糖膏。
S5”：将S4”中得到的结晶D-塔格糖的糖膏以抽滤的方式进行固液分离，得到结晶D-塔格糖重结晶粗品和重结晶后的母液，并利用旋转蒸发仪将母液中的乙醇回收。
S6”：将S5”中得到的结晶D-塔格糖重结晶粗品在40℃的真空干燥器中干燥24h，得到重结晶的结晶D-塔格糖产品(收率为80.95％)。
采用与实施例1相同的HPLC分析条件，对所制备的重结晶的结晶D-塔格糖的纯度进行测定，结果显示，实施例5所制备的重结晶的结晶D-塔格糖纯度为99.5％。
实施例5所制备的重结晶的结晶D-塔格糖的显微镜图片和粒度分布如图6C和6D所示。结果显示，实施例5所制备的重结晶的D-塔格糖的粒度范围为200-850μm，通过利用光学显微镜测量D-塔格糖晶体的长直径与短直径，最后计算纵横比为1.4(如表1所示)。
实施例6：结晶D-塔格糖的制备
S1’：将淀粉酶解反应的反应液进行脱色、脱盐、色谱分离等分离步骤，获得纯度为97％的D-塔格糖溶液，再浓缩成60℃下的D-塔格糖饱和溶液，以200rpm的搅拌速度，向饱和溶液中加入D-塔格糖晶种(添加量为饱和溶液中D-塔格糖质量的8％，晶种尺寸为100-120μm)，养晶3h，随后以1.0℃/h的降温速度冷却至20℃，得到结晶D-塔格糖的糖膏。
S2’：将S1’中得到的结晶D-塔格糖的糖膏以抽滤的方式进行固液分离，得到结晶D-塔格糖一次结晶品和一次结晶后的母液，并对母液进行回收。
S3’：将S2’中得到的结晶D-塔格糖一次结晶品在40℃的真空干燥器中干燥24h，得到一次结晶的结晶D-塔格糖产品(收率为42.5％)。
为了提高结晶的总收率，将一次结晶后的母液进行二次结晶。
S4’：将一次结晶后的母液浓缩成60℃下的D-塔格糖饱和溶液，搅拌转速稳定在100rpm；将上述饱和溶液缓慢降温至58℃，稳定1h后，加入D-塔格糖晶种(添加量为体系中D-塔格糖质量的9％，晶种尺寸为100-150μm)，养晶3.0h；养晶结束后，开始蒸发操作，这一过程保持真空度为0.05MPa，持续蒸发30h，得到结晶D-塔格糖的糖膏。
S5’：将S4’中得到的结晶D-塔格糖的糖膏在3000rpm转速下离心15min进行固液分离，即得二次结晶的结晶D-塔格糖产品(收率为85.21％)。
采用与实施例1相同的HPLC分析条件，对所制备的一次结晶和二次结晶的D-塔格糖的纯度进行测定，结果显示，实施例6所制备的一次结晶的结晶D-塔格糖纯度为99.6％；二次结晶的结晶D-塔格糖纯度为98.0％。
实施例6所制备的一次结晶和二次结晶的结晶D-塔格糖的显微镜图片和粒度分布如图7A、7B、7C和7D所示。结果显示，实施例6所制备的一次结晶的结晶D-塔格糖的粒度范围为130-586μm，通过利用光学显微镜测量D-塔格糖晶体的长直径与短直径，最后计算纵横比为1.7；二次结晶的结晶D-塔格糖的粒度范围为8-290μm，通过利用光学显微镜测量D-塔格糖晶体的长直径与短直径，最后计算纵横比为2.3(如表1所示)。实验结果表明，实施例6所制备的二次结晶的晶体细小且易聚集，并且纯度受到了一定程度的影响。这表明除了D-塔格糖之外的其他成分作为杂质干扰了结晶D-塔格糖的生长，当使用的D-塔格糖结晶的原料纯度比较低时，会影响结晶D-塔格糖的形貌、粒度等，从而影响D-塔格糖产品的品质。
为了进一步改善二次结晶的结晶D-塔格糖的品质，采用乙醇对结晶D-塔格糖进行重结晶。
S6’：将S5’中得到的一次结晶的结晶D-塔格糖在60℃下溶解，并且浓缩成糖度为60％的溶液；接着将上述溶液缓慢降温至30℃，稳定30min后，以0.2mL/min的滴加速度滴加乙醇(乙醇与原母液体积比为5:1)，在体系开始溶析的同时加入D-塔格糖晶种(添加量为体系中D-塔格糖质量的11％，晶种尺寸为100-150μm)，设置搅拌转速为200rpm；乙醇滴加完毕后，得到结晶D-塔格糖的糖膏。
S7’：将S5’中得到的结晶D-塔格糖的糖膏以抽滤的方式进行固液分离，得到结晶D-塔格糖重结晶粗品和重结晶后的母液，并利用旋转蒸发仪将母液中的乙醇回收。
S8’：将S8’中得到的结晶D-塔格糖重结晶粗品在40℃的真空干燥器中干燥24h，得到重结晶的结晶D-塔格糖产品(收率为75.65％)。
采用与实施例1相同的HPLC分析条件，对所制备的重结晶的结晶D-塔格糖的纯度进行测定，结果显示，实施例6所制备的重结晶的结晶D-塔格糖纯度为99.6％。
实施例6所制备的重结晶的结晶D-塔格糖的显微镜图片和粒度分布如图7E和7F所示。结果显示，实施例6所制备的重结晶的D-塔格糖的粒度范围为300-1110μm，通过利用光学显微镜测量D-塔格糖晶体的长直径与短直径，最后计算纵横比为1.4(如表1所示)。
实施例7：休止角的测定
为了分析结晶D-塔格糖的流动性，测定了市售D-塔格糖产品(来源于林路生物科技(黄石)有限公司)、对比例所制备的结晶D-塔格糖和实施例1-6所制备的结晶D-塔格糖的休止角。
具体测定方法如下：将D-塔格糖从一定高度的漏斗中自然下落到水平板上，直到漏斗中不再有晶体流出，随后测量晶体斜面与水平板组成的夹角的角度，即为休止角。
市售D-塔格糖产品、对比例所制备的结晶D-塔格糖和实施例1-6所制备的结晶D-塔格糖的休止角情况如表1所示。实验结果表明，与市售产品和对比例所制备的结晶D-塔格糖相比，实施例1-6所制备的结晶D-塔格糖均具有更小的休止角，因此具有更加优异的流动性。
实施例8：堆密度的测定
对市售D-塔格糖产品(来源于林路生物科技(黄石)有限公司)、对比例所制备的结晶D-塔格糖和实施例1-6所制备的结晶D-塔格糖的堆密度进行测定。
具体测定方法如下：在分析天平中准确称取D-塔格糖样品2g，随后加入到5mL量筒中，将量筒固定到振实密度仪上震动10min，随后读取震动后的体积，样品质量与体积的比值即为堆密度。
市售D-塔格糖产品、对比例所制备的结晶D-塔格糖和实施例1-5所制备的结晶D-塔格糖的堆密度如表1所示。实验结果表明，实施例1-6所制备的结晶D-塔格糖均比市售产品和对比例所制备的结晶D-塔格糖具有更高的堆密度(如实施例1所制备的结晶D-塔格糖的堆密度是市售D-塔格糖产品堆密度的1.5倍)，表明实施例1-6所制备的结晶D-塔格糖比市售产品的流动性更好。较高的堆密度使得实施例1-6所制备的结晶D-塔格糖在干燥及转移过程中结晶粒子的破裂减少，这有利于改善结晶D-塔格糖制备过程中的操作环境。
实施例9：结块率的测定
对市售D-塔格糖产品(来源于林路生物科技(黄石)有限公司)、对比例所制备的结晶D-塔格糖和实施例1-6所制备的结晶D-塔格糖的结块率进行测定。
具体测定方法如下：用分析天平准确称量样品5g，平铺于玻璃皿中。将样品和玻璃皿在电子天平上整体称重。轻轻晃动玻璃皿，使样品分布均匀，呈连续接触无叠层状态。然后放入恒温恒湿箱中，温度设定为25℃，湿度在60％-30％左右，每6h循环一次，反复循环5次，循环完成后，将结块的样品挑出，称重，结块样品与初始样品的质量比即为结块率。
市售D-塔格糖产品、对比例所制备的结晶D-塔格糖和实施例1-6所制备的结晶D-塔格糖的结块率如表1所示。实验结果表明，实施例1-6所制备的结晶D-塔格糖均比市售产品和对比例所制备的结晶D-塔格糖具有显著降低的结块率(如实施例1所制备的结晶D-塔格糖的结块率仅是市售D-塔格糖产品结块率的0.14倍)，因此实施例1-6所制备的结晶D-塔格糖更不易结块，更便于储存。
表1.不同来源结晶D-塔格糖产品的性质比较
通过以上实验，得出如下结论：
从光学显微镜照片可以发现，市售D-塔格糖产品聚结严重，而实施例1-5所制备的结晶D-塔格糖的产品在外观形貌上具有块状晶习，且具有矩形六面体或与之接近的结构。由于本发明的结晶结构接近于立方晶系，所以结晶的均匀性和坚固性增加。
从粒度分布结果来看，本发明的结晶D-塔格糖粒度分布更加均匀。
通过对休止角、堆密度以及结块率的检测，表明本发明的结晶D-塔格糖具有不易凝聚或结块和流动性好的特点。
因此，相比于市售的塔格糖产品，本发明的塔格糖产品具有更加优异的产品形貌、更好的流动性和不易结块的性能，有利于提升D-塔格糖产品的品质。

Claims (17)

1.一种结晶D-塔格糖，其休止角在40°以下，优选在37°以下，更优选在35°以下。
2.根据权利要求1所述的结晶D-塔格糖，其特征在于，其纯度在98％以上，优选在98.5％以上，更优选在99％以上。
3.根据权利要求1或2所述的结晶D-塔格糖，其特征在于，其粒度在150μm以上，优选在200μm以上，更优选在250μm以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的结晶D-塔格糖，其特征在于，其纵横比为1.0～4.0，优选1.2～2.0，更优选1.3～1.6。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的结晶D-塔格糖，其特征在于，其堆密度在0.7g/mL以上，优选在0.75g/mL以上，更优选在0.85g/mL以上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的结晶D-塔格糖的制备方法，其包括如下步骤：
1)将含有D-塔格糖的溶液浓缩成D-塔格糖饱和溶液，析晶，得到结晶D-塔格糖的糖膏；
2)将步骤1)中所述结晶D-塔格糖的糖膏进行固液分离，得到结晶D-塔格糖粗品；
3)将步骤2)中所述结晶D-塔格糖粗品干燥，得到结晶D-塔格糖。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
步骤1)中所述含有D-塔格糖的溶液的纯度为80wt％以上，优选85wt％以上，更优选90wt％以上。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，
步骤1)中所述D-塔格糖饱和溶液为40℃～70℃下的饱和溶液，优选为50℃～65℃下的饱和溶液，更优选为58℃～62℃下的饱和溶液。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的制备方法，其特征在于，
步骤1)中所述析晶选自如下方法中的至少一种：降温析晶、蒸发析晶和反溶剂析晶；
·当所述析晶包括降温析晶时，所述降温为线性降温或分段降温；
优选地，所述线性降温包括一个降温阶段，其中：起始温度为58℃～62℃，终止温度为20℃以下，降温速度为0.5～2.0℃/h，优选0.7～1.0℃/h；或者，
优选地，所述分段降温包括三个降温阶段，其中：第一降温阶段的起始温度为58℃～62℃，终止温度为54℃～58℃；第二降温阶段的起始温度为54℃～58℃，终止温度为48℃～52℃；第三降温阶段的起始温度为48℃～52℃，终止温度为25℃～35℃；每个所述降温阶段的降温速度各自独立地为0.35～0.70℃/h，优选0.42～0.65℃/h，更优选0.55～0.60℃/h；更优选地，每个所述降温阶段还各自独立地包括在各自终止温度下的恒温处理，其中，每个所述恒温处理的时间各自独立地为90～150min，优选90～120min；
·当所述析晶包括蒸发析晶时，所述蒸发为真空蒸发；
优选地，所述真空蒸发的真空度为0.02～0.1MPa，优选0.03～0.05MPa，时间为9～35h，优选15～30h；
·当所述析晶包括反溶剂析晶时，所述反溶剂为有机溶剂，优选醇类溶剂，更优选C1-C4脂肪醇类溶剂；
优选地，所述反溶剂的体积占将其加入后体系总体积的80％以上；
优选地，所述反溶剂的添加速度为0.1～0.3mL/min。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的制备方法，其特征在于，
在步骤1)中析晶之前还包括如下步骤：向所述D-塔格糖饱和溶液中加入D-塔格糖晶种；
优选地，所述D-塔格糖晶种的添加量为所述D-塔格糖饱和溶液中D-塔格糖质量的5％～15％，优选8％～15％，更优选10％～15％；
优选地，所述D-塔格糖晶种的尺寸为100～300μm，优选100～200μm，更优选150～200μm。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，
在步骤1)中加入D-塔格糖晶种之后还包括养晶步骤；
优选地，所述养晶的时间为1～5h，优选1～4h，更优选2～3h。
12.根据权利要求6至11中任一项所述的制备方法，其特征在于，
步骤2)中所述固液分离选自如下方法中的至少一种：离心和过滤；
·当所述固液分离为离心时，所述离心的转速为2000～4000rpm，优选3000rpm，时间为10～30min，优选15min；
·当所述固液分离为过滤时，所述过滤为抽滤。
13.根据权利要求6至12中任一项所述的制备方法，其特征在于，
步骤3)中所述干燥选自如下方法中的任意一种：流化床干燥、鼓风干燥和真空干燥；
优选地，所述干燥的温度为40℃～55℃，时间为12～24h。
14.根据权利要求6至13中任一项所述的制备方法，其特征在于，
所述制备方法还包括如下步骤：按照步骤1)和2)重复至少一次，每次将前次步骤2)中所述固液分离得到的液体进行二次结晶；
优选地，按照步骤1)和2)重复一次，将前次步骤2)中所述固液分离得到的液体进行二次结晶。
15.根据权利要求6至14中任一项所述的制备方法，其特征在于，
所述制备方法还包括如下步骤：
4)将步骤3)中所述结晶D-塔格糖进行重结晶、固液分离和干燥。
16.一种组合物，其包含根据权利要求1至5中任一项所述的结晶D-塔格糖，优选还包含至少一种食品学、化妆品学和/或药学上可接受的辅料。
17.根据权利要求1至5中任一项所述的结晶D-塔格糖和根据权利要求16所述的组合物在制备食品、化妆品和/或药品中的用途。
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