CN117924383A - 一种阿洛酮糖球形晶体及其结晶方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于分子生物学技术领域，具体为一种阿洛酮糖球形晶体及其结晶方法。本发明通过晶体的聚结直接制备密实的球形晶体，具体是在搅拌的作用下，将含有溶质的良溶剂分散到到反溶剂中形成准乳滴；良溶剂从准乳滴内部向外扩散，反溶剂向乳滴内部扩散，从而使乳滴内部溶质的过饱和度增加，析出晶体，并且乳滴内剩余的良溶剂起到架桥剂的作用，使晶体进一步聚结得到球形晶体。所得到的D‑阿洛酮糖晶型具有流动性好、纯度高、可塑压性高、包材内壁附着力低的特点。本发明方法操作简便，适合于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于分子生物学技术领域，具体涉及一种阿洛酮糖球形晶体及其结晶方法。
背景技术
式Ⅰ化合物D-阿洛酮糖(D-psicose)是近年发现的一种具有特殊保健功能的新型功能性单糖，其甜度相当于蔗糖的70％，热量相当于蔗糖的0.3％，具有与蔗糖相近的口感及容积特性，同样可与食物中的氨基酸或蛋白质发生美拉德反应，可作为食品中蔗糖理想的替代品。2011年8月，美国食品与药物管理局(FDA)确定D-阿洛酮糖为普遍公认安全食品(Generally regarded as safe，GRAS)，并可作为食品或食品添加剂的组成成分。D-阿洛酮糖作为D-果糖的差向异构体，可通过微生物来源的酮糖3-差向异构酶催化D-果糖C-3差向异构化获得。
目前，在中国专利CN103997913B中，高冈晴造和山田贵子公布了一种以食品业广泛用作甜味剂的砂糖(蔗糖)、和具有减少体脂肪等生理效果的D-阿洛酮糖为主要成分的均质糖组合物，该组合物的特征在于，其含有蔗糖和D-阿洛酮糖，所述D-阿洛酮糖以晶体或无定形状态涂布于所述蔗糖的晶体上。该方法所得到的是蔗糖和D-阿洛酮糖组合物，不能发挥出阿洛酮糖代糖的功效。
另外一个中国专利CN112574263B中，杜倩和张兴晶等公布了一种阿洛酮糖结晶的制备方法。该方法采用蒸发结晶法和降温结晶法相结合的方式制备阿洛酮糖晶体，制备工艺简单，易操作，结晶周期短。采用这个方法制备所得的样品的电镜图谱如图(1)所示呈现柱状，在实际应用中具有流动性差的弊端。
上海东庚化工技术有限公司公布了“一种阿洛酮糖晶体生产方法及生产系统”，该生产方法包括以下步骤：S1.将阿洛酮糖溶液送入管式降膜结晶器中进行结晶，随后升温，使得到的晶体熔融为液态，得到中间产品，S2.将中间产品预冷后送入板式降膜结晶器中进行结晶，得到阿洛酮糖晶体。对该方法得到的阿洛酮糖晶体进行电镜检测得到的电镜图谱如图(2)所示呈现柱状，在实际应用中具有流动性差的弊端。
中国台湾专利TWI626245B提供一种D-阿洛酮糖结晶及制造纯度为98％(w/w)或大于98％(w/w)且晶粒尺寸为MA200或大于MA200之高纯度D-阿洛酮糖结晶方法。所述方法可在不使用有机溶剂之情況下经过经济的结晶方法自D-阿洛酮糖溶液制造适合于工业应用只形式之纯D-阿洛酮糖结晶。对该方法得到的阿洛酮糖晶体进行电镜检测得到的电镜图谱如图(3)所示呈现柱状，在实际应用中具有流动性差的弊端。
中国专利CN102250157A报道了一种通过利用过饱和溶液制造D-阿洛酮糖晶体的方法。对该方法得到的阿洛酮糖晶体进行电镜检测得到的电镜图谱如图(4)所示也呈现与图(2)类似的柱状，在实际应用中也存在具有流动性差的弊端。
郭元亨、吕哲等在《食品工业科技》杂志上发表的《乙醇体系中D-阿洛酮糖的结晶工艺优化》研究了一种利用在乙醇体系中优化D-阿洛酮糖的结晶，以得到D-阿洛酮糖晶体。对该方法得到的阿洛酮糖晶体进行电镜检测得到的电镜图谱如图(5)所示类似的块状且不规则，在实际应用中也存在具有流动性差的弊端。
上述几个方法都可以得到纯度比较高的D-阿洛酮糖晶体，但是晶体均为柱状或者块状，规则性较差，在实际应用的时候倾倒过程中容易在内包装的内壁附着，不能完全倒出。
因此，需要寻找一种能够产生形状规则的晶体且不会在内包装内壁附着的结晶方法，该方法也需要具有操作简便、产物纯度较高，适合于工业化生产的特点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种D-阿洛酮糖球形晶体及其结晶方法，以克服现有技术的缺陷，使之能够产生规则晶体且不会在内包装内壁附着，适合于工业化大生产。
本发明提供的D-阿洛酮糖的结晶方法，其晶型为球形，具体是通过晶体的聚结直接制备密实的球形晶体，提高晶体产品的溶解性能、流动性和压缩性。在搅拌的作用下，将含有溶质的良溶剂分散到到反溶剂中形成准乳滴(良溶剂和反溶剂可以混溶)；良溶剂从准乳滴内部向外扩散，反溶剂向乳滴内部扩散，从而使乳滴内部溶质的过饱和度增加，析出晶体，并且乳滴内剩余的良溶剂起到架桥剂的作用，使晶体进一步聚结得到球形晶体。
本发明提供的D-阿洛酮糖的结晶方法，具体步骤为：
(1)将经过色谱分离得到的D-阿洛酮糖水溶液预热到60-70℃；这里水为良溶剂；
(2)将预热后的D-阿洛酮糖水溶液缓慢滴加到剧烈搅拌的乙醇(为反溶剂)溶液中；
(3)在滴加完毕约总量10-15％之后，暂停滴加，控温，剧烈搅拌30-35分钟；
(4)然后，在60-70℃继续滴加继续滴加D-阿洛酮糖水溶液；
(5)滴加完毕之后，控温，继续搅拌8-12小时，养晶；
(6)过滤，烘干后得到D-阿洛酮糖球形晶体。
进一步地：
所述的D-阿洛酮糖水溶液的纯度大于90％，更优为大于95％，大于98％最佳；
所述的D-阿洛酮糖水溶液所含D-阿洛酮糖含量不低于60％(w/w)，更优为大于70％(w/w)，80-90％最佳(w/w)；
所述的控温温度为20-70℃，优选30-40℃。
本发明所得到的D-阿洛酮糖球形晶体，具有流动性好、纯度高、可塑压性高、包材内壁附着力低的特点，更便于下游产业应用。
本发明方法操作简便，适合于工业化生产。
附图说明
图1为按照中国专利CN112574263B制备得到的D-阿洛酮糖晶体的电镜图。
图2为按照上海东庚化工技术有限公司公布的“一种阿洛酮糖晶体生产方法及生产系统”制备得到的D-阿洛酮糖晶体的电镜图。
图3为按照中国台湾专利TWI626245B制备得到的D-阿洛酮糖晶体的电镜图。
图4为按照中国专利CN102250157A制备得到的D-阿洛酮糖晶体的电镜图。
图5为按照郭元亨、吕哲等在《食品工业科技》杂志上发表的《乙醇体系中D-阿洛酮糖的结晶工艺优化》制备得到的D-阿洛酮糖晶体的电镜图。
图6为按照本发明方法制备得到的D-阿洛酮糖晶体的电镜图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
将经过色谱分离得到的D-阿洛酮糖水溶液(纯度大于98％，固含量大于80％w/w，10kg)预热到60-70℃。将预热后的D-阿洛酮糖水溶液以缓慢滴加到剧烈搅拌的乙醇(12kg)溶液中。
在滴加完毕约总量10％之后，暂停滴加，控温剧烈搅拌30分钟；然后，以一定的速度和温度继续滴加D-阿洛酮糖水溶液。
滴加完毕之后，控温，以70转/秒的搅拌速度继续搅拌8小时养晶；过滤，烘干后得到D-阿洛酮糖晶体。
实施例2
将经过色谱分离得到的D-阿洛酮糖水溶液(纯度为90％，固含量约为60％w/w，10kg)进一步减压浓缩至固体含量大于80％w/w。利用减压蒸馏本身的热量进一步将溶液加热到60-70℃。将所得的D-阿洛酮糖水溶液以缓慢滴加到剧烈搅拌的乙醇(10kg)溶液中。
在滴加完毕约总量15％之后，暂停滴加，控温剧烈搅拌35分钟；然后，以一定的速度和温度继续滴加D-阿洛酮糖水溶液。
滴加完毕之后，控温(30-40℃)，以80转/秒的搅拌速度继续搅拌12小时养晶；过滤，烘干后得到D-阿洛酮糖晶体。
实施例3
将经过色谱分离得到的D-阿洛酮糖水溶液(纯度大于98％，固含量约30％w/w，20kg)进一步减压浓缩至固体含量大于80％w/w。利用减压蒸馏本身的热量进一步将溶液加热到60-70℃。将所得的D-阿洛酮糖水溶液以缓慢滴加到剧烈搅拌的乙醇(10kg)溶液中。
在滴加完毕约总量10％之后，暂停滴加，控温剧烈搅拌30分钟；30分钟之后，以一定的速度和温度继续滴加D-阿洛酮糖水溶液。
滴加完毕之后，控温(40℃)，以60转/秒的搅拌速度继续搅拌12小时养晶；过滤，烘干后得到D-阿洛酮糖晶体。
本发明所得到的D-阿洛酮糖晶体，为球形；具有流动性好、纯度高、可塑压性高、包材内壁附着力低的特点，更便于下游产业应用。
Claims (8)
1.一种D-阿洛酮糖球形晶体的结晶方法，其特征在于，通过晶体的聚结直接制备密实的球形晶体，具体是在搅拌的作用下，将含有溶质的良溶剂分散到到反溶剂中形成准乳滴；良溶剂从准乳滴内部向外扩散，反溶剂向乳滴内部扩散，从而使乳滴内部溶质的过饱和度增加，析出晶体，并且乳滴内剩余的良溶剂起到架桥剂的作用，使晶体进一步聚结得到球形晶体；具体步骤为：
(1)将经过色谱分离得到的D-阿洛酮糖水溶液预热到60-70℃；
(2)将预热后的D-阿洛酮糖水溶液缓慢滴加到剧烈搅拌的乙醇溶液中；
(3)在滴加完毕约总量10-15％之后，暂停滴加，控温，剧烈搅拌30-35分钟；
(4)然后，在60-70℃继续滴加D-阿洛酮糖水溶液；
(5)滴加完毕之后，控温，继续搅拌8-12小时，养晶；
(6)过滤，烘干后得到D-阿洛酮糖球形晶体。
2.根据权利要求1所述的结晶方法，其特征在于，所述的D-阿洛酮糖水溶液的纯度大于90％。
3.根据权利要求1所述的结晶方法，其特征在于，所述的D-阿洛酮糖水溶液的纯度大于98％。
4.根据权利要求1所述的结晶方法，其特征在于，所述的D-阿洛酮糖水溶液所含D-阿洛酮糖含量不低于60％w/w。
5.根据权利要求1所述的结晶方法，其特征在于，所述的D-阿洛酮糖水溶液所含D-阿洛酮糖含量为80-90％w/w。
6.根据权利要求1所述的结晶方法，其特征在于，所述的控温温度为20-70℃。
7.根据权利要求1所述的结晶方法，其特征在于，所述的控温温度为30-40℃。
8.由权利要求1-7之一所述的结晶方法得到的D-阿洛酮糖球形晶体。
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