CN1500796A - 低聚糖的纯化方法 - Google Patents

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葛文越
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Abstract

本发明低聚糖的纯化方法，涉及一种用纳滤纯化低聚糖的方法；用以解决现有技术中杂质单糖和二糖分离效果差、需用较多纯水、废水回收难、主产品回收率低等问题；将低聚木糖或异麦芽低聚糖糖浆通过纳滤膜处理，采用的操作压力为1－4兆帕，操作温度为20－70℃，透析水量的2－15倍；将本发明主要用于功能性低聚糖的纯化。

Description

低聚糖的纯化方法
技术领域
本发明涉及一种低聚糖的纯化方法，尤其是一种用纳滤纯化异麦芽低聚糖或低聚木糖的方法。
背景技术
近年来，功能性糖类已被广泛应用于功能食品、医药、饲料和农作物等领域，随着对其利用价值的不断开发，市场上对功效更突出、应用更高附加值、高层次的产品(如功能性糖类纯度在85％以上的产品)的需求越来越大。而与这种需求形成鲜明对照的情形是目前国内大部分功能性糖类产品却由于含大量的葡萄糖、果糖、及蔗糖等且功能性糖类含量低，应用范围明显受到限制。目前在功能性糖类生产过程中最具应用价值的膜分离技术为纳滤和超滤，纳滤膜是一种新型工业分离膜，由表面一层超薄的非对称结构的高分子膜与下面的微孔支撑体结合而成，是介于超滤膜和反渗透膜之间的一种滤膜。纳滤NF膜具有敏锐的分子量截留区，分离效果优越，工业应用前景广阔。在纳滤膜分离过程中，溶液中低分子量的有机溶质如葡萄糖、果糖以及蔗糖等、无机盐及小分子杂质部分或全部透过膜而低聚糖被截留，从而起到分离纯化功能性糖类的作用；它使功能性糖类的浓缩与脱除单糖、二糖过程同步进行，而在渗透过程中功能性糖类损失较少。现有技术中，虽然也用纳滤分离纯化异麦芽低聚糖，但对杂质单糖和二糖分离效果差，需用较多纯水，废水回收难，而主产品低聚糖回收率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种低聚糖的纯化方法，用以解决现有技术中存在的杂质单糖和二糖分离效果差、需用较多纯水、废水回收难、主产品回收率低等问题。
本发明的目的是这样实现的：本发明低聚糖的纯化方法包括低聚糖与单糖、的纳滤分离，单糖与水的纳滤分离各工序；其中经过脱色离子交换后的低聚糖糖浆先通过纳滤膜系统1处理，使低聚糖与单糖纳滤分离，采用的操作压力为1-4兆帕，操作温度为20～70℃，透析水量为进料量的2-15倍；分离出的单糖溶液可以通过一级或二级纳滤或一级或二级反渗透系统(反渗透膜系统1或2)，使单糖与水纳滤分离，单糖回收，水可作为工艺用水回用。其是通过以下操作实现的。经过纳滤系统I的透过液，其含有大约1％的单糖，溶液进入一级纳滤系统或者一级反渗透系统，其操作压力1-4兆帕，操作温度20-70℃。得到的单糖溶液浓度约15-30％。透过的水作为工艺用水回用。也可以通过以下操作实现上述浓缩：经纳滤系统I的透过液进入一级纳滤(纳滤膜系统2)或一级反渗透系统，在操作压力1-4兆帕，操作温度20-70℃下浓缩至单糖溶液在5-15％，该浓缩液进入二级纳滤(纳滤膜系统3)或二级反渗透回收系统进一步浓缩，在压力1-4兆帕、温度20-70℃下操作，浓缩液中单糖浓度可达到15-30％。两级纳滤或两级反渗透系统的透过液作为用于分离的低聚糖和单糖纳滤系统的工艺用水。
与现有技术相比，本发明有如下优点：
1.提高分离效果，主产品收率提高，而且副产品纯度也提高；
2.纯水用量减少，废水可回用处理，节省水资源，减少环境污染；
3.生产成本降低，经济效益显著。
具体实施方式
结合实施例，对本发明作详细的描述。
实施例1：
取经过脱色离交后的异麦芽低聚糖糖浆(含固量20-25％，其中葡萄糖占总糖含量约30％)10公斤(升)先通过纳滤膜系统1处理，使异麦芽低聚糖与果糖、葡萄糖分离，操作压力为1兆帕，操作温度为30℃，透析水量为进料量的5倍；然后把分离出的果糖、葡萄糖溶液再通过一级纳滤膜系统处理，使果糖、葡萄糖与水分离，单糖达到浓缩，水可回用于纳滤膜分离系统的透析水。
实施例2：
取经过脱色离交后的异麦芽低聚糖糖浆(含固量20-25％，其中葡萄糖占总糖含量30％)10公斤(升)先通过纳滤膜系统1处理，使异麦芽低聚糖与果糖、葡萄糖分离，操作压力为2.5兆帕，操作温度为45℃，透析水量为进料量的7倍；然后把分离出的果糖、葡萄糖溶液再通过纳滤膜系统2处理，使果糖、葡萄糖初步浓缩到浓度为7％，浓缩液经纳滤膜系统3处理，使果糖、葡萄糖进一步浓缩到25％。纳滤膜系统2、3的透过液可作为工艺水回用。
实施例3：
取经过脱色离交后的异麦芽低聚糖糖浆(含固量20-25％，其中葡萄糖占总糖含量30％)20公斤(升)先通过纳滤膜系统1处理，使异麦芽低聚糖与果糖、葡萄糖分离，操作压力为3.4兆帕，操作温度为50℃，透析水量为进料量的8倍；然后把分离出的果糖、葡萄糖溶液再通过反渗透膜系统2处理，使果糖、葡萄糖与水分离。透过液可以作为工艺水回用。
表1、膜系统分离异麦芽糖的效果
待分离原料 纳滤分离后浓缩液 纳滤回收液
  葡萄糖含量％     30     ＜2     ＞90
  三种糖含量％     25     ＞48     0
通过实施例及数据可以看出，纳滤膜对葡萄糖的脱除及产品三糖的截留都有很大提高，换言之副产品葡萄糖的纯度和产品三糖的收率都有很大的提高；当透析水量为进料量7倍时，产品中葡萄糖就已下降至总糖的2％以下，而且此时三糖的收率又高。
实施实例4
取经过离交脱色后的低聚木糖糖浆(含固量20-25％，其中木单糖含量约30％)先通过纳滤膜系统1处理，使低聚木糖与单糖分离，操作压力为2兆帕。操作温度40℃，透析水量为进料量的10倍。然后把分离出的木糖再通过纳滤膜系统2处理，使木糖与水分离。

Claims (4)

1.一种低聚糖的纯化方法，包括低聚糖与单糖的纳滤分离，单糖与水的纳滤分离各工序；其特征在于：低聚糖糖浆通过纳滤膜处理，采用的操作压力为1-4兆帕，操作温度为20-70℃，透析水量为进料量的2-15倍。
2.如权利要求1所述的低聚糖的纯化方法，其特征在于：所述的低聚糖是低聚异麦芽糖或低聚木糖。
3.如权利要求1所述的低聚糖的纯化方法，其特征在于：其中单糖与水分离并浓缩通过一级纳滤或一级反渗透或二级纳滤或二级反渗透系统实现。
4.如权利要求3所述的低聚糖的纯化方法，其特征在于：其中通过一级或二级纳滤或一级或二级反渗透系统分离单糖与水所得到的透过液作为分离低聚糖和单糖的工艺用水。
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