CS244023B1 - Způsob výroby D-glucitolu s obsahem až 15 % hmot. D-mannitolu - Google Patents

Abstract

Způsob výroby D-glucitolu s obsahem až 15 % hmot. D-mannitolu hydrogenacl roztoků smSsí D-glukozy s D-fruktózou, získaných chromatografil na katexu, uvedeného úplnS nebo CáatečnS do cyklu kovu, zejména vápníku, a elucí vodou. Podstata řeSení je v hydrogenac} eluátu s obsahem 70 až 99,5 % hmot. D-glukozy a do 29,5 % hmot. D-fruktó- zy. D-glucitol získaný způsobem podle řeSení se používá v průmyslu potravinářském, farmaceutickém, tabákovém, kosmetickém nebo v lékařství.

Description

Vynález ee týká způsobu výroby D-glucitolu s obsahem až 15 % haot. D-mannitolu. Tento D-glueitol bývá ve výrobní praxi označován jako potravinářský nebo technický D-aorbitol (sterči název sorbit). D-glueitolu s různý· obsahem D-mannitolu se používá příkladně v průmyslu potravinářském, farmaceutickém, kosmetickém, tabákovém nebo v lékařství.

D-glucitol bez obsahu D-mannitolu se podle Ss. AO 8. 202313 vyrábí katalytickou hydro- . genací roztoků distá D-glukósy, jiné možnosti přípravy D-glucitolu jsou'uvedeny například v NSR pat. sp. 8. 845340, brit. pat. ep. 8. 867689 nebo US pat. sp. 8. 2 518 235.

D-glucitol s maximálním obsahem vedlejších cukrů do 1 % hmot. se připravuje např. podle US pat. ep. 8. 2 759 023 nebo NDR pat. sp. 8. 147842 a používá se pro fermentaSní přípravu L-sorbózy, která slouží jako mezirpodukt při výrobS vitaminu C, nebo k výrobě infuzních roztoků. Pro fermentaSní přípravu L-sorbózy je možno použít D-glucitol a vySSím obsahem D-mannitolu, avěak zvýěený obsah D-mannitolu úměrně snižuje výtěžky L-sorbózy.

D-glucitol s obsahem až 5 % haot. vedlejSích cukrů se připravuje např. podle NSR pat. sp. 8. 1 268 606 a používá se v potravinářském průmyslu jako sladidlo dietních výrobků a k výrobě dietních sladivých směsí pro dlabetilqr. Udává se, že přítomná malá množství D-mannitolu v některých případech příznivě ovlivňuje zažívací pochody. Dále se používá jako zvláčňovadlo v tabákovém průmyslu a slouží jako cenná surovina ve farmaceutickém a kosmetickém průmyslu.

Pro mnohé z těchto použití jsou výhodnější sirupovitá směsi obsahující kolem 67 % hexitolů, z toho asi 52 až 57 % D-glucitolu a D-mannitolu asi 10 až 15 %. Tyto směsi jsou běžně označovány Sorbit M a jsou vyráběny katalytickou hydrogenací roztoků, obsahujících směsi D-glukósy a sacharózy.

Levnějlí a dostupněji! sacharóza /která iss hydrolyzuje/ přitom představuje částečnou náhradu D-glukózy. Získaný D-glucitol 8 poměrně vysokým obsahem D-mannitolu věak je nevhodný pro potravinářské ú&ely zejména proto, že zvýěený obsah D-mannitolu může způsobovat zažívací potíže. Proto se takto získaný D-glucitol používá k technickým účelům.

Uvedená nevýhody odstraňuje způsob výroby D-glucitolu s obsahem až 15 % hmot. D- mannitolu hydrogenací roztoků směsí D-glukózy a D-fruktózy, získaných chromatografií na kolonách katexu, uvedeného úplně nebo částečně do cyklu kovu, zejména vápníku, a elucí vodou, vyznačující se tím, že se hydrogenuje eluát s obsahem 70 až 99,5 % hmot. D-glukózy a až 29,5 % hmot. D-fruktózy.

Způsob výroby podle vynálezu odstraňuje nutnost používání čistá krystalická D-glukózy pro potravinářská i technické účely a tím velmi významně snižuje náklady na výrobu žádaného D-glucitolu. Způsob výroby podle vynálezu v návaznosti na čs. AO č. 202313 umožňuje vyrábět plynulou řadu produktů od zcela čistého D-glucitolu přes potravinářský i technický D-glucitol až po směsi s obsahem do 15 % hmot. D-mannitolu, která se označují Sorbit M.

Tyto produkty ee získávají chromatografií roztoků sacharózy, invertního cukru nebo jiných směsí D-glukózy a D-fruktózy nebo směsí sacharózy a invertního cukru na sloupci kati on toměnné pryskyřice a hydrogenací eluátu. Podle nastaveného způsobu jímání se získává eluát o zvoleném složení, t.j. zvoleném obsahu glukózy á frutkózy.

Katalytickou hydrogenací se pak připraví glucitol požadovaná čistoty. Sacharóza, přip. invertní cukr, získaný hydrolyzou sacharózy známými postupy, Jsou levnějěí zdroje D-glukózy než Škrob, z něhož se obvykle získává krystalická D-glukóza. Jsou taká levněji! než Škrobový hydrolysát, který slouží k přípravě D-glucitolu (čs. pat. sp. 8. 124 995).

Hlavním technologickým a ekonomickým přínosem způsobu podle vynálezu je možnost vyrábět bu3 čistý D-gludtol nebo D-glucitol s obsahem D-mannitolu až do 15 % hmot., která se použí3 vají např. v průmyslu potravinářském, farmaceutickém a jinde. DalSí výhodou způsobu podle vynálezu je možnost kontinuální výroby produktu, aniž by se izolovaly jednotlivá frakce, např. čistá D-glukóza, a tím vzniká předpoklad pro zautomatizování celá výroby a její celková zjednodušení.

Následující [říklady provedení způsob podle vynálezu pouze dokládají, ale nijak neomezují.

Přikladl

Vyhřívaná sklenSná kolona o vnitřním průměru 16 cm a výSce 300 cm byla naplněna do výSe 280 cm katexem nasyceným ionty vápníku (Ostion KS 0407). Pracovní teplota 60 °C byla dodržena během celého postupu. Na sloupec katexu bylo nadávkováno 8,2 kg deionizovanáho vodného roztoku invertnlho cukru (invertu) o koncentraci 35 % hmot., připraveného působením silně kyselá ketiontoměnné pryskyřice (ve vodíkovém cyklu) na vodný roztok eacharózy.

Zatížení sloupce invertem bylo 50 g.l' pryskyřice. Eluce převařenou deionizovenou vodou probíhala rychlostí 2 000 ml za 24 min, tj. specifickou rychlostí 0,42 ml.min .cm průřezu sloupce. Při eluci středních směsných frakcí (viz Tabulka 1) byly v zájmu získání možnosti přesnějěího spojování frakcí jímány frakce po 1 000 ml za 12 min. Za 9 b 37 min bylo celkem zachyceno 24 frakcí, z nichž 15. až 24. obsahovaly cukry.

Tabulka 1

Frakce č.	Koncentrace g.100 ml“'	Celková 8uSina 8	Glukóza 8	Fruktóza 8
15	0,71	14,2	14,2
16	4,57	91,4	91,4	-
17	9,72	194,4	194,4	-
18	14,77	295,4	295,4	-
19	21,11	422,2	405,3	16,9
20/a	19,87	198,7	160,9	37,8
20/b ,	23,87	238,7	134,9	103,8
21/a	28,45	284,5	106,7	177,8
21/b	28,73	287,3	53,2	234,1
22/a	27,34	273,4	8,2	265,2
22/b	25,96	259,6	-	259,6
23	14,77	295,4	-	295,4
24	0,93	18,6	-	18,6
celkem		2 873,8 1	1 464,6	1 409,2

Spojením frakcí eluátu obohacených D-glukózou podle některá z následujících alternativ (A až U) je možno po hydrogenaci získat D-glucitol požadovaná kvality. Označení čistoty D-glucitolu v hmot. %, např. 95,6 %, znamená, že zbytek do 100 % trofi D-mannitól, který vzniká hydrogenaci z přítomná D-fruktózy. Frakce eluátu obohacená D-fruktózou na 90 až 95 % hmot. slouží pro přípravu krystalická D-fruktózy nebo vysokorpocentních fruktózových sirupů která nesou označení FS-90 a FS-95.

i

Alternativa A:

Spojeny frakce č. Suěina	Glukóza	Fruktóza	Konečná produkty
			8uSina čistota
8	8	8	g % hmot.

595,4 595,4 až 18

D-glucitol 602,0 100,0 až 20/a 620,9 20/b a 21/a 523,2 21/b až 24 >1134,3

566,2 54,7 241,6 281,6 61,4 1072,9

B-glucitol 627,9 95,6 recykluje ae 523,2 D-řruktóza 1134,3 krystalická nebo PS-95

Alternativa B:

Spojeny frakce č.	Suěina g	Glukóza g	Fruktóza Konečná produkty suěina čistota
g	g	4 hmot.
15 až 19	1 017,6	1 000,7	16,9	B-glucitol 1	029,0 99,2
20/a a 20/b	437,4	295,8	141,6	B-glucitOl	442,3 85,0
21/a až 24	1 418,8	168,1	1 250,7	Pruktózový 1 sirup	418,8 PS-90

Jsou ještě další možnosti (alternativa C až H v tabulce 2), jak získat spojením vhodných frakcí obohacených B-glukózou B-glucitol požadovaná čistoty, např.:

Tabulka 2

Spojeny frakce č.	Sušina g	Glukóza g	Fruktóza Konečná produkty
g	sušina čistota g % hmot.
C 15 až 20/a	1	216,3	1 161,6	54,7	B-Glucitol	1	230,0	97,7
B 15 až 20/b	1	455T0	1 296,5	158,5	D-Glucitol	1	471,3	95,0
E 15 až 21/a	1	739,5	1 403,2	336,3	B-Glucitol	1	759,0	90,0
P 15 až 21/b	2	026,8	1 456,4	570,4	D-Glucitol	2	049,5	86,0
G 15 až 18		595,4	595,4	0	B-Glucitol		602,0	100,0
19 až 20/b		859,6	701,1	158,5	B-Glucitol		869,2	90,0
H 15 až 18		595,4	595,4	0	B-Glucitol		602,0	100,0
19 až 21/a	1	144,1	807,8	336,3	B-Glucitol	1	156,9	85,0

Příklad 2

Vyhřívaná sklenčná kolona vnitřního průměru 5 cm byla do výše 200 cm naplněna kationtoměnnou pryskyřicí (Zerolit 225 SBC 10) nasycenou z 90 % obj. ionty vápníku. Na sloupec pryskyřice bylo nadávkováno 605 g deionizovanáho vodného roztoku sacharózy o koncentraci 35 % hmot. Zatížení pryskyřice bylo 55 g sacharózy na 1 1 pryskyřice, tj. 57,5 g invertu na 1 1 pryskyřice.

— 1 —2

Eluce převařenou dsionizovanou vodou probíhala průtokovou rychlostí 0,22 ml.min .cm průřezu sloupce. Pracovní teplota byla 60 °C, frakce po 130 ml byly jímány po 30,16 min, přičemž směsná frakce 21. a 22. (viz Tabulka 3) byly jímány o polovičním objemu za poloviční dobu. Za 12 h 34 min bylo zachyceno celkem 25 frakcí, z nichž 15. až 25. obsahovaly cukry.

Tabulka 3

Frakce S.	Koncentrace «.100 ml“’	Celková suěina β	Glukóza β	Fruktóze g
15	0,33	0,429	0,429	-
16	1,25	1,625	1,625	-
17	6,68	8,684	8,684	-
18	13,90	18,070	18,070	-
19	19,65	25,545	25,545	-
20	21,90	28,470	27,615	0,854
21/a	23,98	15,587	12,968	2,619
21/b	25,50	16,575	8,569	8,006
22/a	27,70	18,005	3,601	14,404
22/b	28,92	18,798	0,658	18,140
23	29,28	38,064	-	38,064
24	17,22	22,386	-	22,386
25	0,68	0,884	-	0,884
celkem		213,122	107,764	105,357

Spojením frakcí 15 až 19 a jejich katalytickou hydrogenaci se získá roztok, obsahující v sugině 55,0 g čistého D-glucitolu. Spojením frakcí 20 a 21/a, které v suěině obsahují celkem 40,58 g D-glukózy a 3,47 g D-fruktózy, se po hydrogenaci získá roztok technického D-glucitolu, obsahující v suéině 3,9 % hmot. D-mannitolu, vhodný pro použiti jako sladidlo nebo v různých odvětvích průmyslu. Je možno též spojit frakce 20 až 21/b, obsahující v sugině 49,15 g D-glukózy a 11,48 g D-fruktózy a po hydrogenaci získat roztok D-glucitolu, obsahující v suěině 90,5 % hmot. D-glucitolu, a 9,5 % hmot. D-mannitolu, vhodný po zahuštění na 67% sirup pro různé použití v průmyslu (Sorbit M).

D-Olucitol vhodný pro použití v průmyslu potravinářském a ve farmacii, příp. i fermentační výrobu L-sorbózy, je možno získat spojením frakci 15 až 21/a, obsahujících v suěině 94,94 g D-glukózy a 3,47 g D-fruktózy, které po hydrogenaci poskytnou roztok D-glucitolu čistoty 98,2 % hmot., obsahující 1,8 % hmot. D-mannitolu.

Plynovou chromatografií, provedenou např. podle Methods Carbohydr. Chám. 6, 20, 1972, byla ověřena a potvrzena čistota věech získaných produktů.

Claims (1)

1. Způsob výroby D-glucitolu s obsahem až 15 % hmot. D-mennitolu hydrogenaci roztoků směsí D-glukózy s D-fruktózou, získaných chromatografií na katexu, uvedeného úplně nebo částečně do cyklu kovu, zejména vápníku a elucl vodou, vyznačující se tím, že se hydrogenuje eluát s obsahem 70 až 99,5 % hmot. D-glukózy a do 29,5 % hmot. D-fruktózy.