DE2160919A1 - Verfahren zum Trennen von Kohlenhydraten - Google Patents

Description

DR. MOLLER-BORE DIPL.-PHYS. DR. MAWη7. DIPL-CHtM. DR. DEUFEL DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-INQ. GRÄMKOW PATENTANWÄLTE

-8. DEZ. 1171 Ph/th - A 2195

AGENCY OF INDUSTRIAL SCIENCE & TECHNOLOGY 3-1, Kasumigaseki 1 chome, Chiyoda-ku, Tokio, Japan

Verfahren zum Trennen von Kohlenhydraten

Priorität: Japan vom 9 · Dezember 1970, Nr. 109162/70

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von Kohlenhydraten durch Behandeln eines Gemische von Kohlenhydraten mit einem Anionenaustauscher mit Bisulfit- und/ oder Sulfitgruppen bei einer zur Trennung von Kohlenhydraten geeigneten Temperatur. Selbst wenn das Kohlenhydratgemisch Salze, färbende Stoffe und andere Fremdsubstanzen enthält, kann das Verfahren diese Fremdsubstanzen leicht davon abtrennen.

In der Natur kommen verschiedene Arten von Kohlenh;. braten vor. Sie treten äußerst selten in einer freien, isolierten Form auf. Überwiegend treten sie als Bestandteile von Polysacchariden, Oligosacchariden und Glukosiden auf. So werden Zucker durch Hydrolyse von Polysacchariden oder Oligosacchariden mit einer Säure oder einem Enzym hergestellt. Von den verschiedenen Arten von Zuckern kommen

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jene der Klasse der Glukose, wie beispielsweise Stärke und Cellulose, häufig für sich in Form von Polysacchariden vor, die ausschließlich aus Glukoseeinheiten bestehen. Das bedeutet, daß Glukose durch Hydrolyse solcher Glukoseeinheiten mit einer Säure oder einem Enzym leicht hergestellt werden kann. Andere Zucker, wie beispielsweise Fruktose, Galaktose, Mannose und Pentose liegen ursprünglich in Form von Oligosacchariden oder Polysacchariden aus zwei, drei oder mehr Arten von Zuckern vor. Deshalb ist es bei -> der Erzeugung dieser Zucker notwendig, zuerst die Oligosaccharide oder Polysaccharide zu hydrolysieren und d die einzelnen Zucker aus dem durch Hydrolyse gebildeten Gemisch zu trennen. In jüngster Zeit wurde die Umwandlung von Kohlenhydraten durch Verwendung von Mikroorganismen oder Enzymen aus lebenden Körpern und die fermentative Erzeugung von Oligosacchariden oder Polysacchariden lebhaft untersucht. In den meisten Fällen liegen die Produkte der enzymatischen Reaktion und der Fermentierung in Form von Gemischen verschiedener Arten von Kohlenhydraten vor. So stellt der Schritt der Isolierung von Kohlenhydraten eine wesentliche Stufe zur Herstellung von Kohlenhydraten dar.

Es wurde bereits ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Trennung von Kohlenhydraten chromatografisch unter Verwendung von Aktivkohle oder Cellulose als Adsorbens oder eines Anionenaustauscherharzes des Borattyps durchgeführt wird. Nach diesem chromatografischen Verfahren kann nur eine sehr kleine Menge Kohlenhydrate zugleich behandelt werden, und eine Behandlung einer großen Kohlenhydratmenge ist nicht zu erwarten. Darüber hinaus muß bei der Elution der Kohlenhydrate das organische Lösungsmittel oder die Salzlösung, beispieleweise das cerar'o verwendete Borat, hinsichtlich der Konzentrat-'.0 " über den Verlauf der Elution

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variiert werden. Daher umfaßt dieses Verfahren unausweichlich, ein kompliziertes Verfahren zur Bückgewinnung organischen Lösungsmittels oder des Salzes nach der Elutionsstufe.

Wie zuvor beschrieben, ist es äußerst schwierig, ein gewünschtes Kohlenhydrat aus dem Gemisch von Kohlehydraten abzutrennen. Bislang wurde keine gute und industriell anwendbare Methode zur wirksamen Trennung von Kohlenhydraten entwickelt. Da ein gutes Verfahren fehlt, sind _._¥.·, andere Kohlenhydrate als Glukose kostspielig, und die "* Entwicklung von Anwendungen für solche Kohlenhydrate ist stark behindert.

Hauptziel der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum wirksamen und wirtschaftlichen Trennen eines Gemische verschiedener Kohlenhydrate in, seine Kohlenhydrat-Bestandteile zu schaffen.

Eine der vorteilhaftesten Anwendungen des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Trennung von Fruktose und Glukose aus deren Gemischen wie beispielsweise Invertzucker (Sukrose-Hydrolysat, das durch Einwirkung einer Invertase, einer Säure usw. erhalten wurde) oder fruktosehaltigem, glukoseisomerisiertem Sirup (durch Isomerisierung von Glukose zu Fruktose unter Einwirkung eineß glukoseisomerisierenden Enzyms, von Alkali, Anionenaustauscherharz usw. erhaltener Sirup).

Fruktose ist der süßeste Zucker unter allen in der Natur vorkommenden Zuckern. Sie ist der diätetisch überlegenste Zucker. Als Süßstoff oder zur Verwendung in der Medizin und in Arzneimitteln findet Fruktose steieende Beachtung.

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Die bislang verwendete Methode zur Trennung von Fruktose ist unwirtschaftlich und die Ausbeute sehr mäßig. Folglich war Fruktose bislang ein kostspieliges Vergnügen und fand nur beschränkte Verwendung wie beispielsweise bei der Herstellung von pharmazeutischen Erzeugnissen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann nicht nur Fruktose, sondern auch Glukose wirtschaftlich in einer günstigen Ausbeute abgetrennt werden, indem Invertzucker oder glukoseisomericierter Zucker als Rohmaterial eingesetzt wird. Die Glukoseselbst kann in unter wirtschaftlichem Gesichtspunkt äußerst vorteilhafter Weise zu Fruktose konvertiert werden, indem sie unter Verwendung eines Katalysators wie beispielsweise einem glukoseisomerisierenden Enzym (das Glukose in Fruktose zu isomerisieren in der Lage ist und im allgemeinen Glukoseisomerase genannt wird), von Alkali oder einem Anionenaustauscherharz, wie später beschrieben, isomerisiert wird.

Die Erfindung trägt daher wesentlich zur Herstellung von Fruktose bei.

Weitere Ziele und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der näheren Beschreibung unter Bezug auf die beigefügten Figuren? darin zeigen:

Fig. 1 eine grafische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Temperatür und dem Stand der Trennung des Gemischsaus Eruktose und Glukose, das in die beiden entsprechenden Kohlenhydrate getrennt wird, veranb"· haulicht;

Fig. 2 ein Fließschema einer Vorrichtung zur selbsttätigen Durchführung des Verfahrens zur Kohlerihydrattrennung gemäß derErfindungj

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Pig. 3 eine grafische Darstellung zur Trennung von Glukose und Mannose aus einem diese Zucker enthaltenden

Gemisch. ;
Fig. 4 eine grafische Darstellung zur Trennung von Glukose und Galaktose aus einem diese Zucker enthaltenden

Gemisch ;
Fig. 5 eine grafische Darstellung zur Trennung von Fruktose und Mannose aus einem diese Zucker enthaltenden

Gemisch j
Fig. 6 eine grafische Darstellung zur Trennung von D-Xylose und D-Xylulose aus einem diese Zucker enthaltenden

Gemisch: ;
Fig. 7 eine grafische Darstellung zur Trennung von Laktulose und Laktose aus einem diese Zucker enthaltenden

Gemisch ;
Fig. 8 eine grafische Darstellung zur Trennung von Maltose und Glukose aus einem diese Zucker enthaltenden

Gemisch. ; \

Fig. 9 eine gx'afische Darstellung zur Trennung von Fruktoee j

und Glukose aus einem diese Zucker enthaltenden ·,

Gemisch: ;
Fig. 10 eine grafische Darstellung zur Trennung von Fruktose !

und Glukose bei kontinuierlicher Abtrennung aus einem

diese Zucker enthaltenden Gemisch..; Fig. 11 eine grafische Darstellung zur Trennung von Oligosacchariden, Fruktose und Glukose aus einem aus Stärke als Rohmaterial erhaltenen fruktosehaltigen

glukoseiaomerisierten Sirup;
Fig. 12 bis 14 grafische Darstellungen zur Trennung von aus j Melaose abgetrennten färbenden Stoffen und anorganischen ^

Salzen. . s

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Bei der Fortführung von Untersuchungen zu Verfahren zur Trennung von Zuckern unter Verwendung einer Anionenaustauschereäule in der Bisulfit- (anderweitig auch als Hydrogenaulfit- bezeichnet) Form wurde gefunden, daß sich oberhalb einer bestimmten Temperatur das Reaktivitätemaß zwischen der Bi eulfit gruppe des Anionenauetauschers in der Bisulf itform und den Kohlenhydraten deutlich von einem Zucker zum anderen unterscheidet, und daß ein Gemisch von Zuckern äußerst wirksam in die jeweiligen Kohlenhydratbestandteile unter Ausnutzung dieses Reaktivitätsunterschiedes auf getrennt werden kann. Ee wurde auch gefunden, daß eine wirksame Trennung von Kohlenhydraten in ähnlicher Weise durchgeführt werden kann, indem das Gemisch von Kohlenhydraten mit einer Anionenaustauschersäule in der Sulfitform anstelle eines Anionenaustauschers in der Bisulf itform oder eine mit !^ionenaustauscher sowohl der BiBUlfit- als auch BuIfitform gefüllten ffiulo in Kombination behandelt wird.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Kohlenhydrattrannung beim Faasieren hochkonzentrierter Zuckerlösung durch die vorgenannte Säule durchgeführt. Andererseits erfolgt das herkömmliche Verfahren der Säulenchromatografie unter Zurückhalten der Zucker auf Harzen oder geeigneten Adsorptionsmitteln und Zuführen eines organischen Lösungsmittels oder einer Salzlösung unter Konzentrationsanderung, um nach und nach die ELution der Zucker zu bewirken. Daher unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfanren wesentlich von . V( herkömmlichen Verfahren.

Die Trennung von Kohlenhydraten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann mit jede» der Gemische der folgenden Kohlenhydrate erzielt werdent

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Gemische von Aldosen, einschließlich Gemische von Galaktose und Glukose, wie sie in den Hydrolysaten von Lektose gefunden werden, Gemische von Mannose und Glukose aue den Hydrolysaten von Mannen und Gemische von D-Xylose und L-Arabinose aus Xylanhydrolysaten.

Gemische τοη Ketoee und Aldose, einschließlich Gemische von Pruktoee und Glukose aus ßukrosehydrolysaten oder dem Iso«eri8ierungsprodukt der Einwirkung; eines Enzyms oder von Alkali auf Glukose, ein Gemisch aus Fruktose und Mannose als Heaktionsprodukt der Mannoseisomerase, ein Fruktose, Glukose und Mannose enthaltendes Gemisch, ein Gemisch aus D- oder L-Xylose und D- oder L-Xylulose als Heaktionsprodukt der Xyloseisomerase, ein Gemisch von D-Ribulose und D-Ribose und ein Gemisch aus D- oder L-Ribuloee und D- oder L-Arabinose,

Gemische von Disaccharid enthaltenden Oligosacchariden und Monosacchariden, einschließlich ein Gemisch von Maltose und Glukose wie durch Einwirkung von Amylase auf Stärke erhaltene Hydrolysate, ein Gemisch aus Sukrose und Galaktose, erhalten als Haffinosehydrolysate, ein Gemisch aus Xylobiose und Xylose, erhalten als Xylanhydrolysate durch die Einwirkung von Xylanase, ein Gemisch von Cellobiose und Glukose, erhalten als Hydrolysate von Cellulose unter der Einwirkung von Cellulase, ein Gemisch \on Bukrose, Pruktoee uad Glukose, Gemische von Oligosacchariden einer Größenordnung über Maltose, Maltose und Glukose und Gemische von Dextranen und Pruktose, wie sie in fermentierten Lösungen bzw. Fernentationebrühen von Dextranen oder ihren Derivaten gefunden werden,

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Gemische, die Disaccharid-haltige Oligosaccharide enthalten,

Gemische, die Polysaccharide und Disaccharide enthaltende Oligosaccharide enthalten und

Gemische, die Monosaccharide und Polysaccharide enthalten.

Weiterhin kanu das erfindungsgemäße Verfahren wirksam auf Gemische angewandt werden, die Zuckeralkohole, welche mit dem Anionenaustauscher der Bisulfit- oder Sulfitform nicht reagieren, Stärke und andere Polysaccharide, die gegenüber dem Anionenaustauscher sehr schwache oder praktisch keine Reaktivität zeigen, und gegenüber dem Anionenaustauscher Reaktivität aufweisende Kohlenhydrate enthalten· Beispielsweise kann dies Verfahren zur Entfernung restlicher D-Xylose, die bei der Herstellung von Xylitol durch Reduktion von D-Xylose auftritt, zur Entfernung restlichem Sorbitols, das beim Oxydieren von Sorbitol zu Fruktose durch die Einwirkung eines Mikroorganismus auftritt, oder zur Entfernung von Fremdzuckern aus Polysacchariden wie beispielsweise Stärke, Dextrinen und Dextranen oder ihren Teilzersetzungsprodukten eingesetzt werden.

Aldopentosen wie D-Ribose, D- oder L-Arabinose und D- oder L-Xylose und Aldohexosen wie D-Galaktose und D-Mannoee sind gegenüber der Bisulfitform des Anionenaustauschers hochreaktiv und werden deshalb von dem Anionenaustauscher stark zurückgehalten. Daher kann das erfindungsgemäße Verfahren auch zum Abfangen und Sammeln von in Fermentationsbrühen, Reaktionsgemischen, Zersetzungsprodukten und ihren

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Derivaten vorkommenden Kohlenhydraten eingesetzt werden. Es kann auch zum Trennen von Galaktose und Sukrose angewandt werden, die durch Hydrolyse von in den Melassen der Rübenzuckerproduktion vorhandenen Raffinose mit Alpha-Galaktoßidase entstehen.

Aldosen werden im allgemeinen leichter kristallisiert als Ketosen. Bei der Trennung einer Aldose und einer Ketose^ aus ihrem Gemisch wie beispielsweise einem Gemisch von Glukose und Fruktose, von Laktose und Laktulose usw. wird daher das Gemisch konzentriert und stehengelassen, oder das Gemisch bleibt in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels wie Alkohol, Aceton oder Essigsäure, stehen. Darauf folgt teilweise Kristallisation der Aldose. Durch Entfernen der kristallisierten Aldose durch Filtrieren oder Zentrifugieren kann eine Kohlenhydratlösung mit einem geringeren Aldosegehalt erhalten werden. Die Kohlenhydratlösung, die nun einen geringeren Aldosegehalt hat aufgrund der Vor- $ behandlung, wird als Rohmaterial zur Trennung von Aldose i und Ketose gemäß der Erfindung verwendet. Es wurde gefunden, daß die Trennung, wenn sie nach der Vorbehandlung erfolgt, vorteilhafter zur Trennung der Ketose mit höherer Reinheit in verbesserter Ausbeute durchgeführt werden kann, wie wenn die Trennung ohne Vorbehandlung durchgeführt wird.

Diese Vorbehandlung kann nicht nur auf ein Gemisch einer Aldose und einer Ketose angewandt werden, sondern in gleicher Weise auf ein Gemisch aus zwei Arten von Aldosen, solange eine von ihnen leichter kristallisiert als die andere. Im Falle des Gemische von Glukose und Galaktose,

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wie es beispielsweise durch Hydrolyse von Laktose erhalten wird, kristallisiert Galaktose leichter als Glukose. Werden diese Zucker getrennt, wird Galaktose aus dem Gemisch soweit wie möglich durch diese Vorbehandlung entfernt. Darauf kann die Trennung des anderen Kohlenhydrates vorteilhafter durch das erfindungsgemäße Trennverfahren durchgeführt werden, wie wenn keine solche Vorbehandlung beteiligt ist. Fruktose und Glukose kann auch aus solchen Fruktose- und Glukosegemischen wie Invertzuckern und fruktosehaltigem glukoseisomerisiertem Sirup abgetrennt werden. In diesem Falle kann Fruktose in reinem Zustand abgetrennt werden. Andernfalls kann eine Zuckerlösung mit höherem Fruktosegehalt aus diesem Gemisch erhalten werden. Die Zuckerlösung mit einem höheren Fruktosegehalt ist süßer als Invertzucker und Sukrose. Da die Kristallisation von Glukose mit steigendem Fruktosegehalt in solcher Lösung gehemmt wird, kann diese Zuckerlösung in Form eines hochkonzentrierten flüssigen Zuckers erhalten werden. Daher trägt das erfindungsgemaße Verfahren zur Erzeugung hochkonzentrierter Sirupe bei, die die Transportkosten senken. In dieser und manch anderer Hinsicht ist die Erfindung von kommerziellem Gesichtspunkt von hohem Wert.

Ein min einem gogebenen Gemisch von Kohlenhydraten abzutrennen^. ;s Kohleiuiydrat kann gegebenenfalls in einer Ausbeute von fast 100 % erhalten werden, indem man das erfindungsyemäße Verfahren zur Kohlenhydrattrennung mit einer Isomerisierungsreaktion für Kohlenhydrate kombiniert. Bei der Trennung von Glukose und Fruktose aus ihrem Gemisch nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise kann die abgetrennte Glukose oder die Glukoselösung mit einem

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geringen Fruktosegehalt zur Isomerisierung der Glukose zu Fruktose durch Einsatz eines Glukose isomerisierenden Enzyms, eines anorganischen Katalysators wie beispielsweise Alkali oder eines Anionenaustauscherharzes behandelt werden. Dann kann das erhaltene Umwandlungsprodukt als Rohmaterial zur weiteren Abtrennung der Fruktose eingesetzt werden. Bei einer Reaktion zur Umwandlung von Glukose zu Fruktose ist es höchst wirksam, ein Glukose isomerisierendes Enzym als Katalysator zu verwenden. Wird Glukose zu Fruktose unter Einsatz eines Glukose isomerisierenden Enzyms, durch Mikroorganismen der Gattung Streptotnyces erzeugt, isomerisiert, wird die Reaktion in Bereich von pH 4,5 bis 9 hei Temperaburen von 45 bis 80 ⁰C durchgeführt. Kontinuierliche Isomerisierung von Glukose zu Fruktose kann unter Verwendung einer mit einem Glukose isomerisierenden Enaym beschickten Säule durchgeführt werden. Noch bessere Ergebnisse werden durch Kombinieren dieses Verfahrens zur Kohlenhydrattrennung mit der kontinuierlichen Isomerisierungsreaktion erhalten.

Erfindungsgemäß könne^i beide Säulen, mit einem Anionenaustauscher der Bisulfitform und eine Säule mit einem Anionenaustauscher der Sulfitform beschickt, in geeigneter Weise kombiniert und verwendet werden. Beispielsweise kann eine Kohlenhydratlösung, die Oligosaccharide einschließlich Disaccharid (gewöhnlich in einer Konzentration von weniger als 10 %) außer Fruktose und Glukose enthält-, wie beispielsweise in einem fruktosehaltigen glukoseisomerisierten Sirup, der durch Verwendung der Hydrolysate von Stärke als Rohmaterial der Glukocei isomerisierung erhalten wurde, dieser fruktosehaltiye t;lukoseisomerisierte Sirup,

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der weniger kostspielig ist als Invertzucker, zuerst zur Entfernung der Oligosaccharide mit der mit dem Sulfit-Anionenauetauscher gefüllten Säule und dann zur Trennung von Fruktose und Glukose hoher ReiEheit mit der mit dem Bisulfit-Anionenaustauscher gefüllten Säule behandelt werden. Die Erfindung schafft auch eine befriedigende Trennung von Salzen und Kohlenhydraten wie beispielsweise dem Invertzucker, der durch Hydrolyse von Sukrose mit einer Mineralsäure oder einer organischen Säure wie beispielsweise Oxalsäure, und Neutralisieren des Hydrolysats mit Alkali erhalten wird und folglich Salze enthält. In diesem ^ .11 werden Entminerelisierung und Abtrennung von Kohlenhydraten gemäß der Erfindung gleichzeitig bewirkt. Nach dem gleichen Prinzip können Fremdstoffe wie Farbstoffe und anorganische Salze in zufriedenstellender Weise aus einer Kohlenhydratlösung abgetrennt werden, die solche färbenden Stoffe und anorganischen Salze (Asche) in großen Mengen enthält, wie beispielsweise in Melassen (wie Kestiiielassen und Abfallmelassen). Melasse (einschließlich Rest- und Abfallmelasse) ist ein unvermeidbares Erzeugnis, das in Fabriken auftritt, wo Rohzucker und Rübenzucker erzeugt werden. Sie stellt eine stark verfärbte Zuckerlösung mit einem hohen Gehalt an verschiedenen Frei.idsubstangen wie beispielsweise anorganischen Salzen und organischen Stickstoffverbindungen neben Sukrose und durch Inversion eines Teils der Sukrose gebildeter Glukose und Fruktose dar. Diese Melasse kann nicht weiter zur wirtschaftlichen Gewinnung von Zucker verwendet werden. Gegenwärtig wird sie nicht als oüßstoff oder als Rohmaterial zur Zuckertrennung, sonuern nur als Ausgangsmaterial zur Erzeugung von Alkohol oder Zitronensäure durch Fermentation verwendet. E kann der in sole nor lielasse enthaltene

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Zucker gewonnen werden. So ist die Erfindung von sehr hohem kommerziellemWert. In diesem Falle erfolgt die Trennung von Zucker aus der Melasse durch wirksamen Gebrauch der Reaktivität des Anionenaustauschers der Sulfitform gegenüber den Kohlenhydraten. In dieser Hinsicht basiert dieses Verfahren der Zuckerabtrennung auf einem Prinzip, dts von dem des Anionenausschlußverfahrens unter Verwendung von Kationenaustauscherharz des Alkalityps (K oder Na) verschieden ist.

Aufgrund des gleichen Prinzips kann die Erfindung auch zur Trennung, zum Haffinieren und Gewinnen von Kohlenhydraten aus Kohlenhydratlösungen, Stärkehydrolysaten, Glukose isomerisierentem Sirup, Honig, Datteln und Abfällen der Behandlung von pflanzlichen Zellgeweben wie beispielsweise Hülsenfruchtabfällen, die alle färbende Stoffe, anorganische Salze und andere Fremdstoffe in großen Mengen neben Kohlenhydraten enthalten, eingesetzt werden.

Die Erfindung kann auch zum Zwecke der Entfernung von Borsäure und der Abtrennung von Kohlenhydraten aus einer Kohlenhydratlösung eingesetzt werden, die Borsäure oder ein Borat enthält. Es ist bekannt, daß bei der Reaktion der Isomerisierung eines Kohlenhydrats in-ein anderes das Gleichgewicht der Reaktion durch Zusatz von Borsäure oder eines Borats auf eine Seite verschoben wird. Bei der Isomerisierung einer Aldose zu einer Ketose oder umgekehrt, wie beispielsweise zwischen D- oder L-Xylose und D- oder L-Xylulose, zwischen D- oder L-Arabinose und D- oder L-Ribulose oder zwischen Glukose und Fruktose, ist es bekannt, daß das

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Verhältnis von Ketose zu Aldose erhöht wird, wenn die Reaktion in Gegenwart von Borsäure oder einem Borat durchgeführt wird.

Zur vollständigen Entfernung von Borsäure und Abtrennung der Kohlenhydrate aus solcher Reaktionslösung, die Borsäure oder Borat enthält, war es oft notwendig, sehr komplizierte Betriebsweisen zu wählen. Diese Erfindung liefert vollkommene Entfernung von Borsäure zugleich mit der Abtrennung von Zuckern aus der Zuckerlösung, die Borsäure oder ein Borat enthält, oder aus Zuckerlösung, aus der der größere Teil der Borsäure oder des Borats zuvor durch eine gesonderte Behandlung abgetrennt und entferne worden ist.

Das der Säule zuzuführende Kohlenhydratgemisch wird im allgemeinen nach dem Auflösen Iw Wasser eingesetzt und kann in einem organischen Lösungsmittel wie beispielsweise Äthanol und Methanol oder in Lösung, die ein solches organisches Lösungsmittel enthält, gelöst sein·

Als Anionenaustauscher mit Sulfit- oder Bisulfitgruppe können verschiedene Arten von Anionenaustauscherharzen (starke Base, schwache Base usw.), Anionenaustauscher-Cellulose und Anionenaustauscher-Sephadex usw. oder wasserunlösliches Material mit Bisulfitgruppe verwendet werden. Inbesondere sind Anionenaustauscherharze handelsmäßig vorteilhaft, da sie weniger kostspielig sind als andere Anionenaustauscher. Aus diesem Grunde werden Dowex 1-X4· und Dowex 1-X8 (hergestellt von The Dow Chemical Company) und Amberlite IHA-400 (hergestellt von der Firma Höhm & Haas) bevorzugt verwendet. Eine weiter erwünschte Trennung kann durch Verwendung von Anionenau st au scherharzen mit; einem

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niederen Grad an Quervernetzung (mit geringem Gehalt an Divinylbenzol)erzielt werden.

Die Bisulfitform des Anionenaustauscherharzes wird durch Umwandlung des vorgenannten Anionenaustauscherharzes in die ΟΗ-ϊοηη durch Behandeln mit Natriumhydroxid, Substituieren des erhaltenen Anionenaustauscherharzes in der OH-Form mit Natriumbisulfit (NaHBO,) oder Knliumbisulfit (KHSO₅) und Waschen des substituierten Produkts mit Wasser hergestellt. Nach dieser Behandlung wird es in Gebrauch genommen.

Das Anionenaustauscherharz in der Sulfitform wird nach dem

gleichen Verfahren hergestellt, außer daß Natriumsulfit \

(NapSU,) oder Kaliumsulfit (KoSO₅) anstellt des vorgenann- \

ten Bisulfite verwendet wird. \

Wenn das Anionenaustauscherharz mit Natrium- oder Kalium- » bisulfit unreiner Qualität substituiert wird, wird gleichzeitig eine kleine Menge Anionenauetauecherharz der Sulfitform neben Anionenaustauscherharz der Binulfitform erhalten. Um zufriedenstellende gegenseitige Trennung von in einem Gemisch enthaltenen Kohlenhydraten zu bewirken, ist es wünschenswert, eine Säule zu verwenden, die mit einem Anionenaustauscherharz gefüllt iet, das soweit wie möglich in die Bisulfitform überführt wurde. In Abhängigkeit von der Art der zu trennenden Kohlenhydrate oder vom Zweck \ der Trennung kann der Anionenaustauscher der Bisulfitform g in geeigneter Kombination mit einem Anionenaustauscher t der BuIfitforni oder einer anderen geeigneten Form oder ", mit einem Kationenaustauscher eingesetzt werden. Bei der Trennung von Glukose und fruktose von Sukrose beispielsweise

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kann die Hydrolyse von Sukrose und die Trennung von Glukose und Fruktose zugleich erfolgen, indem die Behandlung mittels einer Säule durchgeführt wird, die mit einem Gemisch gefüllt ist, welches ein Kationenaustauscherharz der H-Porm enthält.

Die Säule mit einem Mischform-Anionenaustauscher kann entweder nach Art des Zweibettyps oder des Mischbettyps ausgebildet sein, je nach dem, was für den Zweck der Trennung geeignet ist.

Um Kohlenhydratbestandteile in zufriedenstellender Weise aus ihrem Gemisch unter Verwendung einer Anionenaustauschersäule entweder der Bisulfitform oder der ßulfitform zu trennen, ist es wesentlich, daß der Anionenaustauscher auf Temperaturen jenseits einer bestimmten Höhe gehalten werden eollte. Da die Reaktivität der Bisulf it- oder Sulfitgruppe mit Kohlenhydraten mit der Art der Kohlenhydrate variiert, muß das vorgeschriebene Maß, jenseits dem der Anionenaustauscher gehalten wird, mit der Art der zu trennenden Kohlenhydrate variiert werden.

Fig. 1 ist eine grafische Darstellung der Kurven zur Trennung von Glukose und Fruktose bei der Behandlung eines Gemische aus Glukose und Fruktose mit dem bei verschiedener Temperaturhöhe gehaltenen Anionenaustauscher der Bisulfitform.

Es wurden doppelwandige Säulen mit einer Inneneäule von 1,9 cm Innendurchmesser und JO cm Länge verwendet. Die Innensäulen wurden mit Dowex 1-X4- in der Bisulf itform mit einer Teilchengröße von 0,15 bis 0,075 mm (100 bis 200 mesh) gefüllt. Die Anionenauatauscher in den Säulen wurden bei

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etwa 5 ⁰C ((A) in Fig. 1), etwa 10 ⁰C ((B) in Fi₆. 1), etwa 20 ⁰C (C), etwa 30 ⁰C (D), etwa 35 ⁰C (E) bzw. etwa 4-2 ⁰C (F) durch Umlauf von kaltem oder warmem Wasser innerhalb der äußeren Säulen gehalten. Jeder Säule wurden zwei ml Zuckerlösung mit einem Gehalt von 62B mg Glukose und 566 mg Fruktose zugefünrt, worauf die Zucker durch die Säule durch Zufuhr von Wasser gebracht wurden. Die Waβserdurchflußrate lag bei 20 ml/h und das Fraktionsvolumen lag bei 3 ml.

Aus der Darstellung wird klar, daß Glukose und Fruktose in praktisch ungetrenntem Zustand durchflossen, wenn der Anionenaustauscher bei 5 °C gehalten wurde, und daß die Trennung, der beiden Zucker bei steigender Temperatur des Anionenaustauschers besser wurde, wobei die Verbesserung besonders auffallend bei und über 30 ⁰C wird.

Bei allen Arten von Zuckerlösungen werden die Ergebnisse der Trennung im allgemeinen mit steigender Temperatur des Anionenaustauschers besser. Hinsichtlich der oberen Grenze der Behandlungstemperatur sind die derzeit auf den Markt verfügbaren Anionenaustauscher nicht völlig wärmebeständig. Das Maximum liegt bei etwa 50 ⁰C im Falle des !^Ionenaustauschers der OH-Form. Um die Säule stabil für eine lange Zeit auszunützen, ist es deshalb notwendig, sie bei einer Temperatur zu betreiben, die nicht über die maximal erlaubte, für den verwendeten Anionenaustauscher vorgeschriebene Temperatur hinausgeht.

Ein weiteres herausragendes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Tatsache, daß die Trennung von fc^nlenhydraten unter Verwendung der Säule in jedem Fall unter Verwendung von Wasser durchgeführt werden kann.

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Das eründungsgemäße Verfahren zum Trennen von Kohlenhydraten wird, wie oben erwähnt, beim Durchlauf des Gemischs von Kohlenhydraten durch die mit einem Anionenaustauscher des Bisulfittyps gefüllte Säule durchgeführt. (Dieses Verfahren unterscheidet sich von dem herkömmlichen Verfahren, bei dem das Kohlenhydratgemisch am Harz oder einem geeigneten Adsorptionsmittel in der Säule festgehalten, ein Elutionsmittel unter Konzentrationsänderung zugesetzt und nach und nach die Elution bewirkt wird). Als Lösung zum Ausschwemmen der Zucker aus der Säule nach Zufuhr des Kohlenhydratgemischs zur Säule kann nicht nur Wasser, sondern auch irgendeine andere Lösung, beispielsweise eine wäßrige Lösung eines organischen Lösungsmittels oder anorganischen Salzes verwendet werden (in diecem Falle ist es erfindungsgemäß nicht nötig, die Konzentration des Elutionsmittels entsprechend den zu trennenden Zuckern zu ändern).

Bei der kommerziellen Trennung und Erzeugung von Kohlenhydraten ist es extrem wichtig, daß die Trennung der Kohlenhydrate unter Verwendung von Wasser durchgeführt werden kann. Deshalb kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Kohlenhydrattrennung unter kommerziellem Gesichtspunkt vorteilhafter durchgeführt werden als nach dem komplizierten herkömmlichen Verfahren, das entweder ein organisches Lösungsmittel oder eine anorganische Salzlösung als Elutionsmittel unter stufenweiser Erhöhung der Konzentration einsetzt.

So läßt man in der Hegel die Kohlenhydrate unter Verwendung von Wasser alleine durch die Säule fließen. Zucker wie

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beispielsweise Mannose, Galaktose und Ribose, Arabinose und andere Aldopentosen "besitzen eine große Affinität zum Bisulfit-Anionenaustauscher. Deshalb treten diese Zucker im allgemeinen zuletzt durch den Anionenaustauscher, und ihre Konzentration im Ablauf ist im allgemeinen gering. Daher können die Zucker durch Verwendung der Lösung eines anorganischen Balzee wie beispielsweise Natriumchlorid oder einer Säure oder Alkali zum raschen Durchlaufen in einet hohen Konzentration gebracht werden. Selbst in diesem Falle kann eine genügende Trennung der Zucker in jedem Fall mit Wasser alleine erreicht werden, wenn das Verhältnis aus Höhe/Bodenfläche der Säule des Anionenaustauschere vermindert oder die Temperatur zur Zeit der Trennung geeignet variiert wird.

Dies wird unter Bezug auf eine Ausführungsform der Erfindung weiter erklärt, wobei Fruktose und Glukose aus ihrem Gemisch getrennt werden. Die innere einer doppelwand!gen Säule wird mit einem Anionenaustauscher der Bisulfitform gefüllt. Innerhalb der äußeren Säule wird Warmwasser im Kreis geführt, um das AnionenaustauBcherharz auf einer vorgeschriebenen Temperatur zu halten. Ein Fruktose/Glukose-Gemisch wird über den Säulenkopf in die innere Säule eingebracht und Wasser zugeführt. Aus dem Boden der Säule läuft zuerst «fasser aus, dann werden Fruktose und Glukose nacheinander in der genannten Reihenfolge erhalten, wie in Fig. 1 (D) dargestellt. Die Volumina an Wasser, Fruktose und Glukose, die aus der Säule austreten, stehen in einem praktisch konstanten Verhältnis. Sind die zuzuführenden Mengen des Gemische und des Wassers festgelegt, treten Wasser, Fruktose und Glukose in der genannten Reihenfolge

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in festen Zeiträumen aus der Säule aus. Wenn ein Gemisch . der gleichen Zusammensetzung wieder der Säule zugeführt wird, nachdem die Glukose den ersten Zyklus durchflossen hat, treten Wasser, Fruktose und Glukose wiedei* in der gleichen Keihenfolge in den gleichen Zeiträumen wie beim ersten Zyklus aus.

In diesem Beispiel werden das Zuckergemisch und das Wacr.er von oben her in die Säule eingeführt. Natürlich können sie auch vom Boden der Säule her zugeführt und am Säulenkopf abgezogen werden.

■ Fig. 2 veranschaulicht eine Vorrichtung zur selbsttätigen j Durchführung des vorgenannten Verfahrens. Das Signal von der Einheit 4 betätigt und öffnet das Ventil bzw. den hann j und erlaubt die Zufuhr des Zuckergemischs in die mit dem Anionenaustauscherharz gefüllte Säule 1. Nachdem eine vorbestimmte henge des Gemischs zugeführt ist, betätigt das Signal von aer Einheit 4 das Ventil 2 und erlaubt die Zufuhr von Wasser in die Säule 1. Das am Auslaß der Säule j vorgesehene Ventil 3 wird von dem Signal der Einheit 4- so ! betätigt, daß die zuerst austretende Flüssigkeit, Wasser,

in den Behälter 5 zur Aufnahme der Flüssigkeit geführt wird. Nach Ablauf einer vorbestimmtan Zeitspanne wird das Ventil 3 durch das Signal der Einheit geschaltot, was es erlaubt, die austretende Flüssigkeit in den Behälter b zur Aufnahme <ier i'ruktose zu leiten. Hach Zulauf einer festgelegten Lei.ce der austretenden i:'lüssi£jke-it in den Tank O betätigt das Signal der Einiieit 4 das Ventil 3i so daß die ylukucereiche Flüssigkeit im Behälter '/ ;-.ur Aufnahme von GluKose ge gamine It wire;. Die bis zu diesem Punkt genannton Butriebcuchrittc r.tollcn ο in cn Zyklus dar.

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Wenn die Flüssigkeit vollständig durchgelaufen ist, wird das Gemisch der Zucker üer Säule zugeführt, um den Trennwiederholen, bo kann die Tremmni, der Zucker

mit hoher Wirksamkeib unter Verwendung einer einfachen Vorrichtung durchgeführt werden.

Wie sich aus der vorstehendenBeschreibung klar ergibt, kann das erfindungsgemäße Verfahren Kohlenhydrate aus einem Gemisch, das die Kohlenhydrate, deren Trennung bisher als schwierig erachtet vmrde, enthält, sehr leicht trennen, ßui der Trennung von Glukose und Fruktose aus ihrem Gemisch beispielsweise bringt das erfindungsgemäße Verfahren etwa folgende Wirkungen.

1. Aus einer Glukose und i'ruktose enthaltenden Zuckerlösung kann dieses Verfahren i'ruktose hoher Reinheit (sogar reine iruktose) in einer hohen Ausbeute abtrennen.

2. Das Verfahren erweist sicli als kommerziell von Vorteil, da es iruktose und Glukose wirksam unter Verwendung alleine von Wasser zu trennen vermag.

■"3· Ua die Trennung von Glukose und Fruktose unter Verwendung von Wasser durchgeführt werden kann, erfordern die nach der Trennung erhaltenen Zuckerlösungen kaum irgendeine Kai'f inationsbehandluny.

4. Aus dem gleichen Grunde kann die Anionenaustauscheraäule wiederholt wiederverwendet werden, oline irgendeine Hegeneri erbehandlung zu benötigen.

I¹¹Ur ein ceß^enes Volumen der Anionenaus bauschersäule erlaubL dieses Verfahren, eine große Zuckermenge, eine

209827/ΟΘΑ7

is

- 22 -

verglichen mit der nach dein bekannten chroma to grafisch en Trennverfahren behandelten Menge unglaublich große Menge, zu gleicher Zeit zu behandeln.

6. Da die Zucker durch die Säule mit Wasser geführt werden können, ist die Zuckerkonzentx'ation in der austretenden Flüssigkeit hoch. Folglich kann diesVerl'ahren Kosten ausschließen, die sonst zum Raffinieren von Zuckerlösungen oder zum Aufkonzentrieren der Flüssigkeit erforderlich wären.

7. Nach dem erfindungsgeniäßen Verfahren wird Glukose in Form eines Gemische gewonnen, das in der Hauptmenge Glukose und zu einem kleineren Anteil Fruktose enthält, oder in einer Lösung ausschließlich von Glukose. Obwohl das Fruktose und Glukose enthaltende Gemisch zur weiteren Abtrennung von Fruktose der Säule zugeführt werden kann, kann die einen Hauptanfceil an Glukose und einen kleineren Anteil an Fruktose enthaltende Lösung oder die Glukose allein enthaltende Lösung der Isomerisierung unter Verwendung einer Glukoseiaomerase, von Alkali, eines AnionenaustauBcherharzQs der OH-Form oder einea anderen yeeißneten Katalysatorszur Erhöhung des Fruktosegehaltes durch Umwandlungen Glukose in Frukfcose unterworfen werden. Dann wird das Gemisch der Säule zugeführt. Durch Wiederholung dieses Behandlungszyklus kann alle vorhandene Glukose gegebenenfalls als Fruktose abgetrennt werden. Dies Verfahren kann vorteilhafter durchgeführt werden, wenn es in Kombination mit einex* kontinuierlichen Behandlung zur Isomerisierung der Glukose angewandt wird. Die F idung wird im folgenden näher unter Bezug nuf bevorzugte ."usführungsformen beschrieben. Diese AusrUlirun^uformon

209827/0647

dienen - Vera

nicht.

nschaulich und t.-*- «'

,. . 4 _dem D-hannose
"Goii-Th der ^e₁ ob

Fraktion war 5 ml.

Die erhaltenen Fraktionen wurden auf ihre Zuckeraueamnea-Die eihalten j _ϊβΐΒΐ; _KiB. 3. Die srafiso

setzuns W««·^ _{das Gemisch aus} „.„„„öse und ^rr^SiXi« die ₃eweili_Ben Zucker _Betrcnnt

D-Olukose-Anteile wurden öeweils _Besam

wurde.

τ«;

rt beochreibt eine., Kali, bei dem D-Galai.to₀e

209827/0647

unü D-Ülukone
(jetrennt uuraen

_Eine ,oppexwan«^ S_äUle von 2 B - ^^ΓοΠ^ Il

("uo bis «00 _Md.) eerüllt. Warmes Wasoer
Te J₁, - Ure» SauXe _Ge_führt -«. —e
einer Ter-poratur von etwa <O °0 ,u halten.

·,· _n„ _mit q-10 mg D-Mannose und 1218 ml D-Glukose * ml ^¹;."^^ und danach Wasser ,u_Be_fuhrt.

Eine doppelwandige Säule mit 1,9 cm innerem Säulcndurchmesser und 30 cm Länge wurde mit (1,9 x 20 cm) Dowex 1-XL> in der Bisulfitl'orm mit einer Teilchengröße von 0,074 bis 0,037 mm (200 bis 400 mesh) gefüllt. Innerhalb der äußeren Säule wurde warmes Wasser geführt, um die Säule bei einer Temperatur von etwa 40 ⁰C zu halten.

2 ml Zuckerlösung mit 461 mg D-Galaktose und 4b1 mg D-Glukose wurden auf die Säule gebracht und danach Wasser zugeführt. Die Durchflußrate war etwa 6 ml/h und das Volumen jeder Fraktion betrug 3 ml.

Die erhaltenen Fraktionen wurden auf ihre Zuckerzusammensetzung geprüft. Die Ergebnisse zeigt i'ig. 4. Aus dieser (Darstellung geht klar hervor, daß das Gemisch aus D-Galaktose und D- Glukose vollständig in die jeweiligen Zucker aufgetrennt, wurde.

Die D-Galaktose- und D-Glukose-Anteile wurden jeweils gesammelt und geprüft. Daraus ergab sich, daß 456 mg D-Galaktose 100 %iger Keinheit und 461 mg D-Glukose 100 %iger Keinheit gewonnen wuruen.

Beispiel 3

Dieses Beispiel beschreibt einen l·. 11, bei dem D-Hanno se und D-Fruktose unabhängig aus einem Gemisch dieser Zucker getrennt wurden.

Eine doppelwandige Säule mit 2,8 cm innerem Säulendurchmesser und 30 cm Länge wurde mit (2,8 χ 11 cm) Dowex 1-X8 der Bisulfitform mit einer Teilchengröße von 0,074 bis 0,037 nun (200 bis 400 mesh) gefüllt. Innerhalb der äußeren Säule

209827/0647

wurde wamaes Wasser geführt, um die Säule bei einer Temperatur von etwa 40 ⁰C zu halten.

4 ml Zuckerlösung mil; öciO mg D-Mannose und 11?.C> mg D-i'ruktose wurden auf die Säule gebracht und danach Wasser zugeführt. Die Durchflußrate lag bei etwa 10 ml/h und das Fraktionsvclumen lag bei 3 ml.

Die erhaltenen Fraktionen wurdenauf ihre Zuckerzusammensetzung geprüft. Die Ergebnisse zeigt i'ig. 5· Aus dieser Darstellung ist klar ersieh blich, daß das Gemisch aus D-Mannose und D-Fruktose vollständig in die jeweiligen Zucker aufgetrennt wurde.

Die D-hannose- und D-b'ruktose-Anteile wurden jeweils gesammelt und geprüft. Daraus ergab sich , daß ö72 mg D-Mannose 100 %iger Reinheit und 1042 mg D-Fruktose 100 %iger Reinheit gewonnen wurden.

Beispiel 4

Dieses Beispiel beschreibt einen Fall, "bei dem D-Xylose und D-Xylulose unabhängig aus einem Gemisch dieser Zucker abgetrennt wurden.

Auf eine doppelwandige Säule unter vollkommen gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 wurden 4 ml Zuckerlösung mit 1352 mg D-Xylose und 400 mg D-Xylulose gebracht und darauf Wasser zugeführt. Die Durchflußrate war etwa f ml/h und das i'raktionsvolumen betrug 3

Die erhaltenen Fraktionen wurden auf ihre Zuckerzusainuenaetzung geprüft. Die Ergebnisse zeißt Fig. G. Die Darstellung

2QtÖ27/0S47

- 26 -

deutlich, daß das Geiuiscn aus D-Xylose und D-Xylulose vollständig in die jeweiligen Zucker aufgetrennt wurde.

Die D-Xylose- und Ü-Xylulotie-Anteile wurden jeweils gesammelt und geprüft. Daraus ergab sich, daß 119/ mg D-Xylose einer 100 %igen Keinheit und 397 mg D-Xylulose 100 %iger Koinheifc gev/omien wurden.

Beispiel 5

Dieses Beispiel beschreibt einen if'all, bei dom Laktose und Laktuloce unabhängig aus einem Gemisch dieser Zucker abgetrennt wurden.

Eine doppelwandige Säule mit 1,75 innerem Säulendurchmesser und 60 cm Länge wurde mit (1,75 x 50 cm) Dowex 1-X4 der Bisulfitform mit einer Teilchengröße von 0,149 bis 0,074 mm (100 bis 200 mesh) beschickt. Innerhalb der äußeren Säule wurde warmes Wasser geführt, um die Säule auf einer Temperatur von etwa 40 ⁰C zu halten.

2 ml Zuckerlösung mit 5&7 ^mK Laktose und 203 mg Laktulose wurden auf die Säule gebracht und danach Wasser zugeführt. Die Durchflußrate war"etwa 6 ml/h und das Fraktionsvolumen

Die erhaltenen Fraktionen wurden auf ihre Zuckerzusammensetzung geprüft. Die Ergebnisse zeigt Fig. 7· Aus ihr geht klar hervor, daß das Gemisch aus Laktose und LaKtulose recht zufriedenstellend in die jeweiligen Zucker aufgetrennt wurde.

Die Laktose- und Laktuloae-Anteile wurden jeweils und geprüft. Daraus erc«b sich, daß 179 mc Laktulose mit

- 27 -

•4- t,v %irer Reinheit 96 %icer Reinheit und 558 mg Laktose mit *y/ /- ->

gewonnen wurden.

_bpi dem Maltose

Dieses Beispiel beschreibt einen lall, boi ^

und D-Glukose unabhänßig aus einem Gemiscn ei ei, . abgetrennt wurden.

Au,' die doppelwandige Säule unter vollkommen el«=·»" Bedangen wie in Beispiel 5 wurden ■» ml Zuckerlommb mit fa₃b ».g Kaltose und 916 m_E D-Glukose gebrannt und danach Wasser aufrührt. Die BupohtluBr.t. war etwa O »l/h und das Fraktionsvolumen 3 ml.

Die erhaltenen Fraktionen wurden auf ihre ZucUerzusanruen-8et»ung Geprüft. Die Er_Gebnisse sind in Fig. I wiedergeben, daraus ergibt sich klar, daß das Gemisch aus Maltose und D-Glukose praktisch vollständig m uie jeweiligen Zucker aufgn!,rennt wurde.

Die haltoBC- und D-Glukose-Anteile wurden jeweils aus allen Fraktionen ccsammrlt und geprüft. Daraus eruab sich, uaß SOb mc haitose 100 %i_Ger Reinheit und 901 m_C D-Glukose 100 5*iger Reinheit gewonnen wurden.

Beispiel 7

Dieses Beispiel beschreibt einen Fall, bei dem D-Arabinose und D-Hibulose unabhängig aus einem Gemisch dieser Zucker abgetrennt wurden.

Eine Qoppelwandice Säule mit 2 cm innerem Säulendurehnecserui/i 50 cm Länge wurde mit (2 χ 12 cm) Dowex 1-Xb in oer BiBuli-itl'oru mit einer Teilchcnuröße von ü,OV^ bis O,O3V ».η. C20U bis UKO mesh) eefüllt. Innerhalb der äußeren

209827/06A7

IUUU IO

Säule wurde warmes Wasser geführt, um die Säule bei einer Temperatur von ungefähr 40 ⁰C zu halten.

4 ml Zuckerlösung mit 952 mg D-Arabinose und 241 mc D-Ribulose wurden auf die Säule gebracht und danach Wasser zugeführt. Die Uurchflußrate lag bei etwa 6 ing/h und das Fraktionsvolunen bei 3 ml.

Die D-Arabinose- und D-Ribulose-Anteile wurden-jeweils gesammelt und geprüft. Daraus ergab sich, daß 820 mg D-Arabinose mit ".00 %iger Reinheit und 198 mg D-Ribulose 100 %iger Reinheit gewonnen wurden.

Beispiel 8

Dieses Beispiel beschreibt einen Fall, bei dem D-Ribose und D-Ribulose unabhängig aus einem Gemisch dieser Zucker abgetrennt wurden.

Die doppelwandig Säule des Beispiels 7 wurde bei einer Temperatur von etwa 35 ⁰C gehalten. 4 ml Zuckerlösung mit 322 mg D-Ribose und 168 mg D-Ribulose wurden auf die Säule gebracht und- danach Wasser zugeführt. Die Durchflußrate lag bei etwa b ml/h und das Fraktionsvolumen bei 3 ml.

Die D-Ribose- und D-Ribulose-Anteile wurden jeweils gesammelt und geprüft. Als Ergebnis wurden 312 mg D-Ribose 100 %iger Reinheit und 149 mg D-Ribulose 100 %iger Reinheit gewonnen.

Beispiel 9

Dieses Beispiel beschreibt einen Fall, bei dem Sorbitol .,..und D-Glukose unabhängig «tus einem Gemisch dieser Zucker abgetrennt wurden.

209827/0647

- 29 -

Auf eine doppelwandige Säule völlig gleicher Bedingungen wie in Beispiel 2 wurden 4 ml Zuckerlösung mit 1800 mg Sorbitol und 205 mg D-Glukose gebracht und danach Wasser zugeführt. Die Durchflußrate lag bei etwa 6 ml/h und das Fraktionsvolumenwar 5 ml. Die Sorbitol- und D-Glukose-Anteile wurden gesammelt und geprüft. Daraus ergab sich, daß 1720 mg Sorbitol 100 %iger Reinheit und 1&5 ^g D-Glukose 100 %iger Reinheit gewonnen wurden.

Beispiel 10

Dieses Beispiel beschreibt einen Fall, bei dem D-Glukose und D-Frktose unabhängig aus einem Gemisch dieser Zucker abgetrennt wurden. Doppelwandige Säulen von 1,9 cm innerem Säulendurchmesser und 50 cm Länge wurden jeweils mit (1,9 χ 28 cm) Dowex 1-X4 in der Bisulfitform mit einer Teilchengröße von 0,149 bis 0,074 mm (100 bis 200 mesh) gefüllt. Die Säulen wurden bei etwa 5 °C, etwa 10 ⁰C, etwa 20 C, etwa 50 ⁰C, etwa 55 ⁰C und 42 ⁰C durch Umlauf von Kühlbzw, warmem Wasser innerhalb der äußeren Säule in geeigneter Weise gehalten. 2 ml Zuckerlösung mit einem Gehalt von 628 mg D-Glukose und 586 mg D-Fruktose wurden auf jede der Säulen gebracht und danch Wasser zugeführt. Die Durchflußrate lag bei etwa 20 ml/h und das Frnktionswlumen bei 5 ml.

Die für die verschiedenen Temperaturen erhaltenen Trennkurven sind zusammen in Fig. 1 dargestellt. Aus diesen Darstellungen ergibt sich, daß fast keine Trennung von D-Glukose und D-Fruktose erhalten wurde, wenn die Säulentemperatur beispielsweise bei 5 ⁰C lag, und daß befriedigende Trennung der Zucker bei Temperaturen um 10 0 und besonders gute Trennung oberhalb 50 ⁰C erhalten wurde.

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r.fti spiel 11

Dieses Beispiel beschreibt einen Fall, bei dem dem Vorgehen in Beispiel 10 gefolgt wurde, außer daß die verwendete Säule größer war.

Eine doppelwandige Säule mit 5 cm innerem Säulendurchmesser und 100 cm Länge wurde mit (17*6 ml, 5 cm Durchmeseer _x 89 cm Länge) Dowex 1-X8 in der Bisulfitform mit einer Teilchengröße von 0,297 bis 0,1*9 *m (50 bis 100 mesh) gefüllt, innerhalb der äußeren Säule wurde warmes Wasser geführt, um die Säule bei einer Temperatur von etwa 40 C nu halten.

«ipn 291 B Invertzucker etwa 60 %iger Konzentration I" ZGehalt an ,74,6 _{6 Z}uokerfeetetof_fen) aufbracht und darauf Vasaer su₆eführt. Die Durchflußrate war et«a 214 ml/h und das Fraktionsvolumen 25 ml.

iraktionen wurden auf ihren D-Pruktcae und _eeprü«. Die ao erhaltenen Trennten

zeigt Fig. 9

(-it 76,5 *

* * D-GluKoae) .» er_Se_ben. Diese Lösung vmrde auf i Säule gebracht und Wasser danach _zu_Eefuhrt. «ar etwa ₂₂₅ »l/h ^d das ,rakticnsyolumen

25 ι"

Fraktionen wurden auf D-Fruktoa. und D-Glukose

dal d!.Cnnune von D-.ruktoae und D-Glukoso mit

Nr. 50 als Trennlinie erreicht wurde.

109*27/06*7

Die Gleiche doppelwandige ßäule, wie sie in Beißpiel 11 verwendet wurde , wurde mit (5 * ü2 cm) Dowex 1-X8 der Bisulfitform mit einer Teilchengröße von 0,297 bis 0,149 mm (50 bis 100 mesh) gefüllt. Innerhalb der äußeren Säule wurde warmes Wasser geführt, um die Säule bei einer Temperatur von etwa 40 ⁰O zu halten. Auf die Säule wurden 106 g 75 %ißer Invertzucker (79,5 S Feststoffgehalt) und danach Wasser gebracht. Die Durchflußrate war 214 ml/h.

Aus dem Ausgang der Säule trat zuerst Wasser aus, dann Fruktose. Glukose kam zuletzt. Die drei Anteile wurden getrennt aufgefangen. Der vollständige Glukoseablauf wurde als Ende des Zyklus genommen. Wach dem Ende eines Zyklus wurde frische Zuckerlösung auf die Säule gebracht und das Verfahren wiederholt. So wurden die Zucker kontinuierlich getrennt. Die erhaltenen Ergebnisse zeigt

Fig. 10.

Fig. 10 aigt klar, daß das Gesamtvolumen an ausgetretener

Flüssigkeit bei 1725 ml lag, bestehend aus einem ersten : Wasseranteil von etwa 535 ml Volumen , der zweiten fruktoee- j

reichen Lösung mit einem Volumen von etwa 540 ml und der -

letzten glukosereichen Lösung mit einem Volumen von etwa j

650 ml. Auch wird klar, daß dieser Zyklus regelmäßig j Wiederholt wurde.

Beispiel 13

Auf die gliche Säule, wie sie in Beispiel 12 verwendet

wurde, wurden 72 g Invertzucker (4J,2 g Feststoffgehalt) 3

in einer Konzentration von etwa 60 %, darauf Wasβer gebracht. I

. Die Durchflußrate lag bei etwa 210 ml/h und das Fraktions- ^

volumen war 25 ml. ί

209827/0647 ■'■$

Nach AbBchluß der Trennung wurden die Fruktose- und Glukose-Anteile deweilB gesammelt und geprüft. Die Ergebnisse zeigen, daß 21,0 g Fruktose mit einer Reinheit von 99,9 % abgetrennt wurden.

Danach wurde der Glukoseanteil auf etwa 50 % konzentriert. Dae Konzentrat wurde mit MgSO,, in einer solchen Menge verwendet, daß sich eine Konzentration von 0,005 Mol ergab CoCl₂ zu einer Menge von 0,001 Mol und 900 Einheiten Glukoseisomerase versetzt. Das Gemisch wurde bei 70 C 24 h erhitzt, um zur Reaktion zu führen. Dadurch wurde eine Zuckerlösung mit 11,0 β Fruktose und 10,5 6 Glukose erhalten. Die isomerisierte Zuckerlösung wurde mit einer mit Dowex 1-X8 in der Bisulfitform gefüllten Säule nach dem oben genannten Verfahren behandelt. So wurde sie in 10,8 g Fruktose und 10,4 g Glukose aufgetrennt.

BeiBpiel__1iL-

Dieses Beispiel beschreibt einen Fall, bei dem Fruktose auB einem fruktcsehaltigen Glukose-isomerisierten Sirup, der aus Stärke eiLs Rohmaterial stammte, getrennt wurde.

Glukosesiomerase wurde zugesetzt, um auf das Hydrolysat einer Stärke mit einem Dextroseäquivalent von 97,5 einzuwirken, das durch Dextrinieren von Stärke mit Alpha-Amylase und Verzuckern der flüssigen Stärke mit Glukoamylase erhalten worden war. Die Isomerisierungsreaktion wurde bei 70 ⁰C pH 5,5 bis 7,0, durchgeführt. Der erhaltene fruktosehaltige glukoBeisomerisierte Sirup (mit einem Gehalt an 35 4 % Fruktose, 36,9 % Glukose und/5 % Dligoeacchariden) wurde mit Aktivkohle und Anionenaustauscherharz entfärbt und raffiniert und dann als Rohmaterial zur Abtrennung von Fructose eingesetzt.

209827/0647

- 33 -

Auf eine Säule, gefüllt mit (1,5 x 60 cm) Dowex 1-X8 der Sulfitform und auf etwa 40 ⁰C gehalten, wurden 5 ml des zuvor genannten isomerisierten Sirups aufgebracht. Der Durchlauf durch die Säule wurde mit Wasser bewirkt. Die Durchflußrate war etwa 10 ml/h und das Fraktionsvolunen 3 ml.

Die Fraktionen wurden auf Fruktose, Glukose und Oligosaccharide geprüft. Die Ergebnisse zeigt Fig. 11.

Der Gehalt an Oligosacchariden wurde durch die Menge reduzierenden Zuckers (ausßedrückt als Glukose) wiedergegeben, der durch Zersetzung der Oligosaccharide mit 2 5 S6iger Salzsäure in einer Stunde bei 100 ⁰C erhalten wurde.

Die Darstellung zeigt klar, daß aus der Säule zuerst die Oligosaccharide (Fraktionen Nr. 12 bis 20) und dann Fruktose und Glukose ablaufen.

Durch Sammeln der Fraktionen Nr. 21 bis 39 konnte Zuckerlösung erhalten werden, die Glukose (2,39 g) und Fruktose (2,30 g) und keine Oligosaccharide enthält.

Dann wurde diese hischzuckerlösune , die Glukose und Fruktose enthielt, eingeengt. Die konzentrierte Lösung wurde auf eine Säule gebracht/die mit (2 cm χ 30 cm) Dowex 1-X8 in der Bisulfitform gefüllt und bei etwa 40 ⁰C gehalten war, und dann wurde Wasser zugeführt. Darauf wurden 2,23 g rei. ie Fruktose und eine Mischzuckerlösung mit 2,29 G Glukose und 0,06 ΰ Fruktose erhalten.

Nach dem oben genannten Verfahren konnten die 01i_Gosaccharide entlernt werden, und Fruktose und Glukose konnten aus dem

209 827/0847

<tf

fruktosehaltigeii Glukose-isomerisierten Sirup abgetrennt werden, der aus Stärke durch Einwirkung von Alpha-Amylase, Glukoamylase und Glukoseisomerase stammte. Bei einem anderen Verfahren wurde der fruktosehaltige Glukose-isomerisierte Sirup zuerst mit einem Anionenaustauscher der Bisulfitform zur Trennung in Glukose und ein Gemisch aus Fruktose und Oligosacchariden behandelt. Danach wurde die die Oligosaccharide enthaltende Fruktose mit einer Säule behandelt, die mit einem Anionenaustauscher der Sulfitform gefüllt war, um die Trennung von Fruktose und Oligosacchariden zu bewirken. Bei einem weiteren Verfahren wurde der gleiche Sirup mit einer Säule behandelt, die mit einem Gemisch aus einem Anionenaustauscher der Bisulfitform gefüllt war, um die Trennung von Fruktose, Glukose bzw. Oligosaccharxden zu bewirken.

Beispiel 15 . *.·-π4-

Auf eine Säule (2,5 cm Durchmesser und 40 cm Länge), gefüllt mit Dowex 1W der Bisulfitform und bei etwa 40 C gehalten, wurden 10 ml des gleichen isomerisierten Sirups, wxe er xn Beispiel 14 verwendet wurde, gebracht und darauf Wasser zugeführt. Die Fruktoseanteile wurden gesammelt und aufkonzentriert, um 6 ml Zuckerlösung zu ergeben (Fruktose 56,1 %, Oligosaccharide 4,2 %). Diese Lösung wurde auf eine Säule gebracht, die mit Dowex 1X-8 der ^Sulfitfo™ (1,5 cm Durchmesser und 78 cm Länge) gefüllt war und bex etwa 40 ⁰C gehalten wurde, und darauf wurde Wasser zugeführt. Es konnten etwa 2,2 g praktisch reiner, von Oligosaccharxden freier Fruktose abgetrennt werden.

Beispiel 16 u_Ä« _linri

W.... Beispiel beechreibt einen FaI₁, bei den, « und Fremdsubotonaen wie beiapiolBWoioo flbOond. MoUe und

209827/06

sauren Hydrolysat von

anoreanische Salze, die bex einem ^ _ßulfit

!,elasse anfallen, unter Verwendung von Dowe form ^etTennt werden.

. _cinGcstellt, 30 min

helasse wurde mit Salzsäure au pi -_{jjatriuiQjiydroxid au}f bei 100 ⁰C hydrolysiert, darauf mi · ^ _Filtrat wurde etwa pH 6 neutralisiert und ^" · unter vermindertem Druck aui etwa > konzentriert. Das Konzentrat zex_Kte von 27,8 %, einen Glukosegehalt Aschegehalt von 9,75 % sowxe exnen (Absorptionskoeffizient bei 420 ψ).

_einen

Säule aufßebracht, axe -it (1,5 «

Dowe, 1 X-B in der Sulfite ^»1» "^ _Die

UO °C ^halten wurde. Dann wurde Wa ... ^ -^_n

Durohflußrate war etwa 9 ml/h una a.,. xiakUo

3 ml. Die Ergebnisse «i_Et Tabelle 1 um, Hc 1"

sehen Salzen (A₀Ce) _dur=„ B-.-nd.ln « öer Melasse «1t einer Säule getrennt .,or mit einem Anionenau.tausoher der Suintform

20S327/06A7

Tabelle 1	Farbwert	λ β ehe geht
Fraktion	(420 ψ)	(mg/ml)
Nr.	0	0
12	0	0
13	12,5	0
14	19,0	8,6
15	9,7	31,2
16	6,5	45,3
17	3,2	32,3
18	1,1	10,2
19	0,9	5,7
2u	0	0
21	0	O
22	0	0
23	0	0
24	0	0
25	0	O
26	O	O
2?	O	O
28	0	0
29	0	0
30

28,O
58,0
78,0
80,4

54,0

24,4
9.2

4,0

0
0

3,2

30,5

58,0

68,6

64,5

43,9

14,2

0,9

Beispiel 17

Auf eine Säule, die mit (1,5 cm Durchmesser, 60 cm Länge)' Dowex 1-X8 in der Sulfitform gefüllt und bei etwa 30 ⁰G gehalten war, wurden 5 ml Melasse mit einem Zuckergehalt (Sukroße, Glukose, Fiuktose) von etwa 36 %, einem Asche- · gehalt von 12,3 % und einem Fai'bwert von 133 gebracht und dann Wasser zugeführt. Die Durchflußrate war etwa 10 ml/h und dac Fraktionsvolumen 3 ml. Die Fraktionen wurden auf ihren 8ukros»> Glukose-, Fruktose-, Aschegehalt und Farbwert geprüft. Die Ergebnisse zeigt Fig. 13. Aus

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der Darstellung wird ersichtlich, daß Zucker befriedigend von färbenden Stoffen und anorganischen Salzen, die in der Melasse enthalten sind, abgetrennt werden konnten.

Beispiel 18

Ein 4 ml-Anteil der Säurehydrolysate von Melasse, hergestellt nach Beispiel 15, wurde auf eine Säule gebracht, die mit (1,9 cm Durchmesser χ 59 cm Länge) Dowex 1-X8 in der Bisulfitform gefüllt war und bei etwr. 40 ⁰C gehalten wurde, darauf wurde Wasser zugeführt. Die Durchflußrate war etwa 9 ml/h und das Fraktionsvolumen 3 öl. Die Fraktionen wurden auf Fruktose-, Glukose-, Aschegehalt und Farbwert geprüft. Die Ergebnisse zeigt Fig. 14.

Die Darstellung zeigt, daß das Säurehydrolysat der Melasse befriedigend in färbende Substanzen, anorganischen Salzanteil, Fruktoseanteil und Glukoseanteil aufgetrennt werden konnte.

Beispiel 19

Dieses Beispiel beschreibt einen Fall, bei dem Fruktose und Glukose aus Säurehydrolysat von Melasse durch Behandeln des Hydrolysates mit einer Vorrichtung getrennt werden konnte, die eine Säule mit einem Anionenaustauscher in der Sulfitform und eine Säule mit einem Anionenaustauscher in der Bisulfitform in Keihe angeordnet kombiniert aufweist.

Säurehydrolysate von Melasse (Fruktosegehalt 19i5 %» Glukosegehalt 17,8 fr, Aschegehalt 9 % und Farbwert 158) wurden nach dem Verfahren von Beispiel 15 hergestellt. Auf eine Säule, gefüllt mit(1,5 cm Durchmesser χ 60 cm Länge) Dowex 1-X8 in der Sulfitform und bei etwa 40 ⁰C gehalten, wurden 10 ml des Hydrolysates gebracht, die Elution erfolgte

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unter Verwendung von Wasser. Aus dem Ablauf der Säule mit dem Anionenaustauscher der Sulfitform traten zuerst die färbenden Stoffe und anorganischen Salze aus. Wenn der Ablauf von färbendem Material praktisch beendet war wurde diese Säule mit einer anderen Säule mit Anionenaustauscher der Bisullitform zur weiteren Behandlung der aus der ersten Säule austretenden Flüssigkeit verbunden. Als Säule für den Anionenaustauscher der Bisulfitform wurde eine Säule verwendet, die mit (1,9 cm Durchmesser _x 23 cm Länge) Dowex 1-X8 in der Bisulfitform gefüllt war und die bei etwa 40 ⁰C gehalten wurde.

Die aus der Säule mit Anionenaustauscher der Bisulfitform ablaufende Flüssigkeit wurde in 3 ml-Fraktionen Kesammelt, die auf Fruktose, Glukose-, Aschegehalt und Farbwert geprüft wurden. Die Ergebnisse zeigt Tabelle

Die Zahlenwerte der Tabelle zeigen Har, daß Fruktose und Glukose in befriedigender Weise aus dem Säurehydrolysat von Melasse durch Behandeln des Hydrolysates mxt der Vorrichtung getrennt werden konnten, die die Säule mxt dem IniorenauBtauacher der Sulfitform und die Säule mit dem Anionenaustauscher der Bisulfitform kombinierte.

Tabelle 2

Fraktion Fruktose- Glukose- Farbwert Aschegehalt

Fraktxon _{h lt} Behalt

^Nr# WmI) (mg/ml)

0 0 0 0 0 0 ¹⁵ »9 0,0

⁵ SI '. ' '

20 6B,8 0

208827/0647

Fraktion Fruktoee- Glukose- Farbwert Aeche_Eehalt

21	57,6	O	O	O	O
22	47,1	7,9	O	O	O
23	36,7	18,0	O	O	O
24	25,1	28,4	O	O	O
25	23,7	33,0	O	O	O
26	13,4	33,4	O	O
27	8,4	34,5	O	O
28	4,7	32,9	O	O
29	3,0	32,3	O	O
30	1,9	30,9	O	O
31	O	27,5	O	O
32	O	22,8	O	O
33	O	19,0	O	O
34	O	13,9	O
35	O	11,5	O
36	O	7,9	O
37	O	6,0	O
38	O	3,8	O

Beispiel 20 _.

Dieses Beispiel beschreibt einen Fall, bei dem BoVaure entfernt und gleichzeitig Fruktose und' Glukose aus der Reaktionalösung getrennt wurde, die durch Isomerisieren von Glukose zu Fruktose in Gegenwart von Borsäure oder eineB Borats durch Glukoseisomerase erhalten wurde.

Auf eine Säule, gefüllt mit (1,6 cm Durchmesser χ 30 cm _Länge) Dowex 1-X8 in der Bisulfitform und bei etwa 40 C gehalten, wurden 4 ml einer Zuckerlösung mit 1,86 g Fruktoso,

209827/064

ί. ι ουο ιο

Vaeeer Borßäure gebracht, und darauf ^chaußrate „ar etwa ₅ »l/h Fraktionen «urden auf

Ergebnieee «igt Tabelle J.

A»„ den

dieser Tabelle wird klar, daß Glukose, in befriedigender Weise aus der HiBchlösung von Glukose und Fruktose

getrennt werden konnten.

Tabelle

Fraktion Nr.

12 15

15 16

17 18

19 20

21 22 23 24

25 26

27 28

30 31

Fruktosegehalt Glukosegehalt Borsäuregehalt (mg/ml) (mg/ial) (ag/iol)

4,4

9,7 57,6 115,2 166,0 156,8 122,8 84,4 49,2 14,0 3,0 O O O O O O O O O O O O O

0,6

2,1 i,9

4,8

4,3

2,5

0,9

0,4

O O

0,89

2,00

3,38

7,61

5,01

0,89 O

209827/06^7

Tabelle 4	Fruktose	Glukose	Fruktose +	Fruktosegehalt
	(mg)	(mg)	Glukose (mg)	(%)■
ursprüngliche	334	342	676	^9,4
Lösung	203	108	311	65,3
Fraktion 1	132	179	311	42,4
Fraktion 2	1	56	57	1 8
Fraktion 3

Beispiel 21

Auf eine Säule, mit (1,9 cm Durchmesser χ 22 cm Länge)
Dowex 1-X8 in der Bisulfitform gefüllt und bei etwa 40 ⁰C .
gehalten, wurden 10 ml einer Zuckerlösung mit 2,63 g
D-Xylulose, 0,50 g D-Xylose und 0,47 g Borsäure gebracht,
dann wurde Wasser zugeführt. Darauf wurden 2,57 g borsäurefreie D-Xylulose und D-Xylose abgetrennt. *

Beispiel 22

Eine doppelwandige Säule mit einer Innensäule (2 cm Durchmesser und 30 cm Länge) wurde mit GE-Cellulose (hergestellt ".$ von der Brown Company, U S.A.) in der Bisulfitform gefüllt. ^

Innerhalb der äußeren Säule wurde warmes Wasser geführt. 1

?twa 2

8 C zu halten. ι

Auf diese Säule wurde ein ml Zuckerlösung mit 334 mg ^

Fruktose und 342 mg Glukose gebracht, und danach wurde ^

Wasser zugeführt. Die Durchflußrate war 6 ml/h und das
Fraktionsvolumen 3 ml.

Die ablaufende Flüssigkeit wurde in 3 TIe. geteilt, die
geprüft wurden. Die Ergebnisse zeigt Tabelle 4.

Die Zahlenwerte zeigen, daß diese Behandlung die Zuckerlösung mit einem Fruktosegehalt von 49,4 % in 3 TIe.
teilte, die 65,3 %, 42,4 % und 1,8 % Fruktose enthielten.

209627/0647

¥3

Beispiel 23

10 g Sukrose wurden in 200 ml Wasser gelöst, mit Salzsäure auf pH 2 eingestellt und bei 100 ⁰C 30 min hydrolysiert. Nach der Hydrolyse wurde die Lösung mit Natriumhydroxid neutralisiert und unter vermindertem Druck auf/yO % konzentriert.

4 ml der Invertzuckerlösung (je 1340 mg Fruktose und Glukose Und 30,4 mg Natriumchlorid) wurden auf eine Säule gebracht, die mit (1,6 cm Durchmesser χ 33* cm Länge) Dowex 1-X.8 in der Bisulfitform gefüllt war und bei etwa 40 ⁰C gehalten wurde, wobei der Durchfluß kontinuierlich unter Verwendung von Wasser durchgeführt wurde. Die Durchflußrate war 20 ml/h und das Fraktionsvolumen 3 ml. Die Fraktionen wurden auf Fruktose-, Sukrose-und Natriumchloridgehalt geprüft. Die Ergebnisse zeigt Tabelle 5.

Die Zahlenwerte dieser Tabelle zeigen klar, daß der Natriumchlorid enthaltende Invertzucker in befriedigender Weise in einen Natriumchloridanteil, einen Fruktoseanteil und einen Glukoseanteil durch Behandeln des Invertzucker mit einer Säule mit Dowex 1-ΧΘ in der Bisulfitform getrennt werden konnte: .

Tabelle 5	NaC1-Konz entrat ion	Fruktose-	Glukose-
Fraktion Nr.	(mg/ml)	konzentration (mg/ml)	konzentration (mg/ml)
	0	0	0
10	0,09	0	0
11	0,35	0	0
12	0,30	0	0
13	0,05	13,4	0
14	0	51,5	0
15

209 8 2 7/0647

y ν/ w · \j

Fraktion Nr.	NaCl-Konzentration I (mg/ml) *	!"ruktoce- conzentretio (mg/ml)	Glukoee- n konzentration (mg/ml)	0
16	0	86,8	0
17	0	113,2	0
18	0	102.0	O
19	0	60, ü	8,2
20	0	15.0	36,3
21	0	0,5	52,8
22	0	0	58,2
23	0	0	58,0
24	0	0	53,0
25	0	0	44,1
26	0	0	35,3
27	O	0	27,2
28	o	0	20,0
29	0	0	14,4
30	0	0	7,0
31	0	0	3,5
32	0	0
Beispiel 24

Dieses Beispiel beschreibt einen Fall, bei dem die Behandlung unter Verwendung einer Säule erfolgt, die init dem Gemisch von Anionenaustauschern in der Bisulfit- und Sulfitform gefüllt war. Entfernung der Salze konnte mit noch besseren Ergebnissen erreicht werden, wenn die Behandlung unter Verwendung einer Hischbett- oder Vielbettsäule der beiden Formen des Anionenaustauschers verwendet wurde, wie wenn eine nur mit einem Anionenaustauacher der Bisulfitform gefüllte Säule eingesetzt wurde.

209827/06U

hin natriumchloridhaltiger Invertzucker wurde nach demtt Verfahren von Beispiel 25 hergestellt. Ein 25 ml-Anteil lieser Lösung (20,1 _ε Invertzucker und 0,25 g Hatrium- - ilorid) wurde auf eine Miechbettsäule gebracht, die mit (•-,5 cm Durchmesser χ 40 cm Länge) Dowex 1-X8 der Usulfit- und Sulfitform gefüllt und bei etwa 40 ⁰C ι : ehalten war, wobei der Ablauf aus der Säule unter Verwendung von Wasser durchgeführt wurde. Die Durchjlußrate lag bei etwa 20 ml/h für jede Fraktion und aas Fraktionsvolumeri bei 5 ml. Die Fraktionen wurden * ?.uf Fruktose-, Glukose- und Natriumchloridgehalt unterf sucht. Die Ergebnisse zeigt Tabelle 6. Aus dieser Tabelle wird klar, daß der natriumchloridhaltige Invertzucker in einen Fruktoseanteil und einen Glukoseanteil getrennt werden konnte, die Jeweils vollkommen frei von Natriumchlorid waren, und in einen Anteil, der beide Zucker enthielt.

Tabelle 6

Fraktion Fruktose- Glukose- NaCl-Konzentration Nr. Konzentration konzentration

(mg/ml) (mg/ml) (mg/ml) -

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 O

20	0	0
22	0	0
24	18,6	0
26	140,6	0
28	201,8	0
30	248,2	0
32	211,0	15,0
54	137,6	91,4
36	82,6	171,0
38	40,0	185,4
40	2,0	182,1

209827/0647

Fraktion	Fruktose-	Glukose-
Nr.	Konzentration	konzentr*
	(mg/ml)	(mg/ml)
42	0	136,6
44	0	116,4
46	0	82,3
48	0	44,4
50		22,3
52		4,0
54		0

NaCl-Konzentration

2098 2 7/0647 0 0 0 0 0 O 0

-Patentansprüche- ^: \

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zum Trennen v_On Kohlenhydraten, gegebenenfalls im Gemisch mit anorganischen und ffirbenden Sub stanz en und Borsäure oder Boraten, dadurch g e k β η η ζ e i c h η et, daß ein Kohlenhydratgemisch einem mit einem Anionenausbauscher wenigstens einer der beiden Formen Bisulfit- oder Sulfitform gefüllten Behälter zugeführt und der Kohlenhydratablauf aus dr Behälter durch Zufuhr von Wasser durchgeführt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß. als Kohlenhydratgemisch hauptsächlich Fruktose und Glukose verwendet wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kohlenhydratgemisch eine Lösung, die durch Säurehydrolyse von/^pukrose; und anschließenden Neutralisieren dor erzielten Lösung erhalten wurde, verwendet wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kohlerüiydratlösung eine Lösung, die durch Säurehydrolyse von Melasse und anschließendes Neutralisieren der erzielten Lösnnp erhalten wurde, verwendet wird.

   ^l). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k- e η η ... zeichnet, daß als Kohlenhydrii tgemisch die Mutterlauge, die nach dem Korr. en brier en eines Ausgangsgeminchn von Kohlenhydraten und nach dem Entfernen der auskristallisierten Kohlenhydx*ate verblieben ist, verwendet wird. 209827/0647

   6. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß als Kohlenhydratgemiech die Mutterlauge, die nach Zusatz eines organischen Lösungsmittels zu einem Ausgangsgemisch von Kohlenhydraten und Entfernen der kristallisierten Kohlenhydrate verblieben ist, verwendet wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus Aldose und Ketose bestehendes Kohlenhydratgemiech verwendet wird.

   0. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kohlenhydratgemisch mit einem Anionenaustauscher wenigstens der Bieulfitform oder der BuIfitform, der auf einer zur Trennung der Kohlenhydrate geeigneten Temperatur gehalten wird, behandelt wird.

   9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anionenaustauscher auf einer Temperatur oberhalb 10 ⁰C gehalten wird.

   10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein hauptsächlich Fruktose-und Glukose enthaltendes Kohlenhydratgemiech verwendet wird·

   11. Verfahren nach Anspruch 0, dadurch gekennzeichnet, daß alB Kohlenhydratgemisch eine

   J3olc c lim? ο s c durch Säurehydrolyce von/pukrose) und anschließendes Neutralisieren erhaltene Lösung verwendet wird.

   209827/0647

   Verfahren nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η "zeichnet, daß als Kohlenhydratgern!sch eine

   durch Bäurehydrolyse von Melasse und ansciaießendcs Neutralisieren erhaltene Lösung verwendet wird.

   Verfahren nach Anspruch 1, insbesondere zur Abtrennung von anorganischen und färbenden Substanzen aus Kohlen. Wrcten, dadurch gekennzeichnet, daß eine anoi ganische Substanzen, färbende Substanzen und Kohlenhydrate enthaltende Zuckerlösung, einem mit einem !ionenaustauscher wenigstens der Bisulf itform oder Sulfitform gefüllten Behälter zugeführt und~ das Abfließen dieser vom Behälter abgetrennten Substanzen durch Zufuhr von Wasser bewirkt wird.

   -,it Verfahren nach Anspruch 1J, dadurch g e k e η η -IeHh η e t, daß «la anorganische und färbende Substanzen und Kohlenhydrate enthaltende Zuckerlösung Melasse verwendet wird.

   Substanz und Kohlenhydrate enthaltende _Zu<*erlö_Bun_B ein Helaseehydrolyeat verwendet wird.

   lohnet, daß der jmiraeuiiu»·««· ^aui

   Temperatur oberhalb 10 ⁰C gehalten wird.

   verfahren nach Anspruch 1, insbesondere tür Abtrennung lon Borsäure, Borat und Kohlenhydraten aus einer Borsaure

   209827/0647

   (ο

   oder Bornl enthaltenden Zuckerlösung, dadurch ge kenn ζ eichnet, daß ft-qr einem mit einem Anionenaustauscher wenigstens der Bisulfitform oder der Sulfitform gefüllten Behälter eine Zuckerlösung zugeführt und darauf Wasser herangeführt wird·

   Verfahren nach -Anspruch 1?» dadurch gekennzeichnet, daß der Anionenaustauscher auf einer Temperatur oberhalb 10 ⁰C gehalten wird.

   19. Verfahren nach Anspruch 1, insbesondere zur Trennung von Glukose und i'ruktose, dadurch gekennzeichnet, daß ein fruktosehaltiger glukoseisomerisicrter, Oligosaccharide enthaltender, aus einem Stärkehydrolysat stammender Sirup mit einem Anionenaustauscher der BxGulfitform und der Sulfitform behandelt wird.

   20. Verfahren nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß der Anionenaustauscher bei einer Temperatur oberhalb 10 ⁰C gehalten wird.

   21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch g e k e η η - '/j e ι c Ii η e t, daß der fruktosehaltige glukose-

   Sirup mit einem Anionenaustauscher der ssur ünbiernunL, von Oligosacchariden und Uie verbleibende Zuckerlösung mit einem Anionenaustaur.cher der Bisulfitform weiter behandelt wird.

   209827/0647

   P₂ Verfahren nach Anspruch 20, dadurch g e k e η η i c h η e t, daß der fruktosehaltxge glukose-Lomerisierte Sirup mit einem Anionenaustauscher der Bisulfitform zur Trennung des Sirups in fruktosehaltige Oligosaccharide und Glukose und weiterhin die fruktosehaltigen Oligosaccharide mit exnem Anionenaustauscher der Sulfitform zur Entfernung der Oligosaccharide aus der Fruktose behandelt wxrd.

   Verfahren nach Anspruch 1, insbesondere zur Herstellung * von Fruktose, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus Fruktose und Glukose mxt exnem ^ionenaustauscher der Bisulfitform zur Trennung des Gemische in Fruktose und Glukose behandelt, dxe abgetrennte Glukose isomerisiert, um ein »weites Gemisch aus Fruktose und Glukose zu erhalten, unu das zweite Gemisch mit einem Anionenaustauscher der Bisulfitform zur Abbrennung von Fruktose daraus behandelt wird.

   209827/0647