FI125039B - Sellobioosin puhdistusmenetelmä ja valmistusmenetelmä - Google Patents
Sellobioosin puhdistusmenetelmä ja valmistusmenetelmä Download PDFInfo
- Publication number
- FI125039B FI125039B FI20070770A FI20070770A FI125039B FI 125039 B FI125039 B FI 125039B FI 20070770 A FI20070770 A FI 20070770A FI 20070770 A FI20070770 A FI 20070770A FI 125039 B FI125039 B FI 125039B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- cellobiose
- sugar solution
- solution
- present
- content
- Prior art date
Links
- GUBGYTABKSRVRQ-CUHNMECISA-N D-Cellobiose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-CUHNMECISA-N 0.000 title claims description 178
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 61
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 33
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 claims description 17
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 16
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 14
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 claims description 13
- 229940106157 cellulase Drugs 0.000 claims description 13
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 8
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 8
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 claims description 5
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims description 5
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 96
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 22
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 18
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 11
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 11
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 10
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 10
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 8
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 8
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 7
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 description 5
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 4
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 4
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 238000011033 desalting Methods 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 3
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 3
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 3
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000223261 Trichoderma viride Species 0.000 description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 2
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 2
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 2
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 2
- 235000003599 food sweetener Nutrition 0.000 description 2
- 235000013402 health food Nutrition 0.000 description 2
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000003765 sweetening agent Substances 0.000 description 2
- 241000228212 Aspergillus Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 208000023514 Barrett esophagus Diseases 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 101100482117 Saimiri sciureus THBD gene Proteins 0.000 description 1
- 241000223259 Trichoderma Species 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 108010047754 beta-Glucosidase Proteins 0.000 description 1
- 102000006995 beta-Glucosidase Human genes 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 230000007073 chemical hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002016 disaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 239000013055 pulp slurry Substances 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 235000019605 sweet taste sensations Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
- C07H3/00—Compounds containing only hydrogen atoms and saccharide radicals having only carbon, hydrogen, and oxygen atoms
- C07H3/04—Disaccharides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
- C13K13/00—Sugars not otherwise provided for in this class
- C13K13/007—Separation of sugars provided for in subclass C13K
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- C13B30/00—Crystallisation; Crystallising apparatus; Separating crystals from mother liquors ; Evaporating or boiling sugar juice
- C13B30/02—Crystallisation; Crystallising apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
- C13K1/00—Glucose; Glucose-containing syrups
- C13K1/02—Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials
- C13K1/04—Purifying
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
- C13K13/00—Sugars not otherwise provided for in this class
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
Sellobioosin puhdistusmenetelmä ja valmistusmenetelmä
Tekniikan ala
Esillä oleva keksintö koskee menetelmää erittäin puhtaan sellobioosin talteenottamiseksi sellobioosia sisältävästä sokeriliuoksesta suurella saannolla ja alhaisin kustannuksin ja menetelmää sellobioosin valmistamiseksi, jolla on suuri liukoisuus veteen.
Tekniikan tausta
Sellobioosi on disakkaridi, joka on tuotettu selluloosan hydrolysointi-prosessilla, jota selluloosaa esiintyy laajasti esimerkiksi kasveissa ja jolla on sellainen rakenne, että kaksi glukoosimolekyyliä on liittynyt yhteen β-1,4-sidok-sen välityksellä. Sellobioosi on luonnossa esiintyvä materiaali, jota on läsnä esimerkiksi maissin varsissa ja männyn neulasissa ja sillä on makea maku, mutta ihminen ei ole sitä hydrolysoinut. Näin ollen, jos sellobioosia voidaan tehokkaasti ja taloudellisesti valmistaa, sitä pidettäisiin käyttökelpoisena makeutusaineena käytettäväksi terveyselintarvikkeissa ja sokeritaudista kärsivien potilaiden elintarvikkeissa tai raaka-aineena kosmeettisten tuotteiden ja lääkkeiden valmistamiseksi.
Perinteisesti tunnettuna menetelmänä sellobioosin valmistamiseksi on ehdotettu niitä, joissa selluloosaa hydrolysoidaan kemiallisesti tai entsymaattisesti. Näiden joukossa esimerkit tällaisista entsymaattisista hydrolysointi-menetelmistä pitävät sisällään ne, jotka käsittävät selluloosan saattamisen reagoimaan kaupallisesti saatavien sellulaasiformulaatioiden kanssa, jotka sisältävät sellulaasia, joka on peräisin esimerkiksi mikro-organismeista, kuten niistä, jotka kuuluvat sukuihin Trichoderma ja Aspergillus, jolloin saadaan sellobioosia, samoin kuin menetelmän, jossa sellobioosia valmistetaan käyttäen entsyymiformu-laatioita, joista β-glukosidaasi on poistettu samalla, kun käytetään hyväksi sel-lulaasin ja selluloosan adsorbointitehojen välistä eroa (patenttidokumentti 1), ja menetelmän, jossa selluloosan hydrolyysireaktio suoritetaan ligniinin läsnä ollessa (patenttidokumentti 2). Lisäksi on tunnettu myös menetelmä sellobioosin puhdistamiseksi edellä mainittujen menetelmien parannettuna tekniikkana, joka käsittää lignoselluloosan hydrolysoinnin sellulaasin ja ligniiniä hydrolysoivan bakteerin tai ligniiniä hydrolysoivan entsyymin läsnä ollessa (patenttidokumentti 3). Kuitenkin sokeriliuokset, jotka on valmistettu hydrolyysillä näiden menetelmien mukaisesti, sisältävät itsessään suuren määrän monosakkarideja, kuten glukoo- sia ja sello-oligosakkarideja, eikä niiden näin ollen voida katsoa olevan erittäin puhdasta sellobioosia, ja menetelmät ovat niinikään epätyydyttäviä sellobioosin saantojen suhteen. Lisäksi, jos sokeriliuokseen sekoittuneen glukoosin pitoisuus kasvaa, on odotettavissa, että sellobioosi tuskin kiteytyy.
Toisaalta edellä mainittuna kemiallisena hydrolysointitekniikkana on tunnettu esimerkiksi menetelmä, jossa sellobioosi fraktioidaan ja eristetään käyttäen esimerkiksi hiilikolonnia (ei-patenttidokumentti 1), mutta tämä menetelmä vaatii melko monimutkaisten operaatioiden käyttöä mukaan lukien hiilikolonnin käyttö, jolla on suuri tilavuus, ja suurta määrää etanolia sellobioosin eluoimiseksi kolonnista. Sitäpaitsi menetelmä ei aikaansaa sellobioosia tyydyttävän suurella saannolla, se johtaa näin ollen sellobioosin valmistuskustannusten huomattavaan kasvuun eikä saatua tuotetta voida näin ollen käyttää elintarvikealalla. Lisäksi sellobioosia ei ole vielä massatuotettu teollisesti ja näin ollen sitä on yksinkertaisesti valmistettu hyvin pienessä mittakaavassa ainoastaan reagenssiksi. Äskettäin on kehitetty menetelmä sellobioosin valmistamiseksi (patenttidokumentti 4), joka käsittää vaiheet, joissa keitetään ja hajotetaan raaka-ainetta, joka sisältää luonnossa esiintyvää lignoselluloosaa, ja hydrolysoidaan sitten osittain näin saatu märkä kuitumassa sellulaasin vaikutuksesta käyttämättä mitään kuivausvaihetta. Tämä menetelmä käsittää vaiheet, joissa annetaan sellulaasin vaikuttaa kuivaa-mattomaan märkään kuitumassaan, joka on alustana melko herkkä sellulaasin vaikutukselle, hydrolyysisysteemissä, joka on varustettu ultrasuodatusmembraa-nilla, ja poistetaan jatkuvasti hydrolysointituotteita reaktiosysteemistä suodattamalla, ja menetelmä on näin ollut menestyksekäs sellobioosia sisältävän sokeriliuoksen valmistuksessa suurella saannolla. Lisäksi on niinikään ehdotettu menetelmää sellobioosin puhdistamiseksi saman periaatteen mukaisesti kuin edellä olevassa menetelmässä käytettiin käyttämällä raaka-aineena valkaistua sulppumassaa (patenttidokumentti 5).
Kuitenkin näiden menetelmien mukaisesti valmistetuissa sokeriliuoksissa on suuret glukoosin, oligosakkaridien ja muiden epäpuhtauksien pitoisuudet ja sen vuoksi niitä ei voida käyttää erittäin puhtaan sellobioosin valmistukseen käyttämättä jotakin lisäkäsittelyä.
Patenttidokumentti 1: JP-A-63-226 294;
Patenttidokumentti 2: JP-A-05-317 073;
Patenttidokumentti 3: JP-A-08-89 274;
Patenttidokumentti 4: JP-A-07-184 678;
Patenttidokumentti 5: JP-A-09-107 987;
Ei-patenttidokumentti 1: Miller, G.L., Methods in Carbohydrate Chemistry III, 1963, sivu 134 (Academic Press).
Keksinnön selostus
Keksinnön avulla ratkaistavia ongelmia Näin ollen esillä olevan keksinnön tavoitteena on, ottaen huomioon edellä mainitun tekniikan nykytilanne, saada aikaan menetelmä sellobioosin taloudelliseksi puhdistamiseksi, joka menetelmä mahdollistaa huomattavasti parannetun puhtauden ja talteenottomäärän saavuttamisen, lähtien syntetisoidusta sellobioosista tai sellobioosia sisältävästä sokeriliuoksesta, joka on saatu selluloosan hydrolysoinnilla, käyttämättä mitään monimutkaisia prosesseja.
Esillä olevan keksinnön toisena tavoitteena on saada aikaan menetelmä sellobioosin valmistamiseksi, jolla on suuri liukoisuus veteen.
Keinoja ongelmien ratkaisemiseksi Tämän keksinnön tekijät ovat suorittaneet erilaisia tutkimuksia menetelmistä sellobioosin puhdistamiseksi ja ovat sen tuloksena havainneet, että sellobioosia voidaan helposti erottaa sen kiteiden muodossa saattamalla sellobioosia sisältävä sokeriliuos, jonka sellobioosin määrää suhteessa sokeriliuoksessa läsnä olevien sakkaridien kokonaismäärään on nostettu ainakin ennalta määrätylle tasolle, suolanpoisto- ja värinpoistokäsittelyihin, ja että erittäin puhdasta sellobioosia voidaan saada keräämällä talteen sen tuloksena olevat kiteet. Sitäpaitsi keksinnön tekijät ovat lisäksi havainneet, että erittäin puhdasta sellobioosia voidaan saada edelleen parannettu talteenottomäärä fraktioimalla edellä mainittu sellobioosia sisältävä sokeriliuos käyttäen vahvasti hapanta ka-tioninvaihtohartsia liuoksen sellobioosipitoisuuden nostamiseksi täten ja kiteyttämällä sitten liuoksessa läsnä oleva sellobioosi. Lisäksi keksinnön tekijät ovat niinikään havainneet, että sellobioosijauhetta, jonka liukoisuutta veteen on edelleen parannettu verrattuna sellobioosin alkuperäisten kiteiden liukoisuuteen, voidaan saada, kun lämmitetään sokeriliuosta, joka on näin saatu ja joka sisältää sellobioosia suuremman pitoisuuden, määrätyssä lämpötilassa ja konvertoidaan sitten se jauheeksi käyttämättä mitään lisäkäsittelyä. Esillä oleva keksintö on näin ollen kehitetty edellä esitettyjen havaintojen perusteella.
Esillä oleva keksintö antaa käyttöön seuraavan menetelmän sellobioosin puhdistamiseksi ja menetelmän sellobioosin valmistamiseksi: 1. Menetelmä sellobioosin puhdistamiseksi, joka käsittää vaiheet, joissa (A) valmistetaan sellobioosia sisältävä sokeriliuos; (B) nostetaan sokeriliuok sessa läsnä olevan sellobioosin määrä suhteessa siinä läsnä olevien sakkaridien kokonaismäärään vähintään 50 massaprosenttiin; ja (C) kiteytetään liuoksessa läsnä oleva sellobioosi. 2. Edellä olevassa kohdassa 1 esitetty menetelmä sellobioosin puhdistamiseksi, jossa sokeriliuoksessa läsnä olevan sellobioosin määrä suhteessa siinä läsnä olevien sakkaridien kokonaismäärään nostetaan vähintään 60 massaprosenttiin. 3. Edellä olevassa kohdassa 1 tai 2 esitetty menetelmä sellobioosin puhdistamiseksi, jossa vaihe (B) käsittää ultrasuodatusvaiheen. 4. Edellä kohdassa 3 esitetty menetelmä sellobioosin puhdistamiseksi, jossa vaihe (B) käsittää lisäksi vaiheen, jossa sokeriliuos väkevöidään käyttämällä käänteisosmoosimembraania ultrasuodatusvaiheen jälkeen. 5. Edellä kohdassa 3 esitetty menetelmä sellobioosin puhdistamiseksi, jossa vaihe (B) käsittää lisäksi vaiheen, jossa sokeriliuos fraktioidaan käyttäen vahvasti hapanta kationinvaihtohartsia ultrasuodatusvaiheen jälkeen. 6. Jossakin edellä olevassa kohdassa 1 - 5 esitetty menetelmä sellobioosin puhdistamiseksi, jossa vaihe (A) käsittää vaiheet, joissa keitetään ja hajotetaan raaka-aine, joka sisältää luonnossa esiintyvää lignoselluloosaa, ja sen jälkeen hydrolysoidaan osittain näin saatu kuivaamaton märkä kuitumassa sellu-laasin vaikutuksella. 7. Menetelmä sellobioosin valmistamiseksi, jolla on korkea sen a-ano-meerin pitoisuus, joka menetelmä käsittää vaiheen, jossa kuivataan sokeriliuos, jonka sellobioosin määrä on vähintään 90 massa-% suhteessa siinä läsnä olevien sakkaridien kokonaismäärään samalla, kun liuosta pidetään lämpötilassa, joka vaihtelee välillä 80 - 95 °C. 8. Edellä kohdassa 7 esitetty menetelmä sellobioosin valmistamiseksi, jossa sellobioosia sisältävä sokeriliuos on liuos, joka on saatu liuottamalla uudelleen sellobioosikiteitä. 9. Edellä kohdassa 7 esitetty menetelmä sellobioosin valmistamiseksi, jossa kuivausvaihe on mikä tahansa ruiskukuivauksesta, rumpukuivauksesta tai ekstruderiprosessoinnista. 10. Jossakin edellä olevassa kohdassa 7-9 esitetty menetelmä sellobioosin valmistamiseksi, jossa sellobioosia sisältävä sokeriliuos on sellainen, joka on saatu keittämällä ja hajottamalla raaka-ainetta, joka sisältää luonnossa esiintyvää lignoselluloosaa, ja sen jälkeen hydrolysoimalla osittain näin saatua kuivaamatonta märkää kuitumassaa sellulaasin vaikutuksella.
Keksinnön vaikutukset
Esillä olevan keksinnön mukainen puhdistusmenetelmä mahdollistaa erittäin puhdistetun sellobioosin taloudellisen valmistuksen suurella saannolla. Lisäksi esillä olevan keksinnön mukainen valmistusmenetelmä mahdollistaa erittäin puhdistetun sellobioosin taloudellisen valmistuksen suurella saannolla, jolla sellobioosilla on sen α-anomeerin korkea pitoisuus ja korkea liukoisuus veteen. Näin ollen esillä olevan keksinnön mukaisesti valmistetusta sellobioosista voidaan odottaa luonnollista, ruoansulatuksessa hajoamatonta makeutusainetta, jota voidaan käyttää eri elintarvikealoilla, kuten terveyselintarvikkeissa ja sokeritaudista kärsivien potilaiden elintarvikkeissa. Lisäksi sitä voidaan niinikään käyttää raaka-aineena kosmeettisiin formulaatioihin samoin kuin lääkkeisiin.
Paras tapa keksinnön toteuttamiseksi
Esillä oleva keksintö koskee menetelmää sellobioosin puhdistamiseksi, joka menetelmä käsittää vaiheet, joissa (A) valmistetaan sellobioosia sisältävä sokeriliuos; (B) nostetaan sokeriliuoksessa läsnä olevan sellobioosin määrä suhteessa siinä läsnä olevien sakkaridien kokonaismäärään vähintään 50 massa-prosenttiin; ja (C) kiteytetään siinä läsnä oleva sellobioosi.
Esillä olevassa keksinnössä käytetty sellobioosia sisältävä sokeri-liuos voidaan valmistaa millä tahansa tunnetulla menetelmällä, kuten sillä, jota on selostettu edellä mainitussa patenttidokumentissa 4. Tarkemmin sanoen etikka-happopuskuria, jonka pH-arvo on 5,5, lisätään kuivamaitomaan märkään, valkaisemattomaan sulfiittimassaan, joka on saatu keittämällä ja hajottamalla luonnossa esiintyvää, lignoselluloosaa sisältävää raaka-ainetta 2 massa-% sisältävän lietteen valmistamiseksi. Tämän jälkeen näin valmistettu liete syötetään bioreak-toriin, joka on varustettu ultrasuodatusmembraanilla, liete lämmitetään 45 °C:n lämpötilaan kierrättäen sitä samalla pumpun avulla, Trichoderma viride -lajiin kuuluvasta mikro-organismista peräisin olevaa sellulaasia lisätään lietteeseen 0,1 massaprosentin pitoisuus laskettuna lietteen kokonaismassasta samalla, kun lietettä pidetään tässä lämpötilassa selluloosan hydrolysoimiseksi entsyymireak-tiolla, jota suoritetaan 4 tunnin ajan, ja näin sellobioosia sisältävän sokeriliuoksen saamiseksi.
Vaihtoehtoisesti on mahdollista käyttää menetelmää, jota on seostettu edellä mainitussa patenttidokumentissa 5, lisämenetelmänä tällaisen sellobioosia sisältävän sokeriliuoksen valmistamiseksi. Tämän jälkeen sokeriliuoksessa läsnä olevan sellobioosin määrä suhteessa siinä läsnä olevien sakkaridien kokonaismassaan säädetään tasolle, joka on vähintään 50 massa-%.
Esimerkiksi hydrolyysireaktioliuos, jota on käsitelty johtamalla se edellä mainitun ultrasuodatusmembraanin läpi, voidaan väkevöidä ilman mitään lisä-käsittelyä tai se voidaan niinikään väkevöidä käyttäen käänteisosmoosimem-braania, jolla on hidas tukkeutumisnopeus, sokeriliuoksessa läsnä olevan sellobioosin määrän säätämiseksi suhteessa sakkaridien kokonaismassaan tasolle, joka on vähintään 50 massa-%. Tässä käytetystä ”käänteisosmoosimem-braanista, jolla on alhainen tukkeutumisnopeus” käytetään myös nimitystä ”irrallinen RO-membraani” eikä sitä ole rajoitettu mihinkään määrättyyn sikäli kuin käänteisosmoosimembraanilla on sellainen toiminta, että suurin osa glukoosimo-lekyyleistä kykenee läpäisemään membraanin, mutta suurin osa sellobioosista ei kykene läpäisemään sitä. Esimerkkinä voidaan mainita NTR-7250, joka on saatavana yhtiöltä Nitto Denko Corporation. Näin valmistetussa sokeriliuoksessa läsnä olevan sellobioosin määrä suhteessa siinä läsnä olevien sakkaridien kokonaismassaan on vähintään 50 massa-% ja edullisesti vähintään 60 massa-%. Tämä johtuu siitä, että sellaisen sellobioosia sisältävän sokeriliuoksen käyttö, jonka sellobioosin määrä on alle 50 massa-%, johtaisi kiteiden talteenottomäärän laskuun seuraavassa kiteytys-vaiheessa. Toisin sanoen sokeriliuoksessa läsnä oleva glukoosi ehkäisisi sellobioosin kiteytymistä ja näin ollen sokeriliuoksessa läsnä olevan glukoosin pitoisuus on edullisesti pienempi kuin sellobioosin pitoisuus.
On edullista, että sellobioosia sisältävä sokeriliuos saatetaan värin-poistokäsittelyyn millä tahansa sopivalla tavalla, kuten sellaisella, jossa käytetään aktiivihiiltä, ja suolanpoistokäsittelyyn millä tahansa sopivalla tavalla, kuten sel-liasella, jossa käytetään ioninvaihtohartsia. Nämä vaiheet voivat helpottaa seuraa-vaa kiteytysvaihetta. Tässä suhteessa on edullista, että sellobioosia sisältävää sokeriliuosta, joka on näin saatettu edellä esitettyihin värinpoisto- ja suolanpois-tokäsittelyihin, väkevöidään, kunnes sellobioosipitoisuus ylittää 14 % (paino/tila-vuus). Sellaisen sellobioosia sisältävän sokeriliuoksen käyttö, jonka sellobioosipitoisuus on pienempi kuin 14 % (paino/tilavuus), johtaisi kiteiden talteenotto-määrän laskuun seuraavassa vaiheessa.
Glukoosi, oligosakkaridit ja muut epäpuhtaudet, jotka saattavat ehkäistä sellobioosin kiteytymistä, voidaan tarvittaessa poistaa sokeriliuoksesta käsittelemällä sokeriliuosta esimerkiksi ioninvaihtohartsilla. Esimerkiksi sellobioosia sisältävä sokeriliuos johdetaan kolonnin läpi, joka on täytetty vahvasti happamalla kationinvaihtohartsilla (Na-tyyppinen tai Ca-tyyppinen), mitä seuraa sen eluointi vedellä glukoosin, oligosakkaridien ja muiden epäpuhtauksien erottamiseksi sokeriliuoksesta. Jos tällaisen menetelmän mukaisesti valmistetaan sellobioosia sisältävä sokeriliuos, jonka sellobioosin pitoisuutta ja puhtautta on edelleen parannettu, voidaan saada erittäin puhdistettuja sellobioosikiteitä suurella saannolla. Näin ollen jos väkevöidään sellobioosia sisältävää sokeriliuosta, jonka sellobioosin määrä on vähintään 50 massa-% suhteessa liuoksessa läsnä olevien sakkaridien kokonaismassaan, sellobioosia valmistetaan liuoksesta sen kiteytyksellä ja näin sellobioosikiteitä sisältävää lietettä voidaan valmistaa helposti. Sokeriliuoksesta näin erotetut sellobioosin kiteet voidaan ottaa tai kerätä talteen millä tahansa tunnetulla keinolla, kuten suodatus- tai sentrifugointikäsitte-lyllä. On myös mahdollista valinnaisesti kiteyttää edellä saadut sellobioosikiteet uudelleen. Näin talteen saadut kiteet pestään pienellä määrällä kylmää vettä ja/tai vettä sisältävää etanolia ja sen jälkeen kuivataan.
Tuloksena olevien sellobioosikiteiden puhtaus ja talteenottomäärä voivat vaihdella riippuen käytetyn sellobioosia sisältävän sokeriliuoksen ominaisuuksista, mutta on yleistä, että ne ovat vastaavasti vähintään 93 massa-% ja vähintään 40 massa-%. Tässä yhteydessä sellobioosipitoisuus voidaan määrittää korkean suorituskyvyn nestekromatografiatekniikalla (HPLC-tekniikka).
Esillä olevan keksinnön toisen kohdan mukaisesti aikaansaadaan menetelmä sellobioosin valmistamiseksi, jolla on sen α-anomeerin korkea pitoisuus, joka menetelmä käsittää vaiheen, jossa kuivataan sellobioosia sisältävä sokeriliuos, jonka sellobioosipitoisuus on vähintään 90 massa-% suhteessa siinä läsnä olevien sakkaridien kokonaismassaan samalla, kun sokeriliuos pidetään lämpötilassa, joka vaihtelee välillä 80 - 95 °C.
Kiteisen sellobioosin liukoisuus (liukenemismäärä) veteen voi vaihdella riippuen stereoisomeerien määristä (a-ja β-anomeerien määristä). Esimerkiksi kun sellobioosikiteitä liuotetaan veteen, saatua liuosta pidetään korkeassa lämpötilassa, joka osuu alueelle, jolla liuos ei kiehu, edullisesti välille 80 - 95 °C, aika, joka vaihtelee välillä 0,5 - 2,0 tuntia ja sen jälkeen liuos kuivataan pitäen se samalla tässä lämpötilassa, α-anomeerin määrä kasvaa tuottaen täten sel-lobioosijauhetta, jonka liukoisuutta veteen on parannettu. Tässä käytetty ”liukoisuus” voidaan esimerkiksi arvioida sen ajan perusteella, joka vaaditaan näytteen täydelliseen liuottamiseen veteen todettuna silloin, kun 10 g näytettä lisätään 100 ml:aan vettä, jota pidetään 25 °C:ssa samalla sekoittaen.
Sellobioosiliuoksen kuivausmenetelmää ei ole rajoitettu mihinkään määrättyyn, mutta spesifisiä esimerkkejä siitä ovat ruiskukuivausmenetelmä, rum-pukuivausmenetelmä ja ekstruderiprosessointitekniikka.
Sellobioosituote, jonka liukoisuutta on parannettu, voidaan niinikään valmistaa käyttämättä mitään kiteytysvaihetta. Tarkemmin sanoen sellobioosia sisältävä sokeriliuos, jonka sellobioosipitoisuus on nostettu vähintään 90 mas-saprosentin tasolle fraktiointioperaatiolla käyttäen vahvasti hapanta kationinvaih-tohartsia, saatetaan kuivausvaiheeseen samojen menettelyjen mukaisesti kuin edellä sellobioosituotteen valmistuksen mahdollistamiseksi, jolla on suurempi liukoisuus veteen kuin kiteiden tuotteella, joka on valmistettu kiteytyskäsittelyllä.
Esillä olevaa keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisemmin viitaten seuraaviin koe-esimerkkeihin ja käyttöesimerkkeihin, mutta esillä olevaa keksintöä ei ole millään lailla rajoitettu ollenkaan näihin spesifisiin esimerkkeihin.
Koe-esimerkki 1: Sellobioosin liukoisuuden määrittäminen
Valmistettiin kaupallisesti saatavan sellobioosin (valmistaja Wako Pure Chemical Co. Ltd.) 20-prosenttinen (paino/tilavuus) liuos, saatu liuos syötettiin termostaattikammioon, jota pidettiin lämpötilassa, joka vaihteli välillä 10 -60 °C, sellobioosin kiteiden muodostamiseksi, minkä jälkeen yläpuolisessa nesteessä olevan veden pitoisuus määritettiin Karl Fisher-kosteusmittarilla ja sen jälkeen liukoisuus laskettiin vähentämällä kosteuspitoisuus 100 %:sta.
Taulukko 1
Edellä olevassa taulukossa 1 luetellut tulokset antavat olettaa, että kun sellobioosikiteet erotetaan sellobioosia sisältävästä sokeriliuoksesta, sokeriliuosta pitäisi väkevöidä, kunnes sokeriliuoksen sellobioosipitoisuus ylittää esimerkiksi vähintään 14 % (paino/tilavuus) 20 °C:n lämpötilassa.
Koe-esimerkki 2: Glukoosin vaikutus sellobioosin kiteytykseen
Sellobioosia (saatavana yhtiöltä Wako Pure Chemical Co., Ltd.) sekoitettiin glukoosin (saatavana yhtiöltä kishida Chemical Co., Ltd.) kanssa Brix-liuos-ten 40 ja 50 saamiseksi, kuten niiden, jotka esitetään seuraavassa taulukossa 2, kummankin näistä liuoksista annettiin seistä 20 °C:ssa 90 tuntia ja kiteiden läsnäolo arvioitiin paljain silmin. Lisäksi näytteet, joiden kiteet voitiin ottaa talteen, tarkastettiin sellobioosin puhtauden suhteen korkean suorituskyvyn nestekro-matografian mukaisesti.
Taulukko 2
A: Havaittiin kiteisen sellobioosin suuren määrän läsnäolo; B: Havaittiin kiteisen sellobioosin pienen määrän läsnäolo; C: Ei havaittu lainkaan kiteisen sellobioosin läsnäoloa.
Kuten taulukossa 2 luetelluista tuloksista nähdään, vahvistettiin, että kun glukoosipitoisuus, joka on läsnä sekaliuoksessa, ylittää 50 %, sellobioosia ei voitu helposti kiteyttää. Lisäksi näytteiden kyseessä ollen, jotka kiteytettiin sen jälkeen, kun niiden Brix-pitoisuuksia nostettiin, havaittiin, että tuloksena olevan kiteisen tuotteen sellobioosin puhtaus huononi. Lisäksi saatuja kiteitä tarkasteltiin niiden pintarakenteen osalta pyyhkäisyelektronimikroskoopilla ja sen tuloksena havaittiin sellainen taipumus, että mitä suurempi kiteiden koko oli, sitä parempi oli niiden sellobioosin puhtaus.
Edellä esitetyt tulokset osoittavat selvästi, että erittäin puhdasta sellobioosia voidaan saada suurella talteenottomäärällä, kun valmistetaan sellobioosia sisältävä sokeriliuos, jonka sellobioosipitoisuus on vähintään 50 %, glukoosipitoisuus on korkeintaan 50 % ja Brix-pitoisuus osuu alueelle, 40 - 50, ja käytetään sitä lähtöaineena.
Esimerkki 1
Valmistettiin sellobioosia sisältävä sokeriliuos märästä kuitumassasta sen menetelmän mukaisesti, jota selostetaan patenttidokumentin 4 (JP-A-7-184 678) esimerkissä. Tarkemmin sanoen etikkahappopuskuria, jonka pH-ar-vo oli 5,5, lisättiin märkään, valkaisemattomaan sulfiittimassaan, joka valmistettiin keittämällä ja hajottamalla luonnossa esiintyvää, lignoselluloosaa sisältävää raaka-ainetta, mutta kuivaamatta sitä sen jälkeen, 2-massaprosenttisen lietteen valmistamiseksi. Tämän jälkeen näin valmistettu liete syötettiin bioreaktoriin, joka oli varustettu polysulfonimembraanilla, jonka fraktioiva moolimassa asetettiin arvoon 10 000, liete lämmitettiin 45 °C:n lämpötilaan kierrättäen sitä samalla pumpun avulla ja sellulaasia, joka oli peräisin Trichoderma viride -lajiin kuuluvasta mikro-organismista, lisättiin sitten lietteeseen 0,1 massaprosentin pitoisuus laskettuna lietteen kokonaismassasta pitäen samalla liete tässä lämpötilassa selluloosan hydrolysoimiseksi entsyymi reaktion avulla, jota suoritettiin 4 tunnin ajan. Hydrolyysin reaktioliuos, joka läpäisi ultrasuodatusmembraanin, väkevöitiin sellobioosia sisältävän sokeriliuoksen saamiseksi, joka sisälsi sellobioosia 68 %:n määrän suhteessa liuoksessa läsnä olevien sakkaridien kokonaismäärään.
Tuloksena oleva sellobioosia sisältävä sokeriliuos saatettiin värinpois-tokäsittelyyn käyttäen aktiivihiiltä ja sen jälkeen ioninpoistokäsittelyyn johtamalla liuos kolonnin läpi, joka oli täytetty amfoteerisella ioninvaihtohartsilla (saatavana yhtiöltä Organo Corporation). Tässä vaiheessa sokeriliuoksen sellobioosi-pitoisuuden havaittiin olevan 70 % laskettuna kiintoaineen kokonaispitoisuudesta ja sen glukoosipitoisuuden havaittiin olevan 24 %. Tämän jälkeen sellobioosia sisältävää sokeriliuosta väkevöitiin edelleen, liuoksen saamiseksi, jonka kiintoai-nepitoisuus oli 55 % ja kiteistä sellobioosia sisältävän lietteen muodostamiseksi. Kiteistä sellobioosia sisältävä liete sentrifugoitiin kiteiden keräämiseksi talteen, mitä seurasi kiteiden pesu pienellä määrällä vettä ja sen jälkeen kiteiden kuivaus kiteisen sellobioosin saamiseksi, jonka puhtaus oli 95 % ja saanto 63 % suhteessa sellobioosin kokonaismäärään, joka sisältyi alkuperäiseen sellobioosia sisältävään sokeriliuokseen.
Esimerkki 2
Sellobioosia sisältävään liuokseen tai sokeriliuokseen, joka oli valmistettu samalla menetelmällä kuin esimerkissä 1 käytettiin ja jonka sellobioosin määrä oli 68 % suhteessa siinä läsnä olevien sakkaridien kokonaismäärään, lisättiin glukoosia liuoksen valmistamiseksi, jolla oli seuraava sakkaridikoostumus: sellobioosipitoisuus 61 % ja glukoosipitoisuus 35 %. Sen jälkeen, kun liuos oli saatettu käsittelyihin aktiivihiilellä ja ioninvaihtohartsilla, se väkevöitiin 55 %:n kiintoainepitoisuuteen, jolloin saatiin kiteistä sellobioosia sisältävä liete. Kiteistä sellobioosia sisältävä liete sentrifugoitiin kiteiden keräämiseksi talteen, mitä seurasi kiteiden pesu pienellä määrällä vettä ja sen jälkeen kiteiden kuivaus, jolloin saatiin sellobioosikiteitä, joiden puhtaus oli 93 % ja saanto 40 % suhteessa sellobioosin kokonaismäärään, joka sisältyi alkuperäiseen sellobioosia sisältävään sokeriliuokseen.
Esimerkki 3
Sellobioosia sisältävä sokeriliuos, joka oli valmistettu samalla menetelmällä, jota esimerkissä 1 käytettiin ja jossa käytettiin hyväksi bioreaktoria ja jonka liuoksen sellobioosipitoisuus oli 63 % suhteessa siinä läsnä olevien sakka-ridien kokonaismäärään, saatettiin jatkuvaan väkevöintikäsittelyyn käyttäen mem-braaniväkevöintisysteemiä, joka oli varustettu irrallisella RO-membraanilla (NTR 7250, saatavana yhtiöltä Nitto Denko Corporation). Tarkemmin sanoen bioreak-torin ultrasuodatusmembraanin läpi johdettua sokeriliuosta syötettiin jatkuvasti tähän systeemiin, väkevöityä liuosta kierrätettiin täten tässä systeemissä ja systeemin läpi johdettua liuosta poistettiin sitten jatkuvasti systeemistä. Tuloksena olevan väkevöidyn liuoksen havaittiin tulleen väkevöidyksi noin 12 kertaa. Tarkemmin sanoen sellobioosipitoisuus nostettiin 80 %:iin samalla, kun glukoosin 33 %:n alkupitoisuus laskettiin 16 %:iin. Väkevöity liuos saatettiin sitten värin-poistokäsittelyyn aktiivihiilellä ja suolanpoistokäsittelyyn ioninvaihtohartsilla, mitä seurasi sen väkevöinti 50 %:n kiintoainepitoisuuteen lietteen saamiseksi, joka sisälsi sellobioosikiteitä. Tuloksena olevat kiteet kerättiin talteen ja ne kuivattiin samalla menetelmällä kuin esimerkissä 1 käytettiin, jolloin saatiin kiteistä sellobioosia, jonka puhtaus oli 96 % 70 %:n saannolla suhteessa sellobioosin kokonaismäärään, joka sisältyi alkuperäiseen sellobioosia sisältävään sokeriliuokseen.
Esimerkki 4
Sellobioosia sisältävä sokeriliuos (60 ml, jonka kiintoainepitoisuus oli 50 %), joka oli valmistettu samalla menetelmällä, jota käytettiin esimerkissä 1 ja jonka sellobioosipitoisuus oli 65 % suhteessa siinä olevien sakkaridien kokonaismäärään, panostettiin tilavuudeltaan 10 litran kolonniin, joka oli täytetty Na-tyyppisellä vahvasti happamalla ioninvaihtohartsilla (saatavana yhtiöltä Organo Corporation) ja sen jälkeen sokeriliuosta kehitettiin kolonnin yli vettä käyttäen kolonnin lämpötilan ollessa 70 °C ja SV-arvon 1,0, sokeriliuoksen erottamiseksi glukoosia sisältävään jakeeseen ja sellobioosia sisältävään jakeeseen. Tämä fraktiointi johti sellobioosia sisältävän sokeriliuoksen muodostumiseen, jonka sellobioosipitoisuus oli 91 % laskettuna kiintoaineiden kokonaispitoisuudesta ja glukoosipitoisuus oli 5 % ja havaittiin, että epäpuhtaudet, kuten suolat ja proteiinit oli niinikään myös poistettu sokeriliuoksesta. Näin valmistettu sellobioosia sisältävä sokeriliuos saatettiin käsittelyihin aktiivihiilellä ja ioninvaihtohartsilla samoilla menetelmillä, joita käytettiin esimerkissä 2, mitä seurasi sen väkevöinti 45 %:n kiintoainepitoisuuteen, jolloin saatiin kiteistä sellobioosia sisältävä liete. Kiteistä sellobioosia sisältävä liete sentrifugoitiin kiteiden keräämiseksi talteen, mitä seurasi kiteiden pesu pienellä määrällä vettä ja sen jälkeen kiteiden kuivaus, jolloin saatiin talteen sellobioosikiteitä, joiden puhtaus oli 98 %, 80 %:n saannolla.
Taulukko 3 esittää esimerkeissä 1 - 4 valmistettujen, sellobioosia sisältävien sokeriliuosten sellobioosipitoisuuksia ja glukoosipitoisuuksia samoin kuin jokaisen kiteisen tuotteen puhtauden ja talteenottomäärän välistä suhdetta.
Taulukko 3
Talteenottomäärä ilmoitetaan talteen saatujen kiteisten materiaalien määränä suhteessa sellobioosin massaan, joka sisältyi sokeriliuokseen ennen sen väkevöintiä.
Taulukossa 3 luetellut tulokset osoittavat selvästi, että glukoosipitoi-suuden pienentäminen sokeriliuoksessa mahdollistaa sellobioosin puhtauden ja talteen kerättyjen kiteisten aineiden talteenottomäärän huomattavan parantamisen ja että on tehokasta kiteisten aineiden suuren puhtauden ja suuren talteenottomäärän saavuttamiseksi nostaa etukäteen sellobioosia sisältävän sokeriliuoksen sellobioosin pitoisuus tasolle, joka on vähintään 60 %. Lisäksi edellä olevat tulokset osoittavat myös, että sellobioosia sisältävän sokeriliuoksen sellobioosin pitoisuutta voidaan oleellisesti nostaa, kun poistetaan sellobioosia sisältävässä sokeriliuoksessa läsnä olevaa glukoosia sen sokeriliuoksen väkevöinnillä, joka on saatu sen jälkeen, kun se on johdettu ultrasuodatusmembraa- nin läpi käyttäen irrallista RO-membraania, tai sen väkevöidyn sokeriliuoksen fraktioinnilla, joka on saatu sen jälkeen, kun se on johdettu ultrasuodatusmem-braanin läpi käyttäen vahvasti hapanta ioninvaihtohartsia. Näin tapahtuisi, koska edellä esitetyt operaatiot ja fraktiointi sallivat sokeriliuoksessa läsnä olevan glukoosin poiston samanaikaisesti siinä mahdollisesti läsnä olevien epäpuhtauksien, kuten suolojen ja proteiinien poiston kanssa.
Esimerkki 5
Esimerkissä 4 valmistettu sellobioosia sisältävä sokeriliuos, jolla oli korkea sellobioosipitoisuus, väkevöitiin 20 %:n kiintoainepitoisuuteen, sokeri-liuosta pidettiin sitten 20 °C:n, 60 °C:n tai 80 °C:n lämpötilassa tunnin ajan ja välittömästi tämän jälkeen liuos kuivattiin ruiskukuivurissa, jolloin saatiin sello-bioosijauhetta. Nämä jauhemaiset sellobioosituotteet tarkistettiin vesiliukoisuuden ja anomeerien jakautumamäärän suhteen. Näin saadut tulokset on koottu seuraa-vaan taulukkoon 4. Tältä osin anomeerien jakautumamäärä määritettiin käyttäen kaasukromatografia GC14, saatavana yhtiöltä Shimatdzu Corporation, joka oli varustettu kolonnilla: DB1701 (sisähalkaisija: 0,25 mm; pituus 30 m), saatavana yhtiöltä J & W Company. Tarkemmin jokaista näytettä (1,0 mg) liuotettiin 0,769 ml:aan pyridiiniä, 0,077 ml TMSC:a ja 0,154 ml HMDS:a lisättiin saatuun liuokseen, seosta pidettiin huoneenlämpötilassa yksi tunti ja sitä käytettiin sitten kaasukromatografia-analyysissä. Lisäksi jokaisen näytteen liukoisuus veteen ilmoitettiin aikana, joka vaadittiin näytteen täydelliseen liuottamiseen (liukene-misaika) lisättäessä 10 g näytettä 100 ml:aan ionivaihdettua vettä, jota pidettiin 25 °C:ssa sekoittaen (katso taulukko 4). Tässä yhteydessä α-anomeerin ja β-ano-meerin todettujen määrien esimerkissä 1 valmistettujen kiteiden osalta havaittiin olevan vastaavasti 7,5 % ja 92,5 % ja ajan, joka vaadittiin niiden liuottamiseen havaittiin olevan 12,5 minuuttia.
Taulukko 4
Taulukossa 4 luetelluista tuloksista on vahvistettu, että sellobioosia sisältävän sokeriliuoksen kuivaus kontrolloimalla samalla sen lämpötilaa, saa aikaan sellobioosijauhetta, jonka liukoisuusominaisuudet ovat parantuneet.
Claims (9)
1. Menetelmä sellobioosin puhdistamiseksi, joka käsittää vaiheet, joissa (A) valmistetaan sellobioosia sisältävä sokeriliuos; (B) säädetään sokeriliuoksessa läsnä olevan sellobioosin määrä suhteessa siinä läsnä olevien sakkaridien kokonaismäärään vähintään 50 massaprosenttiin ja sokeriliuoksen Brix-pitoisuus vähintään 50:een, tai säädetään sokeriliuoksessa läsnä olevan sellobioosin määrä suhteessa siinä läsnä olevien sakkaridien kokonaismäärään vähintään 60 massa-prosenttiin ja sokeriliuoksen Brix-pitoisuus vähintään 40:een; ja (C) kiteytetään sokeriliuoksessa läsnä oleva sellobioosi.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä sellobioosin puhdistamiseksi, jossa vaihe (B) käsittää ultrasuodatusvaiheen.
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä sellobioosin puhdistamiseksi, jossa vaihe (B) käsittää lisäksi vaiheen, jossa sokeriliuos väkevöi-dään käyttäen käänteisosmoosimembraania ultrasuodatusvaiheen jälkeen.
4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä sellobioosin puhdistamiseksi, jossa vaihe (B) käsittää lisäksi vaiheen, jossa sokeriliuos fraktioidaan käyttäen vahvasti hapanta kationinvaihtohartsia ultrasuodatusvaiheen jälkeen.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä sellobioosin puhdistamiseksi, jossa vaihe (A) käsittää vaiheet, joissa keitetään ja hajotetaan raaka-ainetta, joka sisältää luonnossa esiintyvää lignoselluloosaa ja sen jälkeen hydrolysoidaan näin saatu kuivaamaton märkä kuitumassa sellulaasin vaikutuksella.
6. Menetelmä sellobioosin valmistamiseksi, joka menetelmä käsittää vaiheen, jossa sellobioosia sisältävä sokeriliuos, jonka sellobioosin määrä on vähintään 90 massa-% suhteessa siinä olevien sakkaridien kokonaismäärään, pidetään lämpötilassa, joka vaihtelee välillä 80 - 95 °C, ja sitten kuivataan sokeriliuos.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, sellobioosin valmistamiseksi, jossa sellobioosia sisältävä sokeriliuos on liuos, joka on saatu liuottamalla uudelleen sellobioosikiteitä.
8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, sellobioosin valmistamiseksi, jossa kuivausvaihe on mikä tahansa ruiskukuivauksesta, rumpukuiva-uksesta ja ekstruderiprosessoinnista.
9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, sellobioosin valmistamiseksi, jossa sellobioosia sisältävä sokeriliuos on sellainen, joka on saatu keittämällä ja hajottamalla raaka-ainetta, joka sisältää luonnossa esiintyvää lignosel-luloosaa, ja hydrolysoimalla sitten osittain näin saatu kuivaamaton märkä kui-tumassa sellulaasin vaikutuksella.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005116054A JP4898135B2 (ja) | 2005-04-13 | 2005-04-13 | セロビオースの精製方法及び製造方法 |
| JP2005116054 | 2005-04-13 | ||
| PCT/JP2006/307726 WO2006112316A1 (ja) | 2005-04-13 | 2006-04-12 | セロビオースの精製方法及び製造方法 |
| JP2006307726 | 2006-11-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20070770L FI20070770L (fi) | 2007-10-12 |
| FI125039B true FI125039B (fi) | 2015-04-30 |
Family
ID=37115040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20070770A FI125039B (fi) | 2005-04-13 | 2007-10-12 | Sellobioosin puhdistusmenetelmä ja valmistusmenetelmä |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8580955B2 (fi) |
| JP (1) | JP4898135B2 (fi) |
| KR (1) | KR100939551B1 (fi) |
| CA (1) | CA2604328C (fi) |
| FI (1) | FI125039B (fi) |
| GB (2) | GB2438573B (fi) |
| WO (1) | WO2006112316A1 (fi) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9238792B2 (en) * | 2009-09-15 | 2016-01-19 | E I Du Pont De Nemours And Company | Compartmentalized simultaneous saccharification and fermentation of biomass |
| SI3191586T1 (sl) | 2014-09-10 | 2020-03-31 | Pfeifer & Langen GmbH & Co. KG | Celobiozna fosforilaza |
| CN105153245B (zh) * | 2015-09-23 | 2018-06-15 | 河南正弘药用辅料有限公司 | 一种药用蔗糖的生产工艺 |
| WO2017153420A1 (de) | 2016-03-08 | 2017-09-14 | Pfeifer & Langen GmbH & Co. KG | Saccharose phosphorylase |
| FI20245708A1 (fi) * | 2024-06-03 | 2025-12-04 | Upm Kymmene Corp | Puusta tuotettu hiilihydraattikoostumus ja sen käyttö |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0683674B2 (ja) * | 1987-03-17 | 1994-10-26 | 味の素株式会社 | セロビオ−スの製造法 |
| JPH0331294A (ja) * | 1989-06-28 | 1991-02-12 | Gun Ei Chem Ind Co Ltd | 新規なオリゴ糖及びその製造方法 |
| JPH0695943B2 (ja) * | 1992-05-21 | 1994-11-30 | 隆司 渡辺 | セロオリゴ糖の製造方法 |
| JPH082312B2 (ja) * | 1993-12-28 | 1996-01-17 | 日本化学機械製造株式会社 | セロオリゴ糖の製造法 |
| JPH0889274A (ja) * | 1994-09-28 | 1996-04-09 | Nippon Paper Ind Co Ltd | セロビオースの製造方法 |
| JPH09107987A (ja) * | 1995-10-17 | 1997-04-28 | Nippon Paper Ind Co Ltd | セロビオースの製造方法 |
| GB0025438D0 (en) * | 2000-10-17 | 2000-11-29 | Unilever Plc | Esters |
| FI20020675A0 (fi) * | 2002-04-09 | 2002-04-09 | Danisco Sweeteners Oy | Puhtaan disakkaridiliuoksen puhdistaminen |
| JP2005068140A (ja) * | 2003-08-07 | 2005-03-17 | Nippon Paper Chemicals Co Ltd | セロオリゴ糖の製造方法 |
| US20070092949A1 (en) * | 2003-12-12 | 2007-04-26 | Koji Odan | Method of converting beta-1,4-glucan to alpha-glucan |
-
2005
- 2005-04-13 JP JP2005116054A patent/JP4898135B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-04-12 WO PCT/JP2006/307726 patent/WO2006112316A1/ja not_active Ceased
- 2006-04-12 US US11/911,146 patent/US8580955B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-04-12 GB GB0719557A patent/GB2438573B/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-04-12 CA CA2604328A patent/CA2604328C/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-04-12 KR KR1020077023342A patent/KR100939551B1/ko not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-10-12 FI FI20070770A patent/FI125039B/fi not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-08-18 GB GBGB0815071.6A patent/GB0815071D0/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20070112843A (ko) | 2007-11-27 |
| JP4898135B2 (ja) | 2012-03-14 |
| GB0719557D0 (en) | 2007-11-14 |
| US20090281305A1 (en) | 2009-11-12 |
| GB2438573A (en) | 2007-11-28 |
| FI20070770L (fi) | 2007-10-12 |
| CA2604328C (en) | 2011-12-06 |
| CA2604328A1 (en) | 2006-10-26 |
| GB0815071D0 (en) | 2008-09-24 |
| US8580955B2 (en) | 2013-11-12 |
| JP2006290831A (ja) | 2006-10-26 |
| WO2006112316A1 (ja) | 2006-10-26 |
| KR100939551B1 (ko) | 2010-02-03 |
| GB2438573B (en) | 2009-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5478732A (en) | Process for the preparation of long-chain inulin with inulinase | |
| JP4675139B2 (ja) | 高純度キシロオリゴ糖組成物 | |
| JP4831420B2 (ja) | 糖の分離 | |
| FI62101B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av xylaner spjaelkningsprodukter av desamma och fiberaemnen ur xylanhaltiga vaextraomaterial | |
| JPS6214280B2 (fi) | ||
| JP2016520093A (ja) | 前処理ありのフェルラ酸の最適化抽出方法 | |
| WO2005042788A1 (en) | Separation process | |
| EP2464599A1 (en) | Fractionation of a waste liquor stream from nanocrystalline cellulose production | |
| FI125039B (fi) | Sellobioosin puhdistusmenetelmä ja valmistusmenetelmä | |
| JP4148609B2 (ja) | キシロース及びキシロオリゴ糖の製造方法 | |
| Jacquemin et al. | Performance evaluation of a semi-industrial production process of arabinoxylans from wheat bran | |
| Jacquemin et al. | Comparison of different twin-screw extraction conditions for the production of arabinoxylans | |
| JP4078778B2 (ja) | キシロオリゴ糖組成物 | |
| JP2022537956A (ja) | ラクト－ｎ－ネオテトラオースの精製法 | |
| JPH10117800A (ja) | 単糖、オリゴ糖または可溶化多糖の製造法 | |
| JP2000333692A (ja) | キシロオリゴ糖の製造方法 | |
| JP4073661B2 (ja) | 酸性キシロオリゴ糖組成物の製造方法 | |
| JP5007878B2 (ja) | クロマトグラフィ分画段階及び結晶化を用いた植物ベースのバイオマスに由来する溶液からガラクトースを回収するための方法。 | |
| JP2003048901A (ja) | 長鎖キシロオリゴ糖組成物およびその製造方法 | |
| JPS61285999A (ja) | キシロ−ス及びキシロ少糖類の製造方法 | |
| EP3606932B1 (en) | Industrial-scale d-mannose extraction from d-mannose bisulfite adducts | |
| RU2793915C1 (ru) | Способ очистки лакто-n-неотетраозы | |
| KR100679411B1 (ko) | 천연 유기 게르마늄수를 이용한 고분자 수용성 약알칼리키토산의 제조방법 | |
| KR101326757B1 (ko) | 옥피를 원료로 하여 옥피 유래 추출물을 선택적으로 제조하는 방법 | |
| JPH1084985A (ja) | リン酸結合オリゴ糖の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 125039 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |
|
| MM | Patent lapsed |