NO136371B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved separasjon av en blanding

av sukkerarter.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved separasjon av sukkerarter ved anvendelse av en kolonne fylt med en anionisk ionébyttér.

Det har tidligere vært foreslått en metode hvor separasjon av sukkerarter erholdes ved hjelp av kromatografi under anvendelse av aktivt carbon eller cellulose som absbrbent eller ved kromatografi under anvendelse av en borattype av en anionisk ionebytterharpikso. Disse kromatografiske metoder er i stand til å behandle kun små mengder, av sukkere hver gang„ Ved elueringen av sukkerartene må det organiske oppløsnings-middel eller saltoppløsning, som en boratoppløsning som anvendes, varieres med hensyn til konsentrasjon under elueringsforløpet. Følgelig innbefatter en slik metode en meget komplisert prosess for gjenvinning av det organiske oppløs-ningsmiddel og for å fjerne saltet etter elueringstrinnet.

Som ovenfor beskrevet er det meget vanskelig i kommersiell målestokk å adskille et ønsket sukker fra en blanding av sukkere. Ingen god industriell anvendbar metode har foreløpig blitt utviklet for effektiv separasjon av sukkere.

Fructose er det søteste sukker blant alle naturlige fore-kommende sukkere. Fra et diettsynspunkt er det et meget ønskverdig sukker. Som søtemiddel eller for anvendelse i medisiner og lege-midler er fructose gjenstand for en stigende oppmerksomhet. Den metode som tidligere har vært anvendt for separasjon av fructose er ikke økonomisk og utbyttet er meget dårlig. Som en følge av dette har fructose til nå vært en meget kostbar handelsvare og har funnet en begrenset anvendelse ved fremstilling av farmasøytiske produkter. I henhold til foreliggende oppfinnelse kan ikke bare fructose men også glucose separares på en økonomisk måte og med gunstige utbytter under anvendelse av invert-sukker eller glucose-isomerisert sukker som råmateriale.

Foreliggende oppfinnelse betyr derfor et vesentlig frem-skritt ved fremstilling av glucose. Fig. 1 viser en grafisk fremstilling av forholdet mellom temperaturen og separasjonstilstanden for en blanding av fructose og gliicose, som separeres til de respektive sukkere. Fig. 2 er en grafisk fremstilling som viser separasjonstilstanden for D-xylose og D-xylulose fra en blanding inneholdende disse sukkere. Fig. 3 viser grafisk separasjonstilstanden for lactulose og lactose fra blandinger av disse sukkere. Fig. 4 viser grafisk separasjonstilstanden forfructose og glucose fra en blanding av disse sukkere. Fig. 5 viser grafisk separasjonstilstanden for fructose og glucose, kontinuerlig separert fra en blanding inneholdende disse sukkere. Fig. 6 viser grafisk separasjonen av oligosaccharider, fructose og glucose fra en fructose-inneholdende glucose-isomerisert sirup erholdt fra et stivelsesråmateriale. Fig. 7 viser grafisk separasjonstilstanden for farvede bestanddeler og organiske salter, separert fra melasse.

Det har nå overraskende vist seg at over visse temperaturer er graden av reaktivitet mellom bisulfittgruppene i en anionisk ionebytter av bisulfittypen og sukkere klart forskjellig fra ett sukker til et annet, og at blandinger av sukkere kan ad-skilles med meget høy effektivitet, til de respektive sukkerkompo-nenter ved anvendelse av denne forskjell i reaktivitet.

Dét er også funnet at effektiv separasjon av sukkere kan

på en lignende måte oppnås ved å behandle blandingen av sukkere ved hjelp av en kolonne fylt med en anionisk ionebytter av sulf.ittype istedenfor en anionisk ionebytter av bisulfittype eller en kolonne pakket med anionisk ionebytter av både bisulfittype og en sulfitt-type i kombinasjon.

Følgelig vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte ved separasjon av en blanding av sukkerarter i vandig oppløsning ved anvendelse av anionbyttere, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved at blandingen tilføres til en kolonne fylt med en anionbytter i bisulfitt- og/eller sulfittformen, at temperaturen holdes ved 30 - 6o°C og at vann derefter tilføres til kolonnen slik at det foregår en separasjon av sukkerartene„

Ved anvendelse av denne fremgangsmåte er det mulig å adskille fructose og glucose fra invert-sukker eller glucose-isomerisert sukker og derved fremstille en kommersielt verdifull sirup med et høyt fructoseinnhold. Da fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er ideelt egnet for en kombinasjon med en isomerisasjonsreaksjon, er den følgelig egnet for fremstilling av fructose på en mere fordelaktig måte enn ved en konvensjonell metode for fructosesepara-sjon. Andre fordeler ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ligger i det faktum at den kan anvendes ikke bare på blandinger av glucose og fructose men på en hvilken som helst kombinasjon av sukkere, innbefattende eksempelvis glucose og galactose, glucose og mannose, xylose og xylulose, lactose og lactulose.

Fremgangsmåten ved fremstilling av fructose ved separasjon i henhold til foreliggende oppfinnelse kan gjennomføres med høy effektivitet når den utføres i kombinasjon med isomerisasjon av glucose til fructose ved hjelp av et glucose-isomeriseringsenzym (generelt betegnet som glucoseisomerase). Den forøkede effektivitet av den kombinerte metode følger fra det faktum at glucoseoppløsnin-gen som utskilles ved separasjonsprosessen for fructose fra invert-sukker eller glucose-isomerisert sukker, kan uten ytterligere be handling (eller med en liten grad av oppkonsentrering), omdannes tilfructose ved hjelp av glucoseisomerase. Selv om små mengder av S02overføres til glucoseoppløsningen, erholdt under fructosesepa-rasjonsprosessen, tjener denne mengde SO2til å bringe oppløsningen i en reduserende tilstand, som er gunstig for den enzymatiske isomerisering, og ytterligere at farvemisdannelse i sukkeroppløsningen inhiberes og stabiliteten av glucoseisomeratet blir forbedret. Glu-coseoppløsningen som erholdes samtidig med separasjon av fructose ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse, er funnet å være et ideelt råmateriale for en enzymatisk isomerisering ved hjelp av glucoseisomerase.

Ved reaksjonen for omdannelse av glucose til fructose er det mest effektivt å anvende glucoseisomerase som katalysator. Når glucose isomeriseres til fructose ved anvendelse av glaoseisomerase, fremstilt av mikroorganismer av stammen Streptomyces, utføres reaksjonen i pH-området 4,5-9 ved en temperatur på 45 - 80° C. Kontinuerlig isomerisering av glucose til fructose kan oppnås ved anven^ deise av en kolonne fyllt med glucoseisomerase. Ytterligere bedre resultater erholdes ved å kombinere den foreliggende metode for sukkerseparasjon med en kontinuerlig isomerisasjonsreaksjon.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse kan både kolonner fyllt med en anionisk ionebytter av bisulfittype og en kolonne fylt med en anionisk ionebytter av sulfittvpa kombineres på passende måte og anvendes. For eksempel kan en sukkeroppløsriing inneholdende oligosaccharider innbefattende disaccharider (vanligvis ved en konsentrasjon på mindre enn 10 %) ved siden av fructose og glucose,

som i en fructose-inneholdende glucose-isomerisert sirup erholdt ved anvendelse av hydrolysater av stivelse som råmateriale for glucose-isomeriseringen, hvilken fructose-inneholdende glucose-isomeriserte sirup er mindre kostbar enn invert-sukker, først behandles for å fjerne oligosaccharidene ved hjelp av en kolonne fylt med en anionisk ionebytter av sulfittype og deretter adskille fructose og glucose av høy renhet ved hjelp av en kolonne fylt med en anionbytter av bisulfittype. Foreliggende oppfinnelse fremskaffer også tilfredsstillende separasjon av salter og sukkere fra oppløsninger av invert-sukker som er erholdt ved hydrolysering av sucrose med mine-ralsyre eller en organisk syre som oxalsyre, hvoretter hydrolysatet er blitt nøytralisert ved tilsetning av alkali, hvorved invert-sukker-oppløsningen vil inneholde salter. I dette tilfelle vil deminerali-sering og separasjon av sukkere erholdes samtidig ved hjelp av fore-

liggende oppfinnelse. Ved samme prinsipp kan overflødige bestanddeler slik. som farvede bestanddeler, uorganiske salter og borater separeres på entilfredsstillende måte fra sukkeroppløsningen.

Som anionbyttere med sulfittgrupper eller bisulfittgrupper kan der anvendes forskjellige typer av anionbytterharpikser (sterk base, svak base etc), anionbyttercellulose og anionbytter-sephadex etc. eller vann-uoppløselige materialer som har bisulf ittgrupper. Spesielt er anionbytterharpikser kommersielt fordelaktige idet de er mindre kostbare enn andre anionbyttere. Av .denne grunn anvendes fortrinnsvis "Dowex 1-X4", "Dowex 1-X8" (The Dow Chemical Company) etc. og "Amberlite IRA-400" (Rohm and Hass Company).

En anionbytterharpdks med bisulfittgrupper fremstilles ved å om-danne det ovenfor nevnte anldnbytterharpiks til OH-formen eller Cl-formen og deretter substituere den erholdte OH-form eller Cl-form

Anlonbytterharpiksen med natriumbisulfitt(NaHSC^) eller kaliumbisul-f itt (KHSO3.) , og vaske det substituerte produkt med vann. Etter denne behandling er ionebytterharpiksen klar til bruk.

Sulf ittformen av anlonbytterharpiksen fremstilles ved å følge den samme fremgangsmåte med unntagelse av at natriumsulfitt (Na2S03) eller kaliumsulfitt(K2S03) anvendes istedenfor dé ovenfor nevnte bisulf ifcter.

Når anlonbytterharpiksen er substituert med natrium-eller kaliumbisulfit av en uren grad, kan der samtidig erholdes små deler av sulf ittformen av ionebytterharpiksen ved siden av bisulfitfe formen av anlonbytterharpiksen. For. å oppnå en tilfredsstillendé ensidig separasjon av sukkere i en blanding er det ønskelig å anvén-de en kolonne fylt med en anionbytterharpiks som i størst mulig grad har blitt omdannet til bisulf ittformen. Ved separering av glucose og fructose fra sucrose kan f.eks. hydrolysen av sucrose og separasjon av glucose og fructose oppnås samtidig ved å utføre behandlingen ved hjelp av en kolonne fylt med en blanding inneholdende en kationbytterharpiks av H-form.

Kolonnen av en blandet anionbytter kan enten dannes ved en to-sjiktstype eller en blandet sjikttype, avhengig av om det er formålstjenlig for separasjonen.

For å separere glucose og fructose tilfredsstillende fra blandinger av disse sukkere ved anvendelse av en anionbytter av bisulfittype, er det essensielt at anionbyttere må holdes over en viss temperatur. Reaktiviteten av bisulfittgrupper overfor sukkere vari-erer med sukkertypen.

Fig. 1 viser grafisk resultater som erholdes ved en typisk ut-førelsesform av foreliggende oppfinnelse. Det kan sees at temperaturen har en meget stor effekt på sukkerseparasjon. Ved temperaturer i anionbytteren mindre enn 5° C finner i vesentlig grad ingen separasjon sted. Separasjonen forbedres gradvis ettersom temperaturen heves over 10° C og blir meget god over ca. 30° C.

For alle typer sukkeroppløsninger forbedres generelt separasjonen ved stigende temperatur av anionbytteren. Imidlertid er den øvre grense for temperaturen ved behandlingen idet anionbyttere som nå er tilgjengelige på markedet ikke er fullstendig motstands-dyktige overfor varme. (Maksimaltemperaturen er ca. 60° C i tilfelle av en OH-form anionbytter).. For å anvende kolonner som skal være stabile over et lengre tidsrom er det derfor nødvendig at kolonnen opereres ved tempeaturer som ikke overstiger den maksimalt tillatelige temperaturgrense,, som er foreskrevet for den anvendte anionbytter.

De viktigste egenskaper ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse er det faktum at separasjon av sukkere, ved anvendelse av den nevnte kolonne, kan oppnås ved anvendelse av vann når kolonnen holdes ved en temperatur som er egnet, for separasjon av sukkere.

Separasjon av sukkere, i henhold til foreliggende oppfinnelse, utføres som ovenfor nevnt ved å føre en oppløsning av en blanding av sukkere gjennom en kolonne fylt med en anionbytter av bisulfittype» Denne metode adskiller seg fra kjente metoder som om-■ fatter en tilbakeholdelse av sukkerblandinger på en harpiks eller egnet absorbent i kolonnen og deretter tilføre et elueringsmiddel .(organisk oppløsningsmiddel eller saltoppløsning), hvis konsentra-.-sjon forandres og derved gradvis fremmer eluering.

Ved en kommersiell separasjon og fremstilling av sukkere er det meget betydningsfullt at separasjonen av sukkere kan oppnås ved anvendelse av vann. Ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse kan separasjonen derfor utføres mere fordelaktig sett fra et kommersielt synspunkt, enn ved de konvensjonelle, kom-pliserte metoder som enten'anvender et organisk oppløsningsmiddel eller en uorganisk saltoppløsning som elueringamiddel, hvis konsentrasjon trinnvis heves.

Dette blir ytterligere forklart med hensyn til en fore-trukket utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, hvor fructose<p>g glucose separeres fra deres blanding. Den indre kolonne av en dobbeltvegget kolonne er,fylt med en anionbytter av bisulfittype. Varmt vann sirkuleres mellom den indre og den ytre kolonne for å holde temperaturen av anlonbytterharpiksen på en forutsatt temperatur. En blanding av fructose og glucose føres inn i den indre kolonne fra kolonnens topp, hvortil også vann tilføres. Fra bunnen av kolonnen kommer først ut vann, deretter fructose og glucose • vesentlig i den nevnte rekkefølge, som vist i fig. 1 (D). Volumene av vann, fructoseoppløsning og glucoseoppløsning som kommer ut av kolonnen, er i det vesentlige i et konstant forhold. Når mengden av blanding og mengden av vann som tilføres er fastlagt, vil vann, fructose-oppløsning og glucose-oppløsning komme ut ved fastlagte intervaller fra kolonnen i den nevnte rekkefølge. Hvis en blanding av den samme sammensetning igjen føres til kolonnen etter at gluco-sen har gått gjennom i en første syklus, vil vann, fructose og glucose igjen føres ut i den samme rekkefølge og ved de samme intervaller som ved den første syklus.

I dette eksempel tilføres blandingen av sukkere og vann til toppen av kolonnen. Tilsetningen kan naturligvis tilføres kolonnen fra bunnen og trekkes ut fra toppen av kolonnen.

Ved separasjon av glucose og fructose fra deres blanding vil det ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse erholdes de følgende effekter.

(1) Fra en sukkeroppløsning inneholdende glucose og fructose kan det ved denne fremgangsmåte separeres fructose med høy renhet i høyt utbytte. (2) Fremgangsmåten er vist å være kommersielt fordelaktig idet fructose,og glucose effektivt kan separeres bare

ved anvendelse av vann. (3) Da separasjonen av glucose og fructose kan utføres ved anvendelse av vann, trenger de erholdte sukkeroppløs-ninger, etter separasjonen, nesten ingen form for ytterligere behandling. (4). Da separasjonen kan utføres ved anvendelse av vann, kan kolonnen av anionbytter anvendes gjentatte ganger uten at det er nødvendig med noen regenererende behandling. (5) For et gitt volum av anionbytterkolonnen, tillater denne metode at store mengder av sukkere, utrolig store mengder sammenlignet med de mengder som kan behandles ved kjente kromatografiske separasjonsmetoder, kan behandles pr. gang. (6) Da sukkere kan føres gjennom kolonnen med vann,

er sukkerkonsentrasjonen i utløpsoppløsningen høy. Følgelig kan denne fremgangsmåte eliminere omkostninger som ellers vi lie være nødvendig for en ytterligere rensning av sukkeroppløsningene eller konsentrering av de samme. (7) I henhold til denne fremgangsmåte gjenvinnes glucose i form av en blanding inneholdende glucose som en hovedbestanddel og mindre mengder fructose, eller som en oppløs-ning kun inneholdende glucose. Selv om blandingen inneholdende fructose og glucose igjen kan føres til kolonnen for ytterligere separasjon av fructose, kan oppløsningen inneholdende en vesentlig mengde i av glucose og en mindre mengde fructose eller oppløsningen bestående kun av glucose underkastes isomerisering aed anvendelse av glucoseisomerase, alkali, en anionbytterharpiks av OH-type eller annen egnet katalysator for å øke fructoseinnholdet ved omdannelse av glucose til fructose, hvoretter blandingen igjen føres til kolonnen. Ved å gjenta denne behandlingssyilus kan alt tilstedeværende glucose even-tuelt separeres som fructose. Denne fremgangsmåte kan utføres mere fordelaktig,når den utføres i kombinasjon med en kontinuerlig behandling for isomerisering a<y>glucose.

Den foreliggende oppfinnelse beskrives mere spesielt med hensyn til foretrukne utførelsesformer i de følgende eksempler.

Eksempel 1

Dette eksempel beskriver en separasjon av D-xylose og D-xyiuiosé fra en blanding av disse sukkere. En dobbeltvegget kolonne hvis indre diameter var 1,9 cm og med lengde .30 cm ble fylt (1,9 x 28 cm) med bisulf ittformen av "Dowex 1-X8", som hadde en partikkel- .

størrelse på 200 - 400 mesh. Varmt vann ble sirkulert inne i den ytre kolonne for å holde kolonnens temperatur på ca. 40° C. 4 ml

sukkeroppløsriing inneholdende 1352 mg. D-xylose og 4 00 mg D-xylulose ble tilført kolonnen hvoretter vann ble tilført. Gjennomstrømnings-hastigheten var ca. 6 ml/time og fraksjonsvolumet var 3 ml. De er-:holdte fraksjoner ble analysert med hensyn til sukkersammensetning.

Resultatene er vist i fig. 2. Den grafiske fremstilling indikerer klart at blandingen av D-xylose og D-xylulose ble fullstendig separert til de respektive sukkere. D-xylosedelen og D-xylulosedelen ble oppsamlet hver for seg og analysert. Som et resultat ble det erholdt 1197 mg D-xylose med en renhet på 100 % og 397 mg ^D-xylulose med en renhet på 100 %.

Eksempel 2

Dette eksempel viser et tilfelle hvor lactose og lactulose ble separert fra en blanding av disse sukkere. En dobbeltvegget kolonne med en indre diameter på 1,75 cm og en lengde på 60 cm ble fylt (1,75 x 50 cm) med bisulf ittformen av "Dowex 1-X4" med en partikkelstørrelse på 100 - 200 mesh. Varmt vann ble sirkulert i den ytre kolonne for å holde dennes temperatur ved ca. 40° C. 2 ml sukkeroppløsning inneholdende 587 mg lactose og 203 mg lactulose ble tilført kolonnen hvoretter vann ble tilført. Gjennomstrømningshas-tigheten var 6 ml/time og fraksjonsvolumet var 3 ml. De erholdte fraksjoner ble undersøkt med hensyn til sukkersammensetning. Resultatene er vist i fig. 3. Det kan tydelig sees av den grafiske fremstilling at blandingene av lactose og lactulose ble ganske tilfredsstillende separert til de respektive sukkere.

Lactosedelen og lactulosedelen ble oppsamlet hver for seg og analysert. Resultatene viser at det ble gjenvunnet 179 mg lactulose med en renhet på 96 % og 538 mg lactose med en renhet på 97 %.

Eksempel 3

Dette eksempel beskriver et tilfelle hvor D-ribose og D-ribulose ble separert fra en blanding av de nevnte sukkere.

En dobbeltvegget k<tlonne med en indre diameter på 2 cm og en lengde på 30 cm ble fylt (2 x 12 cm) med bisulf ittformen av "Dowex 1-X8", med en partikkelstørrelse på 200 - 400 mesh. Varmt vann ble sirkulert i den ytre kolonne for å holde kolonnetemperatu-ren på ca. 35° C. 4 ml av en sukkeroppløsning inneholdende 322 mg D-ribose og 168 mg D-ribulose ble tilført kolonnen hvoretter vann ble tilført. Gjennomstrømningshastigheten var 6 ml/time og fraksjonsvolumet var 3 ml. D-ribose-delene og D-ribulose-delene ble oppsamlet adskilt og analysert. Som resultater ble 312 mg D-ribose med en renhet på 100 % og 149 mg D-ribulose med en renhet på 100 %, gjenvunnet.

Eksempel 4'

Dette eksempel viser tilfellet hvor D-glucose og D-fructose separeres fra en blanding av de nevnte sukkere.

En dobbeltvegget kolonne med en indre diameter på 1,9 cm og en lengde på 30 cm ble fylt (1,9 x 28 cm) med bisulf ittformen av "Dowex 1-X4" med en partikkelstørrelse på 100 - 200 mesh. Kolonnen ble holdt ved en temperatur på ca. 5° C, ca. 10° C, ca. 20° C, ca. -30° C, ca. 35° C og ca. 42° C ved å sirkulere koldt vann og varmt vann på en passende måte gjennom den ytre kolonne. 2 ml sukkeropp-løsning inneholdende 628 mg D-glucose og 586 mg D-fructose ble til-ført hver til kolonnen og deretter ble vann tilført. Gjennomstrøm-ningshastigheten var 20 ml/time og fraksjonsvolumet var 3 ml.

Kurver for separasjon erholdt ved de forskjellige temperaturer er vist samlet i fig. 1. Fra den grafiske fremstilling kan det sees at nesten ingen separasjon av D-glucose og D-fructose ble erholdt ved en kolonnetemperatur så lav som 5° C, men at tilfredsstillende separasjon av sukkerene ble erholdt ved temperaturer pa ca. 10° C og spesielt god separasjon ble erholdt over 30° C.

Eksempel 5

Dette eksempel viser et tilfelle hvor fremgangsmåten i henhold til eksempel 4 ble fulgt, med den unntagelse at den anvendte kolonne var større.

En dobbeltvegget kolonne med en indre diameter på 5 cm og en lengde på 100 cm ble fylt (1746 ml, 5 cm x 89 cm) med en bisulfittform av "Dowex 1-X8" med en partikkelstørrelse på 50 - 100 mesh. Varmt vann ble sirkulert inne i den ytre kolonne for å holde kolonnetemperatur en på ca. 4 0° C. .Deretter ble 291 g.invert-sukker med en konsentrasjon på ca. 60 % (inneholdende 174,6 g sukker) tilført og vann ble deretter tilført. Gjennomstrømningshastigheten var ca. 214 ml/time og fraksjonsvolumet var 25 ml.

De erholdte fraksjoner ble analysert med hensyn til D-fructose og D-glucoseinnhold. De erholdte separasjonskurver er, vist i fig. 4(A).

Den D-fructose-rike del, separert ved behandlingen,.ble konsentrert til å gi 132 g (inneholdende 87,1 g sukker) av en 66 % sukkeroppløsning (bestående av 76,5 % D-fructose og 23,4 % D-glucose) . Denne oppløsning ble tilført den samme kolonne og vann ble tilført. Gjennomstrømningshastighéten vår ca. 225 ml/time og fraksjonsvolumet var 25 ml.

De erholdte fraksjoner ble analysert med hensyn til innholdet av D-fructose og D-glucose. Resultatene er vist i fig. 4(B). Den grafiske fremstilling viser at separasjonen av D-fructose og D-glucose ble erholdt med fraksjon nr. 50-som den skillende fraksjon.

Eksempel 6

Den samme dobbeltveggede kolonne som ble anvendt i eksempel 5, ble fylt (5 x 82 cm) med bisulf ittformen av "Dowex 1-X8" med en partikkelstørrelse på 50 - 100 mesh. Varmt vann ble sirkulert i den ytre kolonne for å holde temperaturen i kolonnen på ca. 40° C. Til kolonnen ble tilført 106 g 75 % invert-sukker (79,5 g faststoff-innhold), hvoretter vann ble tilført. Gjennomstrømningshastighéten var 214 ml/time.

Fra utløpet av kolonnen strømmet først vann ut etterfulgt av en fructoseoppløsning og deretter fulgte en glucoseoppløsning. De tre porsjoner ble oppsamlet separat. Den avsluttende glucose-utstrømning ble antatt å være slutten på én syklus. Ved slutten av denne syklus ble en ny tilførsel av sukkeroppløsning tilført kolonne-toppen og fremgangsmåten ble gjentatt. Således ble sukkerene separert kontinuerlig. Resultatene er vist i fig. 5.

Det er åpenbart fra fig. 5 at det totale volum av strøm-ningsmedium var ca. 1725 ml, som utgjorde den første vannandel på ca. 535 ml, den andre fructose-holdige oppløsning med et 'volum på ca. 540 ml og den siste glucose-inneholdende oppløsning på ca. 650 ml. Det er også åpenbart at denne syklus kunne gjentas mange ganger.

Eksempel 7

Til den samme kolonne som ble anvendt i eksempel 6, ble tilført 72 g av invert-sukker (43,2 g faststoff) med en konsentrasjon på ca. 60 %, hvoretter vann ble tilført. Gjennomstrømningshas-tighéten var ca. 210 ml/time og fraksjonsvolumet var 25 ml.

Etter avslutningen av separasjonen ble henholdsvis fruc-tosedelen og glucosedelen oppsamlet og analysert. Resultater viste at det ble fraseparert 21,0 g fructose med en renhet på 99,9 %.

Deretter ble glucoseandelen konsentrert til ca. 50 %. Dette konsentrat ble kombinert med MgSO^i en mengde til å gi en konsentrasjon på 0,005 mol, C0CI2i en mengde for å gi en konsentrasjon på 0,001 mol og 900 enheter glucoseisomerase. Blandingen ble oppvarmet ved 70° C i 24 timer for å fremme reaksjonen. Det ble følgelig erholdt en sukkeroppløsning inneholdende 11,0 g fructose og 10,5 g glucose. Denne isomeriserte sukkeroppløsning ble behandlet i kolonnen inneholdende bisulf ittformen av "Dowex 1-X8", ved den ovenfor beskrevne fremgangsmåte, hvorved denne ble separert i 10,8 g fructose og 10,4 g glucose.

Eksempel 8

Dette eksempel beskriver et tilfelle hvor fructose ble separert fra en fructose-inneholdende glucoseisomerisert sirup avledet fra stivelse.som utgangsmateriale.

Glucoseisomerase ble tilsatt og fikk virke på et stivelseshydrolysat med en DE-verdi på 97,5, erholdt ved dekstrinisering av stivelse med a-amylase etterfulgt av en forsåping av den for-væskede stivelse med glucoamylase. Isomerisasjonsprosessen ble ut-ført ved 70° C, pH 6,5 - 7,0. Den erholdte fructose-inneholdende glucose-isomeriserte sirup (inneholdende 35,4 % fructose, 36,9 % glucose og ca. 5 % oligosaccharider) ble avfarvet og renset ved hjelp av aktivt carbon og en anionbytterharpiks, hvoretter stivelsen ble benyttet som utgangsmateriale for separasjon av fructose.

Til en pakket kolonne (1,5 x 60 cm) med sulf ittformen av "Dowex 1-X8", og holdt ved en temperatur på ca. 40° C, ble der til-ført 5 ml av den nevnte isomeriserte sirup. Utskilling av kolonnen ble utført ved anvendelse av vann. Strømningshastigheten var ca.

10 ml/time og fraksjoneringsvolumet var 3 ml.

Fraksjonene ble analysert med hensyn til fructose, glucose

og oligosaccharider. Resultatene er vist i fig. 6.

Oligosaccharid-innholdet er uttrykt som mengden av reduserende sukker (uttrykt i form av glucose) som ble erholdt ved spal-ting av oligosaccharidene med en 2,5 % saltsyreoppløsning il time ved 100° C.

Som det fremgår klart fra den grafiske fremstilling, utvas-kes oligosaccharidene først (fraksjonene 12 - 20) og deretter utvas-kes glucose og fructose.

Ved å oppsamle fraksjonene 21 - 39 ble der erholdt en sukkeroppløsning inneholdende glucose (2,39 g) og fructose (2,30 g) uten noe innhold av oligosaccharider.

Deretter ble oppløsningen av de blandede sukkere bestående •av glucose og fructose konsentrert. Den konsentrerte oppløsning ble tilført en kolonne (2 cm x 30 cm) pakket med bisulf ittformen av "Dowex 1-C8", og hvor kolonnen ble holdt ved 40° C, hvoretter vann ble tilsatt. Derved ble det erholdt 2,23 g ren fructose og en blandet sukkeroppløsning inneholdende 2,29 g glucose og 0,06 g fructose.

Ved den ovenfor viste fremgangsmåte ble oligosaccharidene fjernet og fructose og glucose ble separert fra den fructose-inneholdende, glucose-isomeriserte sirup, som var avledet fra stivelse som var behandlet med a-amylase, glucoamylase og glucoseisomerase.

X en annen fremgangsmåte ble den fructose-inneholdende, glucose-isomeriserte sirup først behandlet med en anionbytter av bisulf ittform, hvorved sirupen ble separert i en glucose-inneholdende del og en del inneholdende en blanding av fructose og oligosaccharider. Deretter ble oppløsningen inneholdende fructose og oligosaccharider behandlet 1 en kolonne fylt med en anionbytter av sulfittype for derved å separere fructose og oligosaccharider. Ved en ytterligere fremgangsmåte ble den samme sirup behandlet i en kolonne fylt med en blanding avanionbytter av sulfitt- og bisulfittformen for å oppnå separasjon av henholdsvis fructose, glucose og oligosaccharider.

Eksempel 9

Til en kolonne (diameter 2,5 cm og lengde: 40 cm) fylt med \bisulf ittformen av "Dowex 1-Xb" og holdt ved 40° C, ble tilsatt 10 ml av den samme isomeriserte sirup som ble anvendt i eksempel 8 hvoretter vann ble påført. Fruetose-porsjonene ble oppsamlet og konsentrert til å gi 6 ml av en sukkeroppløsning (fructose 36,1 %, oligosaccharid 4,2 %). Denne oppløsning ble tilført en kolonne (diameter 1,5 cm og lengde 78 cm) fylt med sulf ittformen av "Dowex 1-X8", som. ble holdt ved ca. 40° C, hvoretter vann ble tilført. Det kunne utskilles ca. 2,2 g praktisk talt rent fructose, fri for oligosaccharider.

Eksempel 10

En dobbeltvegget kolonne med en indre kolonne (diameter

2 cm og lengde 30 cm) ble fylt (2 x 24 cm) med bisulf ittformen av GE-cellulose (Brown Company, USA). Varmt vann ble sirkulert mellom den ytre og indre kolonne for å holde temperaturen ved ca. 38° C. Til denne kolonne ble tilført 1 ml sukkeroppløsning inneholdende 334 mg fructose og 342 mg glucose, og vann ble tilført. Strømnings-hastigheten var 6 ml/time og fraksjonsvolumet var 3 ml.

Utløpsvæsken ble delt i tre porsjoner, som ble analysert, og resultatene er vist i tabell 1. De erholdte data viste at denne behandling delte sukkeroppløsningen med et fructoseinnhold på 49,4 % inn i tre porsjoner med et fructoseinnhold på henholdsvis 65,3 %, 42,4 % og 1,8 %.

Eksempel 11

10 g sucrose ble oppløst i 200 ml vann og oppløsningen, ble innstilt til pH 2 med saltsyre hvoretter oppløsningen ble hydro-lysertved 100° C i 30 min. Etter hydrolysen ble oppløsningen nøy-tralisert med natriumhydroxyd og konsentrert til ca. 70 % under

.redusert trykk.

4 ml av denne invert-sukkeroppløsning (inneholdende 1340 mg fructose og den samme mengde glucose samt 30,4 mg. natriumklorid) ble tilført'en kolonne (diameter 1,6 cm, lengde 33 cm), fylt med bisulf ittformen av "Dowex 1-X8" og holdt ved 40° C, og hvor gjennom-strømning ble oppnådd ved en kontinuerlig tilsetning av vann. Strøm-ningshastigheten var 20 ml/time og fraksjonsvolumet var 3 ml. Fraksjonene ble analysert med hensyn til innholdet av fructose, glucose og natriumklorid. Resultatene er vist i tabell 2.

I denne tabell indikerer klart at invert-sukker-oppløs-. ning inneholder natriumklorid på en tilfredsstillende måte kunne separeres i natriumkloriddelen, fructosedel og glucosedel ved behandling av invert-sukker i en kolonne av bi sul fLttf ormen av "Dowex 1-X8".

Eksempel 12

Dette eksempel beskriver et tilfelle hvor behandlingen ble utført ved anvendelse av en kolonne fylt med en blanding av en,anion- . bytter av bisulfittype og en anionbytter av sulfittype. Fjernelse av salter kunne oppnås med ennå bedre resultater når behandlingen ble utført med en blanding av de to anionbyttere eller med en flerdelt kolonne av de to former for anionbyttere, enn når det ble anvendt

en kolonne fylt kun med anionbyttere av bisulfittformen.

En natriumklorid-inneholdende invert-sukkeroppløsning ble fremstilt ved å følge fremgangsmåten vist i eksempel 11. 25 ml av denne sukkeroppløsning (inneholdende 20,1 g invert-sukker og 0,2 3 g natriumklorid) ble tilført en kolonne (diameter 2,5 cm, lengde 40 cm) fylt med en blanding av bisulf ittformen og sulf ittformen av "Dowex 1-X8" og holdt ved 40° C, og med vann anvendt som elueringsmiddel. Strømningshastigheten var ca. 20 ml/ time for hver fraksjon og fraksjonsvolumet var 5 ml. Fraksjonene ble analysert med hensyn til innhold av fructose, glucose og natriumklorid. Resultatene er vist i tabell 3. Det kan sees av tabellen at natriumklorid-inneholdende invert-sukker kan separeres i en fructoseandel og en glucoseandel, som begge er fullstendig fri for natriumklorid, samt en del inneholdende begge sukkere.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte ved separasjon av en blanding av sukkerarter i vandig oppløsning ved anvendelse av anionbyttere,karakterisert vedat blandingen tilføres til en kolonne fylt med en anionbytter i bisulfitt- og/eller sulfittformen, at temperaturen holdes ved 30 - 6o°C og at vann derefter tilføres til kolonnen slik at det foregår en separasjon av sukkerartene.
2. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at der anvendes en sukkerblanding inneholdende fructose og glucose.
3. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat der anvendes en sukkeroppløsning erholdt ved å underkaste sucrose eller melasse en hydrolyse med syre etterfulgt av en nøytralisering av sukkeroppløsningen.
4. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3,karakterisert vedat der anvendes en sukkeroppløsning som ytterligere inneholder aske, farvede bestanddeler eller et borat.
5. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4,karakterisert vedat der som fructose og glucose-inneholdende oppløs-ning anvendes en fructose-inneholdende glucose-isomerisert sirup inneholdende ytterligere oligosaccharider, erholdt ved isomerisering av glucose inneholdt i et stivelseshydrolysat.
6. 6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5,karakterisert vedat den fructose-inneholdende, glucose-isomeriserte sirup føres gjennom en anionbytter i sulfittform for fjernelse av oligosaccharider, hvorefter oppløsningen ytterligere behandles ved at den føres gjennom en anionbytter i bisulfittform.
7. 7. Fremgangsmåte ifølge krav 1-6,karakterisert vedat den fructose-inneholdende, glucose-isomeriserte sirup føres gjennom en anionbytter i bisulfittform, hvor suk-rene skilles i to fraksjoner, én inneholdende fructose og oligosaccharidene og én fraksjon inneholdende glucose, og videre at fraksjonen inneholdende fructose og oligosaccharider behandles med en anionbytter i sulfdttform for å fjerne oligosaccharidene fra fructosen.