TWI674268B - 用於純化阿洛酮糖轉化產物的方法 - Google Patents

用於純化阿洛酮糖轉化產物的方法 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種純化阿洛酮糖之方法及一種使用該純化方法製備阿洛酮糖之方法，且更特定言之，該純化方法包括使阿洛酮糖轉化產物與粉末活性碳混合及施用固液分離以有效移除雜質。

Description

用於純化阿洛酮糖轉化產物的方法
本發明係關於一種純化阿洛酮糖之方法及藉由使用阿洛酮糖之純化製備阿洛酮糖之方法，且更特定言之，該純化阿洛酮糖之方法及該製備阿洛酮糖之方法包括使粉末活性碳與產物溶液反應及藉由使用固液分離製程有效移除雜質之步驟。
阿洛酮糖為果糖之差向異構體(D-果糖)為稱為稀有醣之一類官能性醣，且因為其具有糖之約60至70%之甜味且卡路里幾乎為零，故已知其對預防及改良糖尿病具有作用。另外，已知阿洛酮糖具有極佳溶解性，且其為食品中用於引起關注的材料之一。
在用於製造阿洛酮糖之方法中存在化學方法及生物方法，且近年來，用生物方法製造阿洛酮糖之方法藉由使含果糖之受質溶液與阿洛酮糖差向異構酶或產生該酶之微生物接觸來進行阿洛酮糖轉化反應。
然而，由於包含D-阿洛酮糖之反應溶液為低純度產物，故需要以高純度分離阿洛酮糖。實際上，各種方法已應用於分離工業上產生之高純度材料，且在糖之情況下，主要藉由使用層析製造高純度溶液後藉由結晶產生產物，以獲得阿洛酮糖晶體。
在分離及純化阿洛酮糖之製程中，純化製程包括用於吸附蛋白 質、雜質等、脫色及去臭之活性碳處理之初次純化步驟，及藉由使用離子交換樹脂以移除離子型材料之離子純化之二次純化步驟。若阿洛酮糖反應溶液在穿過離子交換樹脂之前未充分自其移除有色組分及雜質，則離子交換樹脂過載，不有效執行離子交換且離子交換樹脂之壽命縮短。因此，活性碳處理極其重要。
在習知活性碳處理製程中，將活性碳粒子封裝於管柱中且用於使阿洛酮糖轉化液體脫色。該方法之問題在於需要大量設備安裝成本及維護成本。缺點在於活性碳應再生且重複使用，且操作困難。當靜置長時間時，一些缺陷在於吸附能力減小且產生微生物。另外，由於壓力限制，故當大量糖溶液變色，吸附能力退化時，加工速率可減緩。此外，由於壓力限制，故當大量糖溶液變色時，加工速率可減小。
因此，該活性碳處理方法與習知方法之區別在於，其比先前技術更易於操作及快速處理大量反應溶液，由此使活性碳處理更有效且有助於工業應用。
本發明之一具體實例為提供一種使用粉末活性碳移除阿洛酮糖產物溶液之目標雜質的阿洛酮糖純化方法。
本發明之另一具體實例係關於一種製備包含阿洛酮糖之阿洛酮糖類之方法，其用於使用粉末活性碳移除阿洛酮糖產物溶液之所需雜質。
本發明係關於純化阿洛酮糖產物溶液及移除細微的不純物質等。為提高阿洛酮糖產物溶液之純度，存在移除雜質之效率低及用活性碳粒子 填充管柱之操作麻煩之一些問題。為解決該等問題，使粉末活性碳與阿洛酮糖轉化產物溶液混合，從而移除諸如有色組分之雜質，由此減少操作時間且使雜質移除效率增至高於活性碳粒子。
根據本發明之純化阿洛酮糖之方法包括使用粉末活性碳移除雜質阿洛酮糖轉化產物之步驟，且提供包括純化阿洛酮糖製程之製備阿洛酮糖之方法。
特定言之，在阿洛酮糖分離方法中，藉由模擬移動床(SMB)層析分離無雜質產物，以獲得阿洛酮糖分餾物及果糖萃餘物，且可經由濃縮及結晶製程將阿洛酮糖分餾物濃縮成糖漿產物或製造成粉末產物。
在一個特定具體實例中，製備阿洛酮糖之方法包含(a)藉由進行含果糖原料之生物轉化反應來製備阿洛酮糖轉化產物之阿洛酮糖轉化步驟；(b)混合阿洛酮糖轉化產物與粉末活性碳；(c)使用固液分離製程分離混合物以獲得經過濾溶液；(d)藉由經過濾熔液之SMB層析進行分離而獲得阿洛酮糖分餾物及果糖萃餘物之阿洛酮糖分離步驟；及(e)使用阿洛酮糖分餾物濃縮或獲得阿洛酮糖晶體。固液分離可藉由諸如過濾或離心之方法進行。根據本發明之阿洛酮糖製造過程可藉由連續型式及分批型式進行，且較佳連續型式。
在下文中，根據本發明之製備阿洛酮糖之方法將藉由各步驟詳細描述。
阿洛酮糖轉化製程為藉由進行阿洛酮糖轉化反應自含果糖原料獲得阿洛酮糖之製程，且產生包括作為果糖轉化反應產物之阿洛酮糖的反應溶液。
在本發明之一個特定具體實例中，根據生物方法製備阿洛酮糖之方法可培養產生阿洛酮糖差向異構酶之菌株或包括編碼阿洛酮糖差向異構酶 之基因的重組菌株，且使由此獲得之阿洛酮糖差向異構酶與含果糖原料反應以產生阿洛酮糖。阿洛酮糖差向異構酶反應可在液相反應或使用固定酶之固相中進行。
另外，阿洛酮糖可藉由獲得產生阿洛酮糖差向異構酶之菌株或包括編碼阿洛酮糖差向異構酶之基因的重組菌株，且使含果糖原料與用於阿洛酮糖製備之組成物反應而產生，該組成物包含選自由以下組成之群的一或多者：該菌株之微生物細胞、該菌株之培養物、該菌株之溶解產物及該溶解產物或培養物之提取物。當藉由使用產生阿洛酮糖差向異構酶之菌株的微生物細胞製備阿洛酮糖時，其可以藉由液相反應或使用固定化微生物細胞之固相來進行。
在本發明之一個特定具體實例中，產生阿洛酮糖差向異構酶之菌株可為具有高穩定性且可將果糖以高產率轉化成阿洛酮糖或產生阿洛酮糖差向異構酶之菌株。該菌株可為由自然界分離之菌株或其突變菌株、非GMO菌株或引入編碼阿洛酮糖差向異構酶之基因的重組菌株。在本發明之一個具體實例中，可使用各種已知菌株作為非GMO菌株。重組菌株可藉由使用各種宿主細胞來製備，例如大腸桿菌(E.coli)、芽孢桿菌屬(Bacillus sp.)菌株、沙門氏菌屬(Salmonella sp.)菌株及棒狀桿菌屬(Corynebacterium sp.)菌株等，但較佳為GRAS菌株，諸如棒狀桿菌屬菌株，且可為麩胺酸棒狀桿菌(Corynebacterium glutaricum)。
根據本發明之一個具體實例之阿洛酮糖轉化製程藉由生物方法進行。舉例而言，在固相反應之情況下，其可進一步包括將固定在支撐物上之阿洛酮糖差向異構酶或微生物細胞填充至管柱中的步驟及將果糖溶液提供至填充管柱中的步驟。管柱由支撐物固定化酶或微生物細胞填充，且填充方法可根據熟習本發明所屬技術領域之技術者根據所用酶或微生物細胞、或固定載劑容 易地選擇適當的填充方法來進行。在本發明之一個特定具體實例中，填充床管柱可藉由將固定化酶或微生物細胞填充至管柱中來製備。酶反應，亦即果糖轉化成阿洛酮糖可藉由將果糖溶液之受質提供至填充床管柱來進行。
在阿洛酮糖的轉化反應中，反應可在pH 4.5至7.5之條件下進行，例如在pH 4.7至7.0、或pH 5.0至6.0、或pH 5.0至5.5。另外，該反應可在30℃或更高，例如40℃或更高之溫度條件下進行。用於將果糖轉化成阿洛酮糖之酶活性(例如差向異構酶)可藉由金屬離子來控制，且因此在阿洛酮糖之生產中，當添加金屬離子時，可提高阿洛酮糖之生產速率中果糖至阿洛酮糖的轉化效率。因此，用於產生阿洛酮糖之組成物可進一步包含一或多種選自由以下組成之群的金屬離子：銅離子、錳離子、鈣離子、鎂離子、鋅離子、鎳離子、鈷離子、鐵離子、鋁離子等。
關於阿洛酮糖及其製造方法之詳細技術內容揭示於韓國專利公開案第2014-0021974號、韓國專利公開案第2014-0054997號、韓國專利公開案第2014-0080282號或韓國專利第10-1318422號中。
作為原料置於根據本發明之阿洛酮糖轉化製程中之果糖可藉由生物方法或化學方法，較佳藉由生物方法來製備。作為原料之果糖可以液相原料或諸如果糖粉末之粉末原料形式提供，且在果糖漿之情況下，其可為生物方法或化學製備方法中所獲得之產物，或藉由將果糖粉末溶解於諸如水之溶劑中所製得的產物。
根據本發明之一個具體實例之移除阿洛酮糖轉化產物中之雜質的步驟可包括粉末活性碳之處理製程。粉末活性碳處理可藉由使粉末活性碳添加至阿洛酮糖轉化產物中，混合且過濾來進行。混合製程可藉由諸如攪拌之任何方法進行。在活性碳處理步驟中，當含有活性碳之反應溶液藉由與反應溶液混合得以同時加熱時，可有效移除所需有色且精細的物質。
除活性碳處理步驟之外，雜質移除步驟可進一步包括至少一個選自由以下組成之群的步驟：移除不可溶物質之過濾步驟及離子純化步驟。
因為粉末活性碳具有高吸附速率，所以其可根據分批方法以高純度處理反應溶液，在長期存儲時不存在微生物產生及吸附能力劣化之問題，該問題為充填顆粒狀活性碳之管柱的缺點。
適用於本發明之粉末活性碳之粒度分佈可考慮雜質移除效率及固液分離製程進行適當選擇，且例如平均粒度可為10至250微米。
在本發明中，用於活性碳處理之阿洛酮糖轉化產物溶液之總固體含量為0.5至80重量%，或較佳20至70重量%。當產物溶液之固體含量低時，處理產物溶液無效，因為每待處理之體積中固體含量小。當固體含量高時，增加之黏度可使得難以攪拌及移除雜質，例如不可有效進行脫色，因為活性碳不能均勻分散。
在本發明之一個具體實例中，以阿洛酮糖轉化產物溶液之總固體含量為100重量%計，添加至阿洛酮糖轉化產物溶液中之活性碳之量較佳為0.05至10重量%，且更佳0.1至5.0重量%。若活性碳之量較少，則脫色效率降低。
在本發明之一個具體實例中，含有活性碳之產物溶液之溫度可為30至90℃，或較佳40至80℃。溫度可考慮活性碳之吸附能力及吸附速率加以確定。若溫度高，則產物溶液中之重要組分可降解且變棕色。
在本發明之一個具體實例中，含有活性碳之產物溶液可視情況攪拌，且溶液之攪拌速度可為5至500，或較佳50至300rpm。攪拌速度可考慮活性碳之分散程度及攪拌所需之成本進行適當選擇，且若攪拌速度高，則效用成本不會有效增加。
在本發明之一個具體實例中，活性碳與產物溶液之接觸時間可 考慮活性碳之分散程度及雜質之移除效率加以適當選擇，且可為例如0.5至5小時或較佳0.5至2小時。若接觸時間短，則可能不足以進行雜質移除，例如變色。若接觸時間長，則可發生重要組分降解及變棕色。
接著，含有活性碳之產物溶液經受固液分離步驟，以獲得經過濾溶液且移除作為過濾殘餘物之雜質。固液分離步驟可藉由諸如過濾或離心之方法進行。
在藉由使混合溶液進行固液分離製程而獲得經過濾溶液之步驟中，固液分離製程分離混合液體之固體及液體，以移除吸附有雜質之粉末活性碳。固液分離可藉由諸如穿過過濾器或離心之物理分離方式進行。
穿過過濾器通常可藉由使混合溶液穿過過濾層之過濾系統製程，且較佳藉由使用壓濾機進行。過濾系統之助濾劑可為諸如矽藻土、波來鐵、纖維素及離子交換樹脂之細粉。詳言之，波來鐵可在加壓過濾器類型之壓濾機盤之間作為助濾劑用於增加過濾效率。助濾劑之粒度可為10至500微米(μm)，或較佳50至300微米。若所用珍珠岩之粒徑大，則呈不可溶物質形式之活性碳不能完全移除，且精細活性碳仍保留於反應液體中以引起混濁。若粒徑小，則過濾速度減緩，由此使操作效率降低。
在本發明之阿洛酮糖純化方法中，可在進行活性碳處理製程之後進行離子純化製程(例如去鹽製程)作為另一移除雜質製程。阿洛酮糖製備製程中之離子純化步驟為移除阿洛酮糖轉化產物中所包含之離子的製程，且其可在SMB層析分離步驟之前及/或之後進行。在進行SMB層析分離之前進行離子純化製程的初級離子純化可藉由與以下阿洛酮糖分餾物之二級離子純化相同或不同的方法進行。舉例而言，其可藉由使用1、2個或更多填充有相同種類或不同種類之離子交換樹脂的分離管柱進行。考慮到用於離子純化之樹脂的物理特性及離子純化效率，離子純化製程可以在35℃至50℃，例如38℃至58℃之溫 度下進行。
在本發明之一個具體實例中，獲自雜質處理製程之產物可經受阿洛酮糖轉化產物之分離製程，包括模擬移動床(SMB)層析之分離製程。高純度分離製程可在45至70℃，例如50至65℃之溫度下進行。
在一個特定實例中，阿洛酮糖轉化產物藉由SMB層析分離而分離成阿洛酮糖含量高於阿洛酮糖轉化產物之阿洛酮糖分餾物及果糖萃餘物，且該阿洛酮糖分餾物經受阿洛酮糖濃縮製程或結晶製程。
阿洛酮糖分餾物之阿洛酮糖含量可為85重量%或更高，例如85重量%至95重量%。獲自高純度分離步驟之果糖萃餘物可為85重量%或更高，例如85重量%至98重量%之果糖含量，且較佳為2重量%或更少之阿洛酮糖含量。在果糖萃餘物之中，除果糖及葡萄糖以外包括其他雙醣或更高聚合度之醣類的含量較佳小於10重量%。雜質中包括雙醣或更高聚合度之醣類可包括麥芽糖、異麥芽糖及其類似物，且可包括麥芽糖相關或異麥芽糖相關之寡醣。
在本發明之一個具體實例中，由於分離製程中不會發生相變，故使用SMB層析之高純度分離步驟為適用於確保材料之穩定性的分離方法。在該等吸附分離方法中，大量使用層析分離方法作為液相吸附分離方法。其中，模擬移動床(SMB)吸附分離方法為1961年之美國專利第2,985,589號中提出的一種分離技術，且相較於藉由使用多個管柱連續分離的習知分批層析法，其有利之處在於，純度及產率極佳且可使用較少溶劑。模擬移動床(SMB)吸附分離製程為連續實施分離目標混合物之注入及萃餘物與萃取物之產生的製程。由於使用了在單醣分離製程中廣泛使用的添加有鹽之強酸陽離子交換樹脂作為SMB中之分離樹脂，故在進行分離製程之後獲得的產物中包含金屬離子。強酸陽離子交換樹脂之實例可為連接有鈣活化基團之陽離子交換樹脂。
在本發明之阿洛酮糖製備製程中使用SMB層析之高純度分離製 程中所獲得之阿洛酮糖分餾物可經由阿洛酮糖濃縮製程商業化為液相糖漿，或可經由阿洛酮糖結晶製程商業化為阿洛酮糖晶體。
阿洛酮糖結晶步驟包含高純度分離步驟中獲得之阿洛酮糖分餾物之二級離子純化的步驟、濃縮離子純化之阿洛酮糖分餾物的步驟及自濃縮物結晶阿洛酮糖以獲得阿洛酮糖晶體及阿洛酮糖結晶母液。阿洛酮糖分離製程之特定實例可包括活性碳處理、初級離子純化、高純度層析分離、二級離子純化、濃縮及結晶製程。
其可包含分離/純化，以使得阿洛酮糖分餾物中阿洛酮糖之含量為85重量%或更高、90重量%或更高、91重量%或更高、92重量%或更高、93重量%或更高、94重量%或更高或95重量%或更高，例如85重量%至99.9重量%。
阿洛酮糖晶體中所含之阿洛酮糖純度可為90重量%或更高、95重量%或更高或99重量%或更高，且結晶母液中之阿洛酮糖含量可為85重量%或更高、90重量%或更高、93重量%或更高或95重量%或更高，例如85重量%至95重量%。
藉由本發明方法收集之阿洛酮糖可藉由常見方法純化及/或結晶，且此等純化及結晶屬熟習此項技術者常見的技術。舉例而言，其可藉由一或多種選自由以下組成之群的方法來實施：離心、過濾、結晶、離子交換層析及其組合。
在一個具體實例中，可使用SMB層析對高純度分離製程中所獲得之阿洛酮糖分餾物進行二級離子純化，且其可藉由與阿洛酮糖分離製程中所用之初級離子純化相同或不同的方法進行。
根據本發明之製備阿洛酮糖晶體之方法可包含濃縮經純化之阿洛酮糖溶液之步驟。用於收集阿洛酮糖晶體之阿洛酮糖溶液中阿洛酮糖之含量應為70重量%或更高。藉由阿洛酮糖差向異構酶製備之阿洛酮糖溶液中阿洛酮 糖之純度低至20至30重量%，因此不可以進行直接結晶且應在結晶步驟之前進行純化及濃縮達至所需水準之製程以增加阿洛酮糖之含量。在本發明之一個特定具體實例中，為獲得阿洛酮糖之熱量改變及所需濃縮水準，可在55至75℃之溫度範圍下實施濃縮。濃縮製程可進行一次或兩次或重複進行更多次，直至達到所需濃度水準。
藉由冷卻結晶之步驟可包含在快速冷卻之後，在10至25℃之溫度範圍內經由熱交換器重複進行升溫及冷卻來誘導晶體生長。
根據本發明之製備阿洛酮糖晶體之方法可以進一步包含在藉由離心回收結晶步驟中收集之阿洛酮糖晶體且將其用去離子水洗滌之後進行乾燥的步驟。
根據本發明，當阿洛酮糖產物溶液中含有之目標雜質藉由粉末形式之活性碳之分批型式加工進行處理時，由於表面積大於微粒活性碳之表面積，故對於變色及移除精細物質更有利，每單位時間所處理之產物溶液之量增加，從而改良了操作效率。
在下文中，將藉由以下實施例更詳細地描述本發明。然而，此等實施例僅為達成說明之目的，且本發明不欲受限於此等實施例。
實施例1.由混合活性碳粉末純化阿洛酮糖轉化產物(T%=78.6)
在燒瓶中製備1L濃度為50wt%之阿洛酮糖轉化產物(T%= 78.6)，添加以固體含量計0.5wt%之粉末活性碳，且在75℃、200rpm下攪拌1小時。樣品1至4所用之粉末活性碳示於表1中且購自Norit活性碳。接著，藉由珍珠岩過濾移除活性碳，且量測用活性碳處理之醣糖溶液之T%及混濁(在720nm下之吸光度)，以確定精細物質之變色及移除。結果示於表3中。
比較實施例1.由混合活性碳粒子純化阿洛酮糖轉化產物(T%=78.6)
在燒瓶中製備1L濃度為50wt%之阿洛酮糖轉化產物(T%=78.6)，添加以固體含量計0.5wt%之粉末活性碳，且在75℃、200rpm下攪拌1小時。樣品1至4所用之粉末活性碳示於表2中且購自Norit活性碳。接著，藉由珍珠岩過濾移除活性碳，且量測用活性碳處理之醣糖溶液之T%及混濁(在720nm下之吸光度)，以確定精細物質之變色及移除。結果示於表3中。
實施例2.由混合活性碳粉末純化阿洛酮糖轉化產物(T%=70.4)
在燒瓶中製備1L濃度為50wt%之阿洛酮糖轉化產物(T%=70.4)，添加以固體含量計0.5wt%之粉末活性碳，且在75℃、200rpm下攪拌1小時。樣品1至4所用之粉末活性碳示於表2中且購自Norit活性碳。接著，藉由珍珠岩過濾移除活性碳，且量測用活性碳處理之醣糖溶液之T%及混濁(在720nm下之吸光度)，以確定精細物質之變色及移除。結果示於表4中。
比較實施例2.由混合活性碳粒子純化阿洛酮糖轉化產物(T%=70.4)
在燒瓶中製備1L濃度為50wt%之阿洛酮糖轉化產物(T%= 70.4)，添加以固體含量計0.5wt%之粉末活性碳，且在75℃、200rpm下攪拌1小時。粉末活性碳與比較實例1之粉末活性碳相同且示於表2中。接著，藉由珍珠岩過濾移除活性碳，且量測用活性碳處理之醣糖溶液之T%及混濁(在720nm下之吸光度)，以確定精細物質之變色及移除。結果示於表4中。
測試實施例1.分析在混合活性碳下阿洛酮糖轉化產物之T%及混濁
使用紫外線分光光度計量測420nm下之T%以確定根據實例1及2及比較實例1及2之用活性碳處理之阿洛酮糖產物溶液之變色水準。待量測樣品具有30Brix且使用1cm石英槽進行分析。T%意謂透射光與入射光之比率。與吸光度相反，值隨透射光增加而增加。因此，當值高時，顏色更淺且更透明。
在720nm下之吸光度(abs)亦使用紫外線分光光度計來量測，以確定精細物質之含量。待量測樣品之濃度為30Brix且使用1cm石英槽進行分析。在阿洛酮糖轉化反應溶液之初始T%及混濁為78.6及0.032之阿洛酮糖反應溶液經活性碳處理之後，分析T%及混濁且結果示於表3中。
在阿洛酮糖轉化反應溶液之初始T%及混濁為70.4及0.024之阿洛酮糖反應溶液經活性碳處理之後，分析T%及混濁且結果示於表4中。
如表3及4所示，當將具有各種平均粒度之活化碳粒子混合至阿洛酮糖反應溶液中以純化阿洛酮糖時，與初始阿洛酮糖反應溶液之T%無關，粒度愈小，脫色愈有效且移除精細材料愈容易。當活性碳以批量型式混合時，在攪拌期間活性碳粒子可與活性碳粒子碰撞，使得產生另一精細粒子。因為粉末活性碳具有大表面積，所以其因大表面積而具有大吸附面積來結合有色材料及精細粒子，與微粒活性碳相比，活性碳之量較小，脫色及移除精細粒子更有效。
比較實施例3.使用填充粒子之管柱雜質移除效率之間的關係
將122g(250ml)表4中所示之樣品5之顆粒狀活性碳填充於管柱中，且流過以阿洛酮糖之重量計濃度為50%之阿洛酮糖反應溶液(T%=70.4)。此時，管柱之溫度為75℃且流動速率為SV 1(250ml/60min=4.17ml/min)，且施加於該管柱之壓力為0.04MPa。
SV係指表示連續流動型反應設備中流體原料之加工效率的值。當F[m3/h]為原料之流動速率且VR為反應設備之內部容積時，空間速度之SV[h-1]由式Sv=F/VR表示。SV意謂每單位時間及單位體積之反應設備能夠供應之原料之流量，且由單位1/h表示。
當管柱速度較低時，活性碳與反應溶液之間的接觸時間較長。因此，在較低管柱速度下雜質之移除更有效，但每小時處理之反應溶液減少。另外，管柱速度不可能無限增加，且實驗室中所用管柱之壓力限值為0.07 Mpa，因此管柱速度不可以再升高。
作為實驗結果，各種管柱速度下填充粒子之管柱的處理效率示於表5中。
與使用批量型式活性碳粉末之實施例2相比，使用填充粒子之管柱的比較實施例3之實驗結果示於表6中。
當使用填充顆粒狀活性碳之管柱時，由於壓力限制，反應溶液之處理速率低。因此，待用活性碳處理之反應溶液的量減小，從而降低了產率。當以分批型式使用粉末活性碳時，每單位時間待處理之反應溶液的量不受壓力影響可根據反應容器無限增加，且少量活性碳可達成大處理效果。

Claims (10)

  1. 一種純化阿洛酮糖轉化產物之方法，其包含使該阿洛酮糖轉化產物與粉末活性碳混合以產生混合物溶液，及藉由固液分離該混合物而移除雜質及該活性碳來獲得經過濾溶液，其中該固液分離係藉由使該混合物溶液穿過包括壓濾機及粒度為10至500微米之助濾劑之過濾裝置進行，且其中該粉末活性碳之平均粒徑為10至250微米。
  2. 如請求項1之方法，其中該純化方法進一步包含在用該活性碳處理之後、用充填離子交換樹脂之管柱來離子純化之步驟。
  3. 如請求項1之方法，其中以該阿洛酮糖轉化產物之總固體含量為100重量%計，經混合之該粉末活性碳之量為0.05至10重量%。
  4. 如請求項1之方法，其中該阿洛酮糖轉化產物之總固體含量為0.5至80重量%。
  5. 如請求項1之方法，其中該混合物溶液之溫度係在30至90℃。
  6. 如請求項1之方法，其中該助濾劑係選自由以下組成之群的至少一者：矽藻土、珍珠岩、纖維素及離子交換樹脂。
  7. 如請求項1之方法，其中混合該阿洛酮糖轉化產物與粉末活性碳係藉由攪拌進行。
  8. 如請求項7之方法，其中攪拌速率為5至500rpm。
  9. 如請求項1之方法，其中該阿洛酮糖轉化產物與粉末活性碳之接觸時間為0.5至5小時。
  10. 一種製備阿洛酮糖之方法，其包含：根據如請求項1至9中任一項之方法純化阿洛酮糖轉化產物以移除雜質，用模擬移動床(SMB)層析分離該產物以獲得阿洛酮糖分餾物及果糖萃餘 物，及使該阿洛酮糖分餾物濃縮或結晶。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020207952A1 (en) * 2019-04-10 2020-10-15 Lonza Solutions Ag Method for preparation of decolorized acetoacetylated glycerol with activated carbon
EP3865496A1 (de) 2020-02-12 2021-08-18 Savanna Ingredients GmbH Verfahren zur herstellung farbloser kohlenhydrate
EP4352070A1 (en) * 2021-05-08 2024-04-17 Petiva Private Limited A method and system for purifying d-allulose, fructose, and/or glucose

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105431541A (zh) * 2013-06-05 2016-03-23 Cj第一制糖株式会社 塔格糖的生产方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2985589A (en) 1957-05-22 1961-05-23 Universal Oil Prod Co Continuous sorption process employing fixed bed of sorbent and moving inlets and outlets
JPS5239901B2 (zh) 1973-02-12 1977-10-07
US4950332A (en) * 1988-03-17 1990-08-21 The Dow Chemical Company Process for decolorizing aqueous sugar solutions via adsorbent resins, and desorption of color bodies from the adsorbent resins
JP5132983B2 (ja) 2007-05-10 2013-01-30 三菱レイヨン株式会社 生細胞を含有しないタンパク質含有溶液の製造方法
CN103636878B (zh) 2009-04-28 2016-02-24 花王株式会社 浓缩咖啡提取液的制造方法
JP2010284133A (ja) * 2009-06-15 2010-12-24 Nippon Rensui Co Ltd 精製糖液の製造方法
KR101189640B1 (ko) * 2010-03-26 2012-10-12 씨제이제일제당 (주) Ｄ-사이코스 결정을 제조하는 방법
CN104769125B (zh) 2012-08-10 2018-10-23 株式会社三养社 阿洛酮糖差向异构酶及使用其的用于转变为阿洛酮糖的组合物
KR20140054997A (ko) 2012-10-30 2014-05-09 현대모비스 주식회사 차량용 수납박스의 잠금장치
KR20140080282A (ko) 2012-12-20 2014-06-30 주식회사 삼양제넥스 Ｄ-사이코스 3-에피머화 효소를 이용한 과당으로부터 사이코스의 제조방법
KR101318422B1 (ko) 2013-04-09 2013-10-15 주식회사 삼양제넥스 D-사이코스 에피머화 효소, 및 이를 이용하는 사이코스 생산방법
KR101375862B1 (ko) * 2014-01-17 2014-03-17 한국과학기술연구원 제습장치를 구비한 식기세척기
KR20160004614A (ko) * 2014-07-03 2016-01-13 이봉균 고열 흡입환풍수냉 순환 육아
KR101749527B1 (ko) * 2014-10-20 2017-06-21 씨제이제일제당(주) D-사이코스 결정을 제조하는 방법
KR20160062349A (ko) * 2014-11-25 2016-06-02 씨제이제일제당 (주) 고순도 d-사이코스를 제조하는 방법
CN104447888B (zh) * 2014-12-04 2017-08-01 青岛蜜福堂健康科技有限公司 一种阿洛酮糖的制备方法及其应用

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105431541A (zh) * 2013-06-05 2016-03-23 Cj第一制糖株式会社 塔格糖的生产方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3564250B1 (en) 2021-10-20
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KR101988441B1 (ko) 2019-06-12
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JP2020500546A (ja) 2020-01-16
WO2018124487A3 (ko) 2018-08-16
JP6936320B2 (ja) 2021-09-15

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