用于制备D-阿洛酮糖晶体的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制备具有98％(w/w)以上的纯度和MA 200以上的晶粒尺寸的高纯度D‑阿洛酮糖晶体的方法，其包括如下步骤：从D‑阿洛酮糖溶液除去杂质以得到纯化的D‑阿洛酮糖溶液；浓缩所述纯化的D‑阿洛酮糖溶液；通过热交换器将所述浓缩的D‑阿洛酮糖溶液冷却至30℃至40℃；将30℃至40℃的D‑阿洛酮糖溶液预结晶以得到糖膏；以及使用所述预结晶的糖膏来结晶。通过使用本发明专利技术的方法，可以通过经济的结晶工艺在没有使用有机溶剂的情况下从D‑阿洛酮糖溶液制备具有纯的且适合工业应用的形式的D‑阿洛酮糖晶体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备D-阿洛酮糖晶体的方法
本专利技术涉及一种使用过饱和从D-阿洛酮糖溶液制备高纯度D-阿洛酮糖晶体的方法。
技术介绍
据报道，D-阿洛酮糖是一种甜味剂，其不像果糖或蔗糖，在体内几乎不代谢，基本上没有卡路里，并且对体重增加影响不大，因为它抑制身体脂肪的形成(Matuo,T.et.Al..AsiaPac.J.Clin.Untr.,10,233-237,2001；Matsuo,T.和K.Izumori,AsiaPac.J.Clin.Nutr.,13,S127,2004)。近来，本专利技术人已经报道了通过将D-葡萄糖异构化成D-果糖，随后将所得的D-果糖与能够产生D-阿洛酮糖差向异构酶的固定化细胞反应来经济地生产D-阿洛酮糖的方法(韩国专利申请号10-2009-0118465)。由于含有通过酶反应产生的D-阿洛酮糖的反应溶液是含有固体含量为约20％(w/w)至约30％(w/w)的D-阿洛酮糖的低纯度产物，因此需要通过色谱法纯化D-阿洛酮糖以生产具有98％(w/w)以上的高纯度的D-阿洛酮糖晶体颗粒。到目前为止，没有显示具有98％(w/w)以上高纯度的工业上可得到的结晶D-阿洛酮糖的实例。为了生成晶体形式的D-阿洛酮糖，已经报道了通过酵母发酵除去D-阿洛酮糖反应溶液中未反应的D-果糖后使用大量乙醇的方法(KeiT,等,J.Biosci.Bioeng.,90(4),453-455,2000)。然而，通过酵母发酵从工艺流程中全部除去未反应的D-果糖不能通过在除去副产物中再利用未反应的D-果糖来实现任何成本降低效果。此外，向结晶工艺中添加大量乙醇可能导致辅助材料成本上升，并且需要通过蒸馏方法防止添加的乙醇爆炸和回收的设备，从而导致制备D-阿洛酮糖的成本增加。由于这些原因，上述方法由于生产成本高而对批量生产具有限制。此外，在D-阿洛酮糖的结晶中使用大量的乙醇可能导致D-阿洛酮糖具有乙醇气味，这是不优选的，从而鉴于材料的适用性而引起技术限制。用于结晶糖的常规方法可以大致分为两种方法。一种是浓缩结晶法，另一种是冷却结晶法。两种方法都是结晶糖的方法并利用在过饱和的亚稳态区域(区域)诱导晶体生长的原理。浓缩结晶法通常用于具有高晶体生长速率的糖例如蔗糖的结晶，而冷却结晶法用于晶体生长速率比蔗糖显著低的糖的结晶。此外，用于结晶糖的方法在亚稳态区域中进行，其中，亚稳态区域意味着糖溶液的浓度从平衡浓度存在，即饱和浓度至最小过饱和状态自发沉淀晶体。在该区域中不会发生诸如晶体成核的结晶现象。然而，当加入晶种时，可能会发生晶体生长，从而增加晶体尺寸。也就是说，为了产生晶体，当将晶种引入超过饱和浓度的溶液中时，晶种可以在亚稳态区域中生长，导致晶体生长。当用于结晶的溶液过度浓缩或快速冷却时，溶液变得过饱和，超过亚稳态区域，这导致新型晶体成核而代替晶体生长。由于新型晶体成核的产生是由于种群增加而抑制晶体生长的因素，温度条件和初始进入过饱和浓度对于确保晶体生长是重要的。D-阿洛酮糖具有在过饱和浓度范围内晶体生成率和晶体生长速率几乎不变化的性质，因此可以分类为具有难以晶粒生长的结晶条件的糖。通常地，已知晶体的晶粒尺寸是糖结晶工业中的重要因素。当在大量生产系统中生产的晶体是细晶粒时，由于过饱和浓度区域的粘度，结晶离心分离设备中的晶体与母液之间的分离不容易进行，从而由于剩余的母液使得最终产品的纯度劣化。此外，剩余的母液在干燥时可能导致晶体聚集，从而减少最终产品的包填充量或劣化可销售性。由于这些原因，雾化的晶体不适于大量生产。韩国专利公开号2011-0035805A(公布于2011年4月6日)中公开了现有技术的一个实例。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的实施方式提供一种通过连续色谱法而不是酵母发酵来分离获得高纯度D-阿洛酮糖溶液的方法，使得未反应的D-果糖可再使用，而不是从工艺流程中除去。本专利技术的实施方式提供一种生产D-阿洛酮糖的方法，该方法能够在分离、干燥和包填充过程中使D-阿洛酮糖溶液的损失最小化，通过从分离的高纯度D-阿洛酮糖溶液中晶粒生长而不使用诸如乙醇等的有机溶剂，从而促进晶体与母液的分离。本专利技术的实施方式提供一种通过降低可变成本和固定成本以降低生产成本来结晶D-阿洛酮糖的方法。本专利技术的实施方式提供一种具有改进的结晶工艺流程和产品销售性的生产纯度为98％(w/w)以上且晶粒尺寸为MA200以上的高纯度D-阿洛酮糖的方法。技术手段根据一个实施方式，本专利技术提供一种制备纯度为98％(w/w)以上且晶粒尺寸为MA200以上的高纯度D-阿洛酮糖晶体的方法，其包括：从D-阿洛酮糖溶液除去杂质以获得纯化的D-阿洛酮糖溶液；浓缩纯化的D-阿洛酮糖溶液；通过热交换器将浓缩的D-阿洛酮糖溶液冷却至30℃至40℃；在30℃至40℃下接种D-阿洛酮糖溶液以获得糖膏；以及使结晶的糖膏充分结晶。技术效果根据本专利技术，制备方法可以通过经济的结晶方法从没有有机溶剂的D-阿洛酮糖溶液生产出适合工业应用形式的纯D-阿洛酮糖晶体。附图说明图1表示根据温度的80白利糖度(％)D-阿洛酮糖溶液的热变性纯度变化；图2是表示从晶种结晶制备的D-阿洛酮糖的晶粒尺寸(颗粒直径)的图；以及图3是表示通过充分结晶制备的D-阿洛酮糖的晶粒尺寸(颗粒直径)的图。具体实施方式接下来，将更详细地描述本专利技术的实施方式。本文将省略对本领域技术人员显而易见的细节的描述。本专利技术的一个实施方式涉及一种生产具有98％(w/w)以上的高纯度和MA200以上的晶粒尺寸的D-阿洛酮糖晶体的方法，其包括：从D-阿洛酮糖溶液除去杂质以获得纯化的D-阿洛酮糖溶液；浓缩纯化的D-阿洛酮糖溶液；通过热交换器将浓缩的D-阿洛酮糖溶液冷却至30℃至40℃，优选为35℃至40℃；在30℃至40℃下晶种结晶D-阿洛酮糖溶液以获得糖膏；以及使晶种结晶的糖膏充分结晶。用于本专利技术的D-阿洛酮糖溶液可以通过属于能够从分离自Corynebacterium属的D-果糖或D-阿洛酮糖差向异构酶中表达D-阿洛酮糖差向异构酶的Corynebacterium属的微生物来产生。术语“D-阿洛酮糖差向异构酶”是指能够将D-果糖转化为D-阿洛酮糖的D-阿洛酮糖-3-差向异构酶。D-阿洛酮糖溶液可以通过培养能够产生D-阿洛酮糖差向异构酶的CorynebacteriumglutamicumKCTC13032、将获得的微生物或从微生物分离的酶固定在诸如藻酸钠的固定载体上并引入D-果糖作为取代基来获得，如韩国专利申请号2009-0118465中所公开的，但不限于此。为了从D-阿洛酮糖溶液中收集D-阿洛酮糖晶体，从D-阿洛酮糖溶液中除去影响D-阿洛酮糖的纯化和结晶的其它物质，使得D-阿洛酮糖溶液具有有效结晶的合适状态。因此，根据本专利技术的生产D-阿洛酮糖晶体的方法可以包括从D-阿洛酮糖溶液中除去杂质以获得纯化的D-阿洛酮糖溶液。具体地，获得纯化的D-阿洛酮糖溶液的步骤可以包括通过经过填充有脱色剂的柱来对D-阿洛酮糖溶液进行脱色；通过离子交换树脂色谱法脱盐经脱色的D-阿洛酮糖溶液；以及使脱盐的D-阿洛酮糖溶液经过填充有附着有钾活化基团的离子交换树脂的连续色谱柱，从而获得纯化的D-阿洛酮糖溶液。更具体地，可以通过色谱法通过使D-阿洛酮糖溶液经过填充有阳离子交换树脂的柱和填充有阴离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产具有98％(w/w)以上的纯度和MA 200以上的晶粒尺寸的高纯度D‑阿洛酮糖晶体的方法，其包括：从D‑阿洛酮糖溶液除去杂质以得到纯化的D‑阿洛酮糖溶液；浓缩所述纯化的D‑阿洛酮糖溶液；通过热交换器将所述浓缩的D‑阿洛酮糖溶液冷却至30℃至40℃；将D‑阿洛酮糖溶液在30℃至40℃下晶种结晶以得到晶种结晶的糖膏；以及使所述晶种结晶的糖膏充分结晶。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.20 KR 10-2014-01416781.一种用于生产具有98％(w/w)以上的纯度和MA200以上的晶粒尺寸的高纯度D-阿洛酮糖晶体的方法，其包括：从D-阿洛酮糖溶液除去杂质以得到纯化的D-阿洛酮糖溶液；浓缩所述纯化的D-阿洛酮糖溶液；通过热交换器将所述浓缩的D-阿洛酮糖溶液冷却至30℃至40℃；将D-阿洛酮糖溶液在30℃至40℃下晶种结晶以得到晶种结晶的糖膏；以及使所述晶种结晶的糖膏充分结晶。2.根据权利要求1所述的用于生产高纯度D-阿洛酮糖晶体的方法，其中，所述从D-阿洛酮糖溶液除去杂质以得到纯化的D-阿洛酮糖溶液的步骤包括：通过经过填充有脱色剂的柱以脱色所述D-阿洛酮糖溶液；通过离子交换树脂色谱法脱盐所述脱色的D-阿洛酮糖溶液；以及使脱盐的D-阿洛酮糖溶液经过连续的填充有附着钙活化基团的离子交换树脂的色谱柱。3.根据权利要求2所述的用于生产高纯度D-阿洛酮糖晶体的方法，其中，用于所述离子交换树脂色谱法的离子交换树脂为100％弱碱型阴离子树脂。4.根据权利要求2所述的用于生产高纯度D-阿洛酮糖晶体的方法，其中，所述经过连续的色谱柱的步骤是模拟移动床(SMB)工艺。5.根据权利要求2所述的用于生产高纯度D-阿洛酮糖晶体的方法，其中，所述通过连续的色谱柱纯化的D-阿洛酮糖溶液具...

【专利技术属性】
技术研发人员：金成俌，朴承源，安准甲，李柱恒，
申请(专利权)人：CJ第一制糖株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR