制备阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖及葡萄糖醛酸的方法技术

阿拉伯胶在酸性条件下水解，得阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸混合液，中和、过滤、浓缩，得浓缩液，然后脱色、去离子、分离，得到：(1)富含阿拉伯糖的溶液，浓缩、结晶，得结晶阿拉伯糖；(2)富含半乳糖的溶液，浓缩、结晶，得结晶半乳糖；(3)富含半乳糖和鼠李糖的混合糖液，其与半乳糖的结晶母液混合后，再进行色谱分离，得到富含鼠李糖的溶液，然后浓缩、结晶，得结晶鼠李糖；(4)富含葡萄糖醛酸的溶液，对其进行去除离子，然后浓缩、结晶，得结晶葡萄糖醛酸。

Method for preparation of arabinose, galactose, rhamnose and glucuronic acid

The mixed solution of arabinose, galactose, rhamnose and glucuronic acid was hydrolyzed under acidic conditions to obtain arabinose, galactose, rhamnose and glucuronic acid. The concentrated solution was neutralized, filtered and concentrated, then decolorized, deionized and separated to obtain: (1) the solution rich in arabinose, concentrated, crystallized and crystallized arabinose; (2) the solution rich in galactose, concentrated, crystallized and crystallized galactose; (3) the solution rich in arabinose. The mixed sugar solution of galactose and rhamnose was mixed with the mother liquid of galactose crystallization, and then separated by chromatographic method to obtain the solution rich in rhamnose, then concentrated and crystallized to obtain crystalline rhamnose; (4) the solution rich in glucuronic acid was removed ions, then concentrated and crystallized to obtain crystalline glucuronic acid.

【技术实现步骤摘要】
制备阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖及葡萄糖醛酸的方法
本专利技术涉及一种L-阿拉伯糖、D-半乳糖、L-鼠李糖和D-葡萄糖醛酸的生产技术。具体涉及一种以阿拉伯胶为原料，同时制备阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖及葡萄糖醛酸的生产

技术介绍
阿拉伯胶是一种来源广泛、安全无害并可被人体部分降解的增稠剂。阿拉伯胶有两种组分，多糖以及少部分与多糖以共价键结合的蛋白质。阿拉伯胶中的多糖经过酸解后可以得到L-阿拉伯糖、D-半乳糖、L-鼠李糖、D-葡萄糖醛酸、低聚糖类及其它杂糖的混合物。L-阿拉伯糖（L-Arabinose）又称L-树胶醛糖，是一种热量极低的甜味剂，可以有效抑制和阻断人体对蔗糖的代谢转化，从而可以抑制肥胖、预防并治疗与高血糖相关的疾病；L-阿拉伯糖还可以用作医药中间体、用于制备抗病毒抗癌药物，同时也用于生化领域中细菌培养基的制备以及香料合成等。L-阿拉伯糖很少以游离态的形式存在于自然界中，通常与其他单糖结合，以杂多糖或L-阿拉伯聚糖或L-阿拉伯聚糖-D-半乳糖的形式存在于胶体、半纤维素、细菌多糖及某些糖苷中。目前，L-阿拉伯糖多数是通过从一些天然或半天然原料中提取制备，包括一些植物纤维或半纤维类（如玉米、甘蔗渣、秸秆等）、甜菜浆、及阿拉伯胶等。D-半乳糖是一种重要的药物中间体。阿拉伯胶酸解液中除含有L-阿拉伯糖外，D-半乳糖含量也较高，为提高原料利用率和经济效益，酸解液中的L-阿拉伯糖和D-半乳糖均需要分离提取出来。国内现有专利主要集中在L-阿拉伯糖的分离提取，对D-半乳糖很少提及。鼠李糖作为一种微量糖而广泛分布于植物中，但含量均不高。鼠李糖可用来测定肠道的渗透性，可作为甜味剂用于生产香精香料，还可用作制药原料等。CN103755776B公开了一种黄姜提取黄姜皂素，然后再由黄姜皂素转化为鼠李糖的方法；CN103937854A公开了利用芦丁制备鼠李糖的方法。葡萄糖醛酸(Glucuronicacid)，简称葡醛酸，是葡萄糖的伯醇羟基被氧化成羧基形成的化合物，广泛分布于动植物中。在植物体内以一糖醛酸形式存在阿拉伯胶、黄蓍胶等树胶中，是构成果胶、粘液和高级多糖的重要成分。在动物体内，葡萄糖醛酸与葡萄糖甙酸形成配合物贮存在组织中。葡萄糖醛酸分子式为C6H10O7，相对分子量194.14，粉末或白色针状结晶。葡萄糖醛酸水溶液不稳定，易形成3,6-葡萄糖醛酸内酯而处于互变平衡状态，D-葡萄糖醛酸在加热且有强酸存在时，还容易发生脱羧而生成CO2、呋喃及其他裂解产品。葡萄糖醛酸能与体内毒物结合成无毒的葡萄糖醛酸结合物而排出，有护肝解毒作用，用于肝炎、肝硬化、食物与药物中毒。葡萄糖醛酸还是构成结缔组织的重要成分，可用于治疗关节炎及胶原性疾病。目前传统工艺生产L-阿拉伯糖和D-半乳糖大都采用以阿拉伯胶为原料，通过阿拉伯胶在酸性条件下水解，控制不同的水解条件得到L-阿拉伯糖和D-半乳糖的混合液，将混合液脱色、除盐等去杂质后，用有机溶剂萃取和沉淀提纯L-阿拉伯糖，然后浓缩，并第一次结晶，离心脱水，得到相应的L-阿拉伯糖和D-半乳糖粗产品。传统生产工艺流程长，收率不高，水、电、蒸汽等消耗高，生产成本高。申请人之前申请的公开号为CN106589010A的专利技术专利公开了一种同时生产L-阿拉伯糖和D-半乳糖的方法，将阿拉伯胶水解、中和、脱色、过滤、脱盐、浓缩后的混合糖液用模拟移动床色谱分离装置分离，得到富含L-阿拉伯糖的溶液、富含D-半乳糖的溶液，然后各自浓缩、结晶，得到L-阿拉伯糖结晶产品和D-半乳糖结晶产品。该专利技术中并没有提取水解液中的鼠李糖和葡萄糖醛酸，而将其作为杂质排掉。而本专利技术专利的目的在于同时生产阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸四种产品。
技术实现思路
针对现有阿拉伯胶提取工艺中的不足，本专利技术提供了一种阿拉伯胶酸解、提取的新工艺。本专利技术的目的是提供一种改进的从阿拉伯胶提取阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸的方法，可同时得到L-阿拉伯糖、D-半乳糖、L-鼠李糖、D-葡萄糖醛酸四个产品。阿拉伯胶在酸性条件下水解，得阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸及少量杂糖的混合液，经中和、过滤、浓缩，得浓缩液，然后用脱色去离子同时分离混合物的装置进行脱色、去离子、分离，得到：(1)富含阿拉伯糖的溶液，浓缩、结晶，得结晶阿拉伯糖；(2)富含半乳糖的溶液，浓缩、结晶，得结晶半乳糖；(3)富含半乳糖和鼠李糖的混合糖液，其与半乳糖的结晶母液混合后，再进行色谱分离，得到富含鼠李糖的溶液，然后浓缩、结晶，得结晶鼠李糖；(4)富含葡萄糖醛酸的溶液，对其进行去离子、浓缩、结晶，得结晶葡萄糖醛酸。本专利技术的以阿拉伯胶为原料，制备阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖及葡萄糖醛酸的方法，其主要技术方案步骤为：步骤1：将阿拉伯胶溶解后调配成质量百分比浓度10~35%，最优为20~25%；加入稀硫酸或稀盐酸调至溶液PH值0.1~3.0，最优为0.1~0.6；在90~138℃的温度下水解4~15小时，得水解液；水解液静置1~2小时，滤取上层清液用碱中和至PH值3.0~5.5，然后过滤、浓缩，得浓缩液。步骤2：将步骤1所得浓缩液用脱色去离子同时分离混合物的装置进行脱色、去离子、分离，得到：富含阿拉伯糖液A；富含半乳糖液B；富含混合糖液C；富含葡萄糖醛酸液D；色素和离子液S。步骤3：将步骤2所得的富含阿拉伯糖液A浓缩、结晶、干燥，得结晶L-阿拉伯糖。步骤4：将步骤2所得富含半乳糖液B浓缩、结晶、干燥，得结晶D-半乳糖。步骤5：将步骤2所得富含半乳糖和鼠李糖的混合糖液C，与步骤4半乳糖结晶所得的结晶母液G混合，然后用色谱分离装置进行分离，得富含鼠李糖液E和富含半乳糖液F。步骤6：将步骤5所得富含鼠李糖液E浓缩、结晶、干燥，得结晶鼠李糖；将步骤(5)所得富含半乳糖液F与步骤2所得的半乳糖液B混合。步骤7：将步骤2所得的富含葡萄糖醛酸液D去除离子，然后浓缩、结晶、干燥，得结晶葡萄糖醛酸。进一步的，步骤5中所述的色谱分离装置为程序式模拟移动床色谱分离装置，共有6个色谱柱，色谱柱内装满吸附介质，吸附介质为钙型阳离子吸附树脂或钙型分子筛；所用洗脱剂为纯水。经色谱装置分离后，得到富含鼠李糖液E和富含半乳糖液F；富含鼠李糖液E浓缩、结晶、干燥，得结晶鼠李糖；富含半乳糖液F与步骤2所得的半乳糖液B混合后，浓缩、结晶、干燥，得结晶D-半乳糖。为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供了一种用于处理阿拉伯胶水解后的浓缩液的脱色去离子同时分离混合物的装置。装置有4个互相串联的色谱柱，其由色谱柱、助力泵、电导率仪表、连接管、隔断阀、洗脱剂管、料管、循环流量计、提余液管、提余液流量计、提余液流量调节阀、色素和离子液支路、葡萄糖醛酸液支路、提取液管、提取液流量计、提取液流量调节阀、阿拉伯糖液支路、半乳糖液支路、混合糖液支路组成；还有阿拉伯糖液槽、半乳糖液槽、混合糖液槽、葡萄糖醛酸液槽及色素和离子液槽；每个色谱柱进口连接有洗脱剂阀；第1个色谱柱进口连接有料阀；所述洗脱剂阀和料阀分别与洗脱剂管和料管连接；每个色谱柱出口连接有提余液阀；提余液阀与提余液管连接；提余液管上安装有提余液流量计、提余液流量调节阀，用于检测、调节流量；提余液管经过提余液流量调节阀后，分成二个支路：第一个支路为色素和离子液支路，连接至色素和离子液槽；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.制备阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖及葡萄糖醛酸的方法，其特征在于，阿拉伯胶在酸性条件下水解，得阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸混合液，中和、过滤、浓缩，得浓缩液，然后用脱色去离子同时分离混合物的装置进行脱色、去离子、分离，得到：(1)富含阿拉伯糖的溶液，浓缩、结晶，得结晶L‑阿拉伯糖；(2)富含半乳糖的溶液，浓缩、结晶，得结晶D‑半乳糖；(3) 富含半乳糖和鼠李糖的混合糖液，其与半乳糖的结晶母液混合后，再进行色谱分离，得到富含L‑鼠李糖的溶液，然后浓缩、结晶，得结晶L‑鼠李糖；(4) 富含葡萄糖醛酸的溶液，对其进行去除离子，然后浓缩、结晶，得结晶D‑葡萄糖醛酸。

【技术特征摘要】
1.制备阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖及葡萄糖醛酸的方法，其特征在于，阿拉伯胶在酸性条件下水解，得阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸混合液，中和、过滤、浓缩，得浓缩液，然后用脱色去离子同时分离混合物的装置进行脱色、去离子、分离，得到：(1)富含阿拉伯糖的溶液，浓缩、结晶，得结晶L-阿拉伯糖；(2)富含半乳糖的溶液，浓缩、结晶，得结晶D-半乳糖；(3)富含半乳糖和鼠李糖的混合糖液，其与半乳糖的结晶母液混合后，再进行色谱分离，得到富含L-鼠李糖的溶液，然后浓缩、结晶，得结晶L-鼠李糖；(4)富含葡萄糖醛酸的溶液，对其进行去除离子，然后浓缩、结晶，得结晶D-葡萄糖醛酸。2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1：将阿拉伯胶溶解后调配成质量百分比浓度10~35%，加入稀硫酸或稀盐酸调至溶液PH值0.1~3.0，在90~138℃的温度下水解4~15小时，得水解液；水解液静置1~2小时，滤取上层清液用碱中和至PH值3.0~5.5，然后过滤、浓缩，得浓缩液；步骤2：将步骤1所得浓缩液用脱色去离子同时分离混合物的装置进行脱色、去离子、分离，得到：富含阿拉伯糖液A；富含半乳糖液B；富含混合糖液C；富含葡萄糖醛酸液D；色素和离子液S；步骤3：将步骤2所得的富含阿拉伯糖液A浓缩、结晶、干燥，得结晶L-阿拉伯糖；步骤4：将步骤2所得富含半乳糖液B浓缩、结晶、干燥，得结晶D-半乳糖；步骤5：将步骤2所得富含半乳糖和鼠李糖的混合糖液C，与步骤(4)半乳糖结晶所得的结晶母液G混合，然后用色谱分离装置进行分离，得富含鼠李糖液E和富含半乳糖液F；步骤6：将步骤5所得富含鼠李糖液E浓缩、结晶、干燥，得结晶L-鼠李糖；将步骤(5)所得富含半乳糖液F与步骤2所得的半乳糖液B混合；步骤7：将步骤2所得的富含葡萄糖醛酸液D去除离子，然后浓缩、结晶、干燥，得结晶D-葡萄糖醛酸。3.根据权利要求2中所述的方法，其特征在于：步骤5所述的色谱分离装置为程序式模拟移动床色谱分离装置，共有6个色谱柱；所述色谱柱内装满吸附介质，所述吸附介质为钙型阳离子吸附树脂或钙型分子筛；所用洗脱剂为纯水。4.用于处理阿拉伯胶水解浓缩液的脱色去离子同时分离混合物的装置，其特征在于：4个互相串联的色谱柱组成色谱系统，由色谱柱(1)、助力泵(2)、电导率仪表(3)、连接管(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑛，周日尤，伍玉碧，吴鹏，贾红程，杜小霞，
申请(专利权)人：南京凯通粮食生化研究设计有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32