一種高純度低聚糖的分離純化方法

2023-12-10 07:44:37

專利名稱：一種高純度低聚糖的分離純化方法
技術領域：
本發明屬於糖的分離純化領域，更確切地說，屬於低聚糖的分離純化。
背景技術：
高純度大豆低聚糖、低聚果糖屬難消化性糖，人攝入後，可直接到大腸為雙岐桿菌等有益菌利用，可作為雙歧因子增殖雙岐桿菌，促進腸內短鏈脂肪酸增加，使腸道酸性化，從而抑制腐敗菌產物生成，抑制膽固醇上升，綜合性改善腸道環境，並有提高鈣、鎂等微量元素吸收的效能，見《中國生化藥物雜誌》1997年第18卷第5期，第268頁-271頁，《寡聚糖類物質生理活性的研究》；《Geriatic Medicine》1月號，Vol.21 NO.1 1983，第156-167頁，《低聚果糖對高脂血症的療效》。大豆低聚糖產品純度高達80％(水蘇糖+棉子糖)，低聚果糖(蔗果三糖+蔗果四糖+蔗果五糖)達90％，對血糖和胰島素基本無刺激，適於肥胖者及糖尿病人使用，見日本《Geriatic Medicine》1月號，Vol.21 NO.11983，第156-167頁，《低聚果糖對高脂血症的療效》，可廣泛用於各種食品、飲料糖果等。目前市售的低聚糖(三糖+四糖+五糖)含量50％左右，其餘組分為一糖和二糖或半乳糖，不適合肥胖者及糖尿病人使用。歷年以來，除去分子篩和活性炭，採用常規樹脂很難將糖進行分離和純化，見《天然產物化學》第九章第六節糖類的提取分離第469-475頁，中國發明專利申請號95103433.2，發明名稱膜分離法提取大豆低聚糖的生產工藝，中國發明專利申請號98125920.0，發明名稱低聚糖純化方法，由於分子篩作為分離介質成本過高，活性炭具有不可回收利用等不利因素，在大規模生產上限制了這兩種分離介質的應用。利用葡聚糖凝膠G-10樹脂可以對糖進行較好的分離，但成本很高。如何對糖以較低的成本進行分離純化是目前技術人員一直著力解決的問題。

發明內容
本發明的目的是提供一種高純度低聚糖的分離純化方法，此方法通過將低純度的低聚糖通過特殊處理的HZ001樹脂進行分離純化從而得到高純度的低聚糖，利用市售可得的價低的國產HZ001樹脂達到了和進口的價格昂貴的葡聚糖凝膠G-10樹脂基本相同的分離效果。
本發明提供了處理常規HZ001樹脂的方法及樹脂再生的方法先用酸後用鹼最後用鹽溶液進行處理，更具體的，酸為鹽酸或硫酸，鹼為氫氧化鈉或氨水，鹽溶液為CaCL2的水溶液或H3PO4--(NH4)2HPO4緩衝液。本發明提供的方法可分離純化包括但不限於大豆低聚糖或低聚果糖的低聚糖。
利用本發明提供的方法可以成功地將低聚糖中各組分進行分離，從而得到高純度的低聚糖，對血糖和胰島素基本無刺激，適於肥胖者及糖尿病人使用。
本方法工藝條件成熟，流程簡短，可操作性強，不使用任何有機溶劑，適用於大規模生產，分離效果優於葡聚糖凝膠G-10樹脂。由於葡聚糖凝膠為國外進口介質，價格昂貴(10000000元/噸左右)，無法應用於工業生產。經過預處理後的常規樹脂，價格在10000元-40000元/噸，可應用於大規模生產，此樹脂還可以利用本發明公開的方法進行再生，再生後的樹脂可重複使用。


附圖1市售大豆低聚糖糖漿附圖2特殊處理的常規樹脂分離純化得到的大豆低聚糖附圖3葡聚糖凝膠SephadexG-10分離純化得到的大豆低聚糖附圖1-3中1.蔗糖 2.棉子糖 3.水蘇糖 4.毛蕊花糖附圖4市售低聚果糖糖漿附圖5特殊處理的常規樹脂分離純化得到的低聚果糖附圖6葡聚糖凝膠SephadexG-10分離純化得到的低聚果糖附圖4-6中1.葡萄糖 2.蔗果三糖 3.蔗果四糖 4.蔗果五糖
具體實施例方式在以下實施例中將進一步舉例說明本發明，這些實施例僅用於說明本發明而對本發明沒有限制。
除特別說明，本發明中所稱的含量均為重量百分含量，糖含量的百分比為HPLC的面積歸一法所得。
本發明中所述的低含量的低聚糖指低聚糖的含量低於50％，高含量的低聚糖指低聚糖的含量高於80％。
BV為柱體積。
一次回收率指經過一次分離純化後得到的含量大於80％的低聚糖的重量除於上樣總糖的重量的百分比。未分離開的混合糖可重複上柱。
1、材料大豆低聚糖糖漿(水蘇糖含量為30％)市售低聚果糖糖漿(蔗果三糖+蔗果四糖+蔗果五糖為50％) 市售葡聚糖凝膠SephadexG-10 上海試劑分廠分裝HZ001樹脂(40~100目) 上海華震樹脂廠2、試劑HCl CP級 天津市化學試劑一廠硫酸 CP級 石家莊市試劑廠NaOH CP級 天津市化學試劑一廠氨水 CP級 石家莊市試劑廠CaCL2CP級 天津市化學試劑一廠H3PO4CP級 天津市天新精細化工開發中心(NH4)2HPO4CP級 北京化工廠無鹽水 自製3、高效液相檢測儀3.1儀器Waters 515泵x2Alltech MK-III ELSD(蒸發光散射檢測器)第三方工作站控制(大連依立特)Hypersil NH24.0×250mm，10μ色譜柱3.2流動相70％乙腈水，0.7ml/min等度洗脫3.3ELSD設置漂移管溫度100℃ 氮氣流量2.20低聚糖可在上述條件下得到滿意的分離和檢測。
實施例1特殊處理的常規樹脂分離純化大豆低聚糖樹脂預處理HZ001樹脂經無鹽水充分溶脹後，用1～2mol/LHCL浸泡2小時後，水洗至中性；用1～2mol/LNaOH浸泡2小時後，水洗至中性；
用1～2mol/LCaCL2浸泡2小時後，水洗至中性。
分離介質所用玻璃柱∶徑高比為1∶30，裝量為120ml，溼法裝柱。
樹脂再生用1～2mol/LHCL浸泡2小時後，水洗至中性；用1～2mol/LNaOH浸泡2小時後，水洗至中性；用1～2mol/LCaCL2浸泡2小時後，水洗至中性，備用。
市售大豆低聚糖糖漿(水蘇糖含量為30％)，見附圖1，稀釋5倍後(水蘇糖單位24800ug/ml)取1ml上樣，流速為1/10-1/15BV/hr，ELSD跟蹤檢測，收集有效部位後減壓濃縮，得到水蘇糖含量為88％的低聚糖成品，一次回收率62％，適合糖尿病人和肥胖病人食用。成品圖譜見附圖2。
實施例2特殊處理的常規樹脂分離純化大豆低聚糖同實施例1，只是用0.5～1mol/L硫酸代替1～2mol/LHCL，5～8％氨水代替1～2mol/LNaOH，得到水蘇糖含量為89％的低聚糖成品，一次回收率65％。成品圖譜同附圖2。
實施例3葡聚糖凝膠SephadexG-10分離純化大豆低聚糖葡聚糖凝膠G-10樹脂樹脂預處理將樹脂用水充分溶漲後，溼法裝柱。
葡聚糖凝膠G-10樹脂所用玻璃柱∶徑高比為1∶25市售大豆低聚糖糖漿(水蘇糖含量為30％)，見附圖1，稀釋5倍後(水蘇糖單位24800ug/ml)取1ml上樣，流速為1/10-1/15BV/hr，ELSD跟蹤檢測，收集有效部位後減壓濃縮，得到的水蘇糖含量為90％的低聚糖成品，一次回收率65％，適合糖尿病人和肥胖病人食用。成品圖譜見附圖3。
實施例4特殊處理的常規樹脂分離純化低聚果糖樹脂預處理HZ001樹脂經無鹽水充分溶脹後，用1～2mol/LHCL浸泡2小時後，水洗至中性；用1～2mol/LNaOH浸泡2小時後，水洗至中性；用1～2mol/L H3PO4--(NH4)2HPO4緩衝液浸泡2小時後，水洗至中性。
分離介質所用玻璃柱∶徑高比為1∶30裝量為120ml，溼法裝柱。
樹脂再生用1～2mol/L HCL浸泡2小時後，水洗至中性；用1～2mol/LNaOH浸泡2小時後，水洗至中性；用1～2mol/LH3PO4--(NH4)2HPO4緩衝液浸泡2小時後，水洗至中性。
市售低聚果糖糖漿(蔗果三糖+蔗果四糖+蔗果五糖含量為50％)，見附圖4，稀釋5倍後(水蘇糖單位28310ug/ml)取5ml上樣，流速為1/10-1/15BV/hr，ELSD跟蹤檢測，收集有效部位後減壓濃縮，得到的低聚果糖成品蔗果三糖+蔗果四糖+蔗果五糖含量為93％，一次回收率68％，適合糖尿病人和肥胖病人食用。成品圖譜見附圖5。
實施例5實施例4特殊處理的常規樹脂分離純化低聚果糖同實施例4，只是用0.5～1mol/L硫酸代替1～2mol/LHCL，5～8％氨水代替1～2mol/LNaOH，得到的低聚果糖成品蔗果三糖+蔗果四糖+蔗果五糖含量為92％，一次回收率67％。成品圖譜同附圖5。
實施例6葡聚糖凝膠SephadexG-10分離純化低聚果糖葡聚糖凝膠G-10樹脂樹脂預處理將樹脂用水充分溶漲後，溼法裝柱。
葡聚糖凝膠G-10樹脂 所用玻璃柱∶徑高比為1∶25市售低聚果糖糖漿(蔗果三糖+蔗果四糖+蔗果五糖含量為50％)，見附圖3，稀釋5倍後取2ml上樣，流速為1/10-1/15BV/hr，ELSD跟蹤檢測，收集有效部位後減壓濃縮，得到的低聚果糖成品蔗果三糖+蔗果四糖+蔗果五糖含量為92％，一次回收率70％，適合糖尿病人和肥胖病人食用。成品圖譜見附圖6。
權利要求
1.一種高純度低聚糖的分離純化方法，此方法通過將低純度的低聚糖通過被酸、鹼、鹽溶液依次處理的HZ001樹脂進行分離純化從而得到高純度的低聚糖。
2.權利要求1所述的方法，其中低聚糖為大豆低聚糖或低聚果糖。
3.權利要求1所述的方法，其中酸為1～2mol/L的鹽酸或0.5～1mol/L硫酸。
4.權利要求1所述的方法，其中鹼為1～2mol/L氫氧化鈉或5～8％氨水。
5.權利要求1所述的方法，其中鹽溶液為1～2mol/L的CaCL2水溶液或1～2mol/LH3PO4--(NH4)2HPO4緩衝液。
全文摘要
本發明公開了一種高純度低聚糖的分離純化方法低純度低聚糖通過被酸、鹼、鹽溶液依次處理的HZ001樹脂進行分離純化從而得到高純度的低聚糖。本發明還公開了處理常規HZ001樹脂的方法及樹脂再生的方法。利用此方法得到的低聚糖的HPLC含量在85％以上，與葡聚糖凝膠G－10樹脂分離的純度相當。本方法流程簡捷、操作方便、質量穩定、無三廢汙染，安全可靠，適用於高純度大豆低聚糖、低聚果糖等低聚糖的工業化生產。
文檔編號C07H3/06GK1696140SQ20041001228
公開日2005年11月16日 申請日期2004年5月13日 優先權日2004年5月13日
發明者劉剛叄, 張雪霞, 林暘, 趙輝 申請人:華北製藥集團有限責任公司