利用模擬移動色譜製取木糖和阿拉伯糖的方法
2023-04-23 10:45:21
專利名稱：利用模擬移動色譜製取木糖和阿拉伯糖的方法
技術領域：
本發明涉及一種採用模擬移動色譜製取木糖和阿拉伯糖的方法，具體是以木糖母液為原料，採用模擬移動色譜分離設備製取阿拉伯糖和木糖。
背景技術：
木糖母液是木糖生產廠家進行木糖結晶後的殘留溶液，其中含有的主要成分有葡萄糖、木糖和阿拉伯糖，由於其不能再進行結晶，多數生產廠家都將母液廉價出售用於生產焦糖色素，少數將其生產飼料酵母，這兩種方式產生的市場價值都很低，因此很多生產廠家一直在尋找將木糖母液分離提純的方法，以增加母液的重複利用價值。中國專利200710014175. 8公開ー種利用順序式模擬移動床提純木糖母液的方 法，它是利用順序式模擬移動床對葡萄糖、木糖和阿拉伯糖組分同時分離，其中葡萄糖純度和濃度為5%和75. 6%、木糖純度和濃度為90. 2%和31. 5%、阿拉伯糖純度和濃度為85. 8%和
7.5%，結果顯示木糖和阿拉伯糖純度和濃度都不高，順序式模擬移動床的優勢沒有發揮完全，葡萄糖組分的抽出又損失了一部分木糖和阿拉伯糖，導致這兩個組分的收率降低，整體經濟效益存在一定幅度的下降。中國專利200510040433. 0公開了ー種提純木糖母液的方法，它是利用釀酒酵母將木糖母液發酵去除葡萄糖，之後用模擬移動床對發酵後的木糖母液進行分離，整個過程所消耗的酵母量很大，同時發酵液的處理量増加，導致整個エ序運行成本過高，難於推廣。
發明內容
本發明g在於克服現有技術的不足，提供了ー種利用模擬移動色譜製取木糖和阿拉伯糖的方法，整個エ藝運行成本低，分離得到的產品純度、濃度和收率高，降低了後續濃縮成本，簡化操作步驟，降低生產損耗，並且能夠連續化生產，提升了生產效率。本發明採用模擬移動色譜製取木糖和阿拉伯糖的方法，是通過如下步驟實現的
a、模擬移動色譜分離將木糖母液經模擬移動色譜分離設備，分離得到組分A和組分B溶液，組分A溶液中總糖的質量百分濃度為20% 40%、木糖純度91% 94%，組分B溶液中總糖的質量百分濃度為10% 30%、阿拉伯糖純度88% 92% ；
b、組分A純化將經a步驟得到的組分A的混合物經耐高糖活性乾酵母處理，添加量為組分A的0. I 1%，溫度20°C 40°C，攪拌速度80r/min 150 r/min，處理時間20 36h，得到純化溶液；
C、過濾將b步驟製得溶液用I 10 y m濾膜，採用板框進行過濾，製得澄清的橙黃色液體；
d、濃縮將c步驟製得的溶液與a步得到的組分B分別用三效蒸發器進行濃縮，溫度46 48°C，c步製得溶液濃縮至質量百分濃度60% 80%，組分B溶液濃縮至質量百分濃度65% 85% ；
e、結晶將d步驟製得的濃縮液，分別以溫度0°C 25°C，攪拌速度30r/min 60r/min，進行結晶處理，得到木糖結晶產品，純度為97% 99%、收率20% 50%，阿拉伯糖結晶產品，純度為95% 99%、收率30% 50% ;上述方法中百分含量均為質量百分含量。本發明的模擬移動色譜連續吸附分離中，吸附劑為大孔吸附樹脂ZGSPC106Ca2+、UBK530Na\ UBK530Ca2+、99Ca2+_310或CM155Ca2+中的任何ー種；解析劑為水，模擬移動色譜分離設備包含4 6根分離塔，具有進料ロ 2個，出料ロ 2個；分離溫度為55°C 75°C ;切換時間900 1100s,進料流量35 BOmT,/min,解析流量25 45mL/min,循環流量25 45mL/min。本發明所具有的有益效果是本發明採用模擬移動色譜分離提純阿拉伯糖和木糖，並首次對分離後的組分A即木糖組分應用微生物處理，減少了微生物用量，降低了發酵液後期處理量，兩種組分的收率高達85%左右，結晶純度也達到98%以上，可實現連續化生產，易於エ業化。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明進ー步說明下述實施例中百分比為質量百分比。實施例I
本發明利用模擬移動色譜製取木糖和阿拉伯糖的方法，是以木糖母液為原材料通過下列步驟實現的
a、模擬移動色譜分離將木糖母液經模擬移動色譜分離設備，模擬移動色譜中吸附劑採用大孔吸附樹脂為ZGSPC106Ca2+ ;解析劑為水，模擬移動色譜分離設備包含6根分離塔，具有進料ロ 2個，出料ロ 2個，分離溫度為68°C，切換時間1092s，進料流量57mL/min，解析流量37mL/min,循環流量37mL/min ;分離得到組分A和組分B溶液,組分A溶液中總糖的質量百分濃度為25%、木糖純度94%，組分B溶液中總糖的質量百分濃度為28%、阿拉伯糖純度90% ；
b、組分A純化將經a步驟得到的組分A的混合物經耐高糖活性乾酵母處理，添加量為組分A的0. 2%，溫度25°C，攪拌速度110r/min，處理時間24h，得到純化溶液；
C、過濾將b步驟製得溶液用10 y m濾膜，採用板框進行過濾，製得澄清的橙黃色液
體；
d、濃縮將c步驟製得的溶液與a步得到的組分B分別用三效蒸發器進行濃縮，溫度47 °C, c步製得溶液濃縮至質量百分濃度70%，組分B溶液濃縮至質量百分濃度75% ；
e、結晶將d步驟製得的濃縮液，分別以溫度20°C，攪拌速度50r/min，進行結晶處理，得到木糖結晶產品，純度為99%、收率45%，阿拉伯糖結晶產品，純度為97%、收率40% ；
實施例2
本發明利用模擬移動色譜製取木糖和阿拉伯糖的方法，是以木糖母液為原材料通過下列步驟實現的
a、模擬移動色譜分離將木糖母液經模擬移動色譜分離設備，模擬移動色譜中吸附劑採用大孔吸附樹脂UBK530Na+，解析劑為水，模擬移動色譜分離設備包含6根分離塔，具有進料ロ 2個，出料ロ 2個，分離溫度為50°C，切換時間1038s，進料流量39mL/min，解析流量30mL/min,循環流量30mL/min ;分離得到組分A和組分B溶液,組分A溶液中總糖的質量百分濃度為30%、木糖純度91%，組分B溶液中總糖的質量百分濃度為23%、阿拉伯糖純度88% ；b、組分A純化將經a步驟得到的組分A的混合物經耐高糖活性乾酵母處理，添加量為0. 4%，溫度20°C，攪拌速度80r/min，處理時間20h，得到純化溶液；
C、過濾將b步驟製得溶液用10 i! m濾膜，採用板框進行過濾，製得澄清的橙黃色液
體； d、濃縮將c步驟製得的溶液與a步得到的組分B分別用三效蒸發器進行濃縮，溫度47 0C，c步製得溶液濃縮至質量百分濃度80%，組分B溶液濃縮至質量百分濃度85% ；
e、結晶將d步驟製得的濃縮液，分別以溫度25°C，攪拌速度60r/min，進行結晶處理，得到木糖結晶產品，純度為95%、收率34%，阿拉伯糖結晶產品，純度為96%、收率35% ；
實施例3
本發明利用模擬移動色譜製取木糖和阿拉伯糖的方法，是以木糖母液為原材料通過下列步驟實現的
a、模擬移動色譜分離將木糖母液經模擬移動色譜分離設備，模擬移動色譜中吸附劑採用大孔吸附樹脂99Ca2+-310、解析劑為水，模擬移動色譜分離設備包含6根分離塔，具有進料ロ 2個，出料ロ 2個，分離溫度為62°C，切換時間1064s，進料流量38mL/min，解析流量29mL/min,循環流量29mL/min ;分離得到組分A和組分B溶液，組分A溶液中總糖的質量百分濃度為28%、木糖純度92. 5%，組分B溶液中總糖的質量百分濃度為25%、阿拉伯糖純度91% ；
b、組分A純化將經a步驟得到的組分A的混合物經耐高糖活性乾酵母處理，添加量為0. 3%，溫度35°C，攪拌速度100r/min，處理時間21h，得到純化溶液；
C、過濾將b步驟製得溶液用10 i! m濾膜，採用板框進行過濾，製得澄清的橙黃色液
體；
d、濃縮將c步驟製得的溶液與a步得到的組分B分別用三效蒸發器進行濃縮，溫度470C，c步製得溶液濃縮至質量百分濃度75%，組分B溶液濃縮至質量百分濃度70% ；
e、結晶將d步驟製得的濃縮液，分別以溫度20°C，攪拌速度50r/min，進行結晶處理，得到木糖結晶產品，純度為98%、收率38%，阿拉伯糖結晶產品，純度為99. 4%、收率42% ；
實施例4
本發明利用模擬移動色譜製取木糖和阿拉伯糖的方法，是以木糖母液為原材料通過下列步驟實現的
將購入的木糖母液作為原料，經模擬移動色譜設備分離，模擬移動色譜中吸附劑採用大孔吸附樹脂UBK530Ca2+、解析劑為水，模擬移動色譜分離設備包含6根分離塔，具有進料ロ 2個，出料ロ 2個，分離溫度為65°C，切換時間956s，進料流量40mL/min，解析流量32mL/min,循環流量32mL/min ;分離得到組分A和組分B，組分A溶液中總糖的質量百分濃度為29%、木糖純度91. 5%，組分B溶液中總糖的質量百分濃度為24%、阿拉伯糖純度89% ;得到的組分A經耐高糖活性乾酵母處理，添加量為0. 6%，溫度為25°C，攪拌速度為120r/min，處理時間18h，得到純化溶液。A組分經純化後用10 濾膜，採用板框過濾、三效蒸發器濃縮，溫度47°C，與組分B分別進行結晶，結晶溫度20°C，攪拌速度40r/min，進行結晶處理，得到木糖結晶產品，純度為97%、收率30%，阿拉伯糖結晶產品，純度為98%、收率38% ；
實施例5
本發明利用模擬移動色譜製取木糖和阿拉伯糖的方法，是以木糖母液為原材料通過下列步驟實現的
將購入的木糖母液作為原料，經模擬移動色譜設備分離，模擬移動色譜中吸附劑採用大孔吸附樹脂CM155Ca2+、解析劑為水，模擬移動色譜分離設備包含6根分離塔，具有進料ロ2個，出料ロ 2個，分離溫度為60°C，切換時間1020s，進料流量45mL/min，解析流量35mL/min,循環流量35mL/min ;分離得到組分A和組分B，組分A溶液中總糖的質量百分濃度為32%、木糖純度92%，組分B溶液中總糖的質量百分濃度為21%、阿拉伯糖純度89. 5% ;得到的組分A經耐高糖活性乾酵母處理，添加量為0. 5%，溫度為34°C，攪拌速度為110 r/min，處理時間24h，得到純化溶液。A組分經純化後用10 濾膜，採用板框過濾、三效蒸發器濃縮，溫度47°C，與組分B分別進行結晶，結晶溫度15°C，攪拌速度45r/min，進行結晶處理，得到木糖結晶產品，純度為96%、收率32%，阿拉伯糖結晶產品，純度為97%、收率36% ；
本發明的核心技術為模擬移動色譜製取木糖和阿拉伯 糖的方法，得到純度和收率較高的阿拉伯糖，以分離後的木糖組分進行發酵，得到純度和收率較高的木糖，本エ藝不僅保證了木糖和阿拉伯糖的高純度和高收率，還在整個エ藝的成本節約，エ序步驟簡便等方面具有鮮明的特色。
權利要求
1.一種採用模擬移動色譜分離設備製取木糖和阿拉伯糖的方法，以木糖母液為原料，具體步驟如下 a、模擬移動色譜分離將木糖母液經模擬移動色譜分離設備，分離得到組分A和組分B溶液，組分A溶液中總糖的質量百分濃度為20% 40%、木糖純度91% 94%，組分B溶液中總糖的質量百分為10% 30%、阿拉伯糖純度88% 92% ； b、組分A純化將經a步驟得到的組分A的混合物經耐高糖活性乾酵母處理，添加量為組分A的O. I 1%，溫度20°C 40°C，攪拌速度80r/min 150 r/min,處理時間20 36h，得到純化溶液； C、過濾:將b步驟製得溶液用I 10 μ m濾膜，採用板框進行過濾，製得澄清的橙黃色液體； d、濃縮將c步驟製得的溶液與a步得到的組分B分別用三效蒸發器進行濃縮，溫度46 48°C，c步製得溶液濃縮至總糖的質量百分濃度60% 80%，組分B溶液濃縮至總糖的 質量百分濃度65% 85% ； e、結晶將d步驟製得的濃縮液，分別以溫度0°C 25°C，攪拌速度30r/min 60r/min，進行結晶處理，得到木糖結晶產品，純度為97% 99%、收率20% 50%，阿拉伯糖結晶產品，純度為95% 99%、收率30% 50% ;上述方法中百分含量均為質量百分含量。
2.如權利要求I所述的採用模擬移動色譜分離設備製取木糖和阿拉伯糖的方法，其特徵在於模擬移動色譜的分離中，吸附劑為大孔吸附樹脂；解析劑為水，模擬移動色譜分離設備包含4 6根分離塔，具有進料口 2個，出料口 2個，分離溫度為55°C 75°C;切換時間900 1100s,進料流量35 BOmT,/min,解析流量25 45mL/min,循環流量25 45mL/min。
3.如權利要求2所述的採用模擬移動色譜分離設備製取木糖和阿拉伯糖的方法，其特徵在於大孔吸附樹脂為 ZGSPC106Ca2+、UBK530Na+、UBK530Ca2+、99Ca2+-310 或 CM155Ca2+ 中的任何一種。
全文摘要
本發明涉及一種採用模擬移動色譜分離設備製取木糖和阿拉伯糖的方法。該方法以木糖母液為原料，具體步驟如下a、模擬移動床分離b、組分A純化c、過濾d、濃縮e、結晶。整個工藝運行成本低，分離得到的產品純度、濃度和收率高，降低了後續濃縮成本，簡化操作步驟，降低生產損耗，並且能夠連續化生產，提升了生產效率。
文檔編號C07H3/02GK102850408SQ201210335248
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月12日 優先權日2012年9月12日
發明者張麗萍, 曹龍奎, 楊健, 李洪飛, 李良玉, 賈鵬禹, 孫大慶, 於偉 申請人:黑龍江八一農墾大學, 黑龍江省農產品加工工程技術研究中心