使用固定化轉化酶從甘蔗汁中生產轉化糖漿的製作方法

2023-04-27 17:35:51

專利名稱：使用固定化轉化酶從甘蔗汁中生產轉化糖漿的製作方法
技術領域：
本發明涉及使用固定化轉化酶將甘蔗汁或其濃縮物轉化為轉化(葡萄糖-果糖)糖漿的方法。
背景技術：
轉化糖漿由於其甜度和液體形式而廣泛用於食品業的不同環節，如軟飲料和烘焙業。由於糖漿提供的加工優勢而使糖漿相對於結晶糖是優選的。由於轉化糖漿的甜度和以液體形式存在及與42和55(數字表示果糖含量佔總糖含量的重量百分比)果糖玉米糖漿的相似性，轉化糖漿在軟飲料生產中是高度需求的。目前，佔世界範圍生產的總糖量的60-62％的精製糖來自甘蔗及其它非甘蔗糖源。每年有1920萬公頃甘蔗及其它非甘蔗糖源被種植，產生平均14200萬噸的結晶糖。在2002年，墨西哥是世界上第六大生產國[FAO 2003]，原糖產量為大約520萬噸。然而，最近由於葡萄糖和高果糖玉米糖漿以及其它非甘蔗糖源的海外廠商的價格競爭，製糖業處於財政金融壓力之下。因此，需要揭示更有效的方法以精製甘蔗汁及生產轉化糖漿，這是在商業和戰略上均有吸引力的產物。另外，對現有的甘蔗榨汁設備進行改進和修改對有效生產轉化糖漿而不消除設備生產蔗糖的能力將是有益的。
在過去的幾十年間，食品和生物技術業在多種方法中越來越多地使用固定化酶。固定化酶技術的主要優勢是由於生物催化劑的回收和再應用能力而使得生產成本較低及生產能力得以改良，這尤其適於高產量連續生產。另外，固定化酶更穩定，並且產物由於酶的作用而可以基本上沒有痕量雜質，這使得易於純化所得產物(Messing 1975，Rosevear 1984)。
固定化酶的一個缺點是由於底物雜質所致的酶失活而導致其生產壽命可能降低。特別是甘蔗原汁含有大量轉化酶抑制劑如蛋白質及其它可溶及不可溶的含氮化合物，酚類，黃酮類化合物，花色素苷，蠟和礦物質(Clarke and Godshall 1988，Donovan 1993)。
在常規的甘蔗糖精製方法中，甘蔗原汁通常是經石灰處理，除去氣泡並澄清(通常通過沉降除去懸浮的固體)，將所得半精製的甘蔗汁或熔化液通過澄清純化(通過加入石灰和二氧化碳而碳酸化或者通過加入石灰和磷酸而磷酸化)及脫色(Clarke and Godshall 1988，Donovan1993)。然而，這種常規的處理對於使用固定化轉化酶的轉化步驟是不充分的製品。在轉化之前增加進一步精製的步驟使得這種方法的經濟學不可取甚至被禁止。預先對底物充分純化對於保證更有效地使用固定化轉化酶反應器是重要的。一種方法(Donovan et al.，美國專利No.6,406,548；Monclin 1995美國專利No.5,468,300)提出通過超濾、超速離心和納米過濾對含有蔗糖的甘蔗汁進行過濾。所得甘蔗汁可用於蒸發或結晶操作中，產生白色結晶糖。Monclin的美國專利No.5,468,300描述了一種從甘蔗中生產糖的方法，不使用常規的精製方法而是使用超速離心或超濾法及通過吸附除去脫色劑(discolorant)。另外，Monclin應用了粘性改良劑。南非公布的專利申請No.ZA200107964也提出使用微量過濾、超濾和陰離子交換作為精製甘蔗汁的步驟或者在其結晶為蔗糖之前濃縮。但是這些參考文獻無一提出通過使用固定化轉化酶反應器將由此精製的甘蔗汁轉化為轉化糖漿。
具有固定化轉化酶的酶反應器能生產轉化糖溶液。轉化酶(β-D-呋喃果糖苷酶果糖水解酶EC 3.2.2.26)將蔗糖水解為果糖和葡萄糖。蔗糖也可以通過酸水解而轉化為葡萄糖和果糖。從蔗糖中生產葡萄糖-果糖溶液的工業規模的方法通常使用酸水解，這種方法由於僅可以成批或半連續方法中實踐而因此是昂貴的。另外，在pH2-3進行的酸水解產生含有糖醛及其它不需要的有色化合物的低質量的轉化糖漿。先前還未報導過在連續方法特別是從甘蔗原汁中開始的方法中使用精製和蔗糖轉化方法，並適合工業規模應用以生產轉化糖漿。
已經描述了製備固定化酶的許多方法及為了其它目的應用這些方法，如Nystrom的美國專利No.3,935,068；Long的美國專利No.3,935,069；Amotz等的美國專利No.3,980,521；Monsan的美國專利No.4,405,715；Morimoto等的美國專利No.4,543,330；Sutthoff的美國專利No.4,110,164；Leuba等的美國專利No.4,918,016；Harder等的美國專利Nos.5,314,814和5,405,764；及Kasumi等(1977)和Tsumura等(1978)所述的方法和應用。Messing(1975)和Rosevear(1984)報導了與在溶液中使用的酶相對比，固定化酶的催化活性維持較長時間。但是再一次，這些參考文獻無一提出調整這些技術以適於從甘蔗汁中生產轉化糖漿的方法，更無一在工業規模上進行實踐。
Martinez在美國專利No.6,013,491中描述了製備並使用附著於纖維狀纖維素支持物的酵母將蔗糖轉化為葡萄糖和果糖的方法，Ramos Lazcano在美國專利No.5,270,177中描述了使用重組酵母株從蔗糖中生產葡萄糖-果糖糖漿的方法。當柱用化學化合物處理時，一些支持系統使得轉化酶活性可以再生(Torres et al.2003)。
發明概述本發明的一個目的是提供從甘蔗原汁中生產轉化(葡萄糖-果糖)糖漿的新方法。本發明的一個更特殊的目的是提供了從甘蔗原汁中生產轉化糖漿的連續方法，這種方法可以大規模經濟地實施。
首先優選對不需要現有常規處理(如一或多種石灰化，除去氣泡及通過碳酸化或磷酸化或沉降而澄清)的甘蔗原汁進行精製，以除去可以妨礙所述酶或者降低含有固定化酶床的反應器的性能和效力的固體以及可溶物質。
這些純化步驟在所有連續單元操作(continuous unit operation)中均可優選組合使用(i)至少兩個過濾步驟和(ii)陰離子交換而進行。所述汁然後在含有固定化轉化酶床的柱中可以經生物酶化轉化為轉化糖漿。過濾步驟可包括粗略過濾(例如顆粒過濾)和精細過濾(例如微量過濾)組合，或者微量過濾(粗略)和超濾(精細)組合，或者所有三種過濾組合，或者其中一或兩種過濾組合另一種過濾步驟。唯一的限制是應首先使用粗略過濾器，並且過濾步驟不應使用非常精細的過濾器以至於濾出作為終產物中希望的組成成分或組成成分前體的糖分子(如果糖或葡萄糖或蔗糖)。因此，過濾步驟不應濾出分子量為400或更低(相應於大小為0.003μm)的物質。優選地，所述兩階段過濾步驟應保留分子量為4000或者甚至更高例如為10,000kDa的物質，因此可以使用較低嚴格性的膜技術和較低花費的過濾系統。尤其當不應用超濾時，優選應進行巴氏滅菌步驟。巴氏滅菌步驟可任選甚至當應用超濾時也進行。巴氏滅菌步驟是否需要也依賴於汁提取和完成兩階段過濾步驟之間的時間延遲。巴氏滅菌優選與濃縮組合應用。
精製的甘蔗汁在進入酶轉化階段之前被部分濃縮(優選直至約50-55°白利(Brix))對於本方法是有益的。這意味著濃縮步驟在即將進行酶轉化之前進行，或者在該方法的較早期進行，例如與陰離子交換步驟同時進行，或者在兩個這種步驟之間進行(例如濃縮陰離子交換步驟的輸出物的所有或部分回流部分)，或者在陰離子交換之前(在所有過濾步驟的最後)或者在完成過濾之前進行(在前一個和後一個過濾步驟之間)。濃縮步驟可以與巴氏滅菌步驟有益地組合進行。
進一步優選對部分濃縮的(或未濃縮的)過濾的甘蔗汁在酶轉化步驟之前再進行另一次陰離子交換純化步驟，或者對精製的甘蔗汁的回流部分在再進行陰離子交換步驟之前進行濃縮(或進一步濃縮)。
本發明的起始物優選是在壓榨甘蔗之後獲得的原(即新鮮提取的未加工的)甘蔗汁。優選在全部連續程序中使用固定化轉化酶將甘蔗原汁轉化為轉化糖漿。在進行轉化之前，將所述甘蔗汁進行精製以除去固體和抑制或失活或阻礙生物酶轉化步驟性能的物質(可溶和不可溶的物質)。便利地，第一固體雜質級分可以在至少兩個階段中通過過濾程序如顆粒過濾或微量過濾而除去。第二固體雜質級分和第一可溶雜質級分可以通過第二種過濾技術如微量過濾(或超濾)而除去。最優選地，微量過濾和超濾均可以應用，事實上在這個順序中，任選進一步組合首先進行普通的顆粒過濾步驟。之後，可以使用充填有陰離子交換樹脂的柱除去另外的可溶雜質。
在一個典型優選實施方案中，從甘蔗中提取後甘蔗汁的糖含量為15-23°白利。甘蔗提取的92-96％的糖含量是蔗糖。反過來，糖佔據甘蔗汁固體含量的75-92％。將甘蔗汁至少一次經過裝備了0.2μm膜的微量過濾單元和裝備了分子量截斷值為10000道爾頓的膜的超濾單元。微量過濾和超濾步驟還除去了許多微生物，剩下微生物負載(load)減少的汁。根據除去雜質同時使糖的損失最小的能力來選擇這些純化步驟。將所得超濾的(半純化的)甘蔗汁至少一次經過充填有陰離子交換樹脂的柱，所述陰離子交換樹脂對酚和含氮雜質具有強親和性，如Diaion WA 30(Sigma Aldrich St Louis Missouri)樹脂。選擇這些純化步驟以除去雜質而不是糖。
在另一個優選實施方案中，將甘蔗原汁首先使用通過顆粒不超過250μm或者甚至100mesh的顆粒過濾器(篩(sieve))進行過濾以除去那些固體顆粒。(為此可以使用HONIRON(Jeanerette，Louisiana)Self Cleaning Rotary Screen)。優選將這個階段形成的汁進行巴氏滅菌，優選同時進行部分濃縮至例如40-50°白利，然後通過至少一次較細濾器(finer filter)優選微過濾膜設備進行精細過濾。將經過微量過濾形成的汁進行陰離子交換。這個實施方案的優點是相對昂貴的超濾步驟用相對便宜的、優選顆粒過濾組合巴氏滅菌的系列步驟代替，後者降低了微生物負載，因為(與超濾不同)普通過濾不能除去細菌或其它微生物。
在這點上，如果濃縮步驟已經較早進行，則對精製的甘蔗汁可以部分或進一步濃縮(直至大約50-55°白利)。最終轉化糖漿產物應為68°白利或更高(典型直至大約70°)，以阻礙微生物產生及降低運輸成本。可以將過濾步驟之後優選經過一次陰離子交換柱後的甘蔗汁濃縮直至70°白利(優選大約50-55°白利)，使用常規蒸發器如甘蔗或糖漿行業通常使用的蒸發器進行濃縮，而仍然可以通過陰離子交換柱純化。經處理的甘蔗汁在經過充填了固定化轉化酶床反應器之前可優選進一步精製(例如通過一或多個額外的陰離子交換柱精製)。在蒸發期間，所有雜質均被濃縮，如果希望，濃縮物可以有利地經過相同或不同的陰離子樹脂柱一或多次。一些實驗室規模測試示出這個額外的、濃縮後陰離子交換精製步驟使得在經過一次陰離子交換柱後濃縮為50-55°白利的甘蔗汁中殘餘的酚進一步降低42％，殘餘的蛋白質降低24％，然後再進行第二個陰離子交換步驟。這個額外的步驟產生顏色更淡的糖漿，並且進一步延長了轉化反應器中固定酶的半衰期。或者，或者除了多個陰離子交換步驟之外，經陰離子交換處理的汁的回流部分在送回該陰離子交換柱之前進行濃縮。
在進入酶水解柱之前，經陰離子交換處理的任選濃縮的甘蔗汁優選具有如下數值糖含量如果未濃縮為15-25°白利，如果濃縮則直至大約50°白利；蔗糖含量佔總糖含量重量的92-96％；殘餘的(溶解的)非糖固體含量低於重量的1％；殘餘的(溶解的)酚類化合物含量53.24ppm；
殘餘的礦物質含量佔重量的0.08％或更低。
確信本發明的方法也極大地降低了甘蔗汁中黃酮類化合物、花色素苷和蠟的含量。
可以調節反應器條件和流速以達到轉化超過90％。重要的是獲得至少90％的轉化，否則殘餘的蔗糖可以結晶並降低糖漿的質量。轉化酶的最佳作用條件是pH 4.5-6.0及溫度45-60℃，因此優選轉化步驟在溫度和pH控制下進行。所得轉化糖漿可以使用常規蒸發器進一步濃縮(典型地濃縮為70°白利)、調節其pH(至4.0-5.0範圍)、或者使用如上述陰離子柱或者另外的吸附方式如應用活性炭的系統而進一步精製。導致體積縮小及白利含量增加的濃縮具有阻礙微生物發生及降低運輸成本的作用。額外的轉化後處理將除去殘留的蛋白質和殘餘的不希望的有色化合物。
另一方面，本發明涉及一種裝置，其包含進行前述連續單元操作的設備，即微量過濾單元，與微量過濾單元串聯並位於其下遊的超濾單元，以接受微量過濾的汁並產生超濾的汁，有或無回流能力的陰離子交換柱(回流的流體從該柱流出，任選接著作為輸入物進入濃縮階段，輸出物被送回該柱)，接受超濾汁並產生陰離子交換處理的甘蔗汁的陰離子交換柱，及安裝在固體支持物上的含有轉化酶的柱反應器。
本發明的優勢包括可使用易於適合商業規模的方法有效並連續地實現向轉化糖漿轉化不受限制的能力，以及酶的壽命延長及不間斷柱反應器操作的能力，因此改良了生產效力。
本發明的其它目的、特徵和優勢通過以下的詳細描述而更易於理解。
附圖簡述

圖1是本發明的生產轉化糖漿的方法的流程圖。
圖2是本發明生產轉化糖漿的另一種方法的流程圖。
圖3是根據保溫時間繪製的天然和修飾的轉化酶的剩餘活性的圖示。
圖4是使用不同的透析膜回收的修飾的轉化酶(2U/ml)的圖示。
發明詳述在一個實施方案中，本發明涉及一種新的轉化糖漿生產方法，該方法利用通過常規提取方法獲得的甘蔗原汁進行。本發明包括第一階段(甘蔗原汁的純化及任選部分濃縮)和第二階段(使用固定化轉化酶對精製的甘蔗汁進行酶轉化及任選進一步濃縮所得轉化糖漿，如圖1所示)。在通過常規的提取方法(除了用以除去粗固體的沉降步驟以外，可以並且優選地省略用以除去粗固體從而改善透明度及除去顏色的搗碎、用石灰處理和/或其它常規精製步驟)獲得甘蔗原汁之後，將汁過濾並經陰離子交換純化以準備用於轉化步驟。在轉化步驟之後可進行額外的精製步驟。
對甘蔗汁進行除去固體的操作，如微量過濾和超濾或者顆粒過濾和微量過濾以除去細小的不溶解的雜質及可溶雜質的明顯的第一級分。特別優選微量過濾單元裝備直徑0.2μm的濾膜，隨後超濾單元裝備分離分子量高於10000道爾頓的雜質(相應於大小大於0.005μm)的膜。如前所述，較低分子量截斷值是可以接受的，只要其不導致糖分子滯留也不導致不必要的裝備和程序成本增加即可。(如本文所用，「基本保留甘蔗汁中含有的糖」是指保留汁中最初糖含量的至少85％，優選至少90％)。連續進行的這兩種分離技術顯著降低了(典型為90％以上)最初甘蔗原汁中不溶性蛋白質含量，如用Biuret技術(Gornall et al，1949)所確定。或者，可以組合使用通過濾器(例如100mesh)的顆粒過濾及隨後立即進行上文所述的微量過濾方法。優選地，在第一個和第二個過濾步驟之間將汁進行巴氏滅菌並任選同時濃縮為例如35-50°白利。在不應用超濾的實施方案中，巴氏滅菌步驟是特別有益的。
這些步驟的每一個均可以進行一次以上，從而更好地除去固體。然而，即使在經過這種複雜固體耗盡技術(solid depletion technique)之後，甘蔗汁產物仍含有對轉化酶和/或反應器性能具有不利影響的可溶成分。為此，將部分精製的甘蔗汁進一步進行陰離子交換步驟以減少不需要的可溶成分。可以使用多種多樣的陰離子交換材料，例如二乙氨乙基纖維素、苯乙烯、丙烯酸和瓊脂糖。從成本考慮，優選瓊脂糖；優選纖維素，因其提供良好的性能和低成本雙重優勢。
除去不需要的可溶成分可以優選通過陰離子交換柱實現，該柱對酚類和含氮化合物具有強親和性。這個陰離子交換步驟被證實可高效澄清汁及進一步除去不需要的化合物以準備用於酶轉化。
巴氏滅菌可以在低如61.5℃的溫度或者在較高的溫度例如72℃進行。應注意不要對轉化糖漿的質量有不利影響，因此轉化後應使用較低濃度和巴氏滅菌溫度。
實施例1特別參考圖1，在提取階段1中使用常規技術提取甘蔗。將原提取物101(特徵示於表1)以12.0L/小時的流速在最大30psi壓力下降條件下流經A/G Technology生產的QSM-04SAP型號的Quick StanBenchtop系統，該系統含有微量過濾單元(圖1中的2)，裝備了0.2μm濾膜，由此產生具有表1第2列所示特徵的微量過濾甘蔗汁201。雜質202主要是蛋白質、肽、酚類及其它有色化合物。然後將微量過濾甘蔗汁201在最大30psi壓力下降條件下進行超濾，使用A/GTechnology生產的型號QSM-04SAP裝置(圖1中3所示)進行，由此產生超濾的甘蔗汁301。雜質302主要是蛋白質、肽、酚類及其它有色化合物。然後將超濾的甘蔗汁301用於陰離子交換柱(圖1中4)，在pH5.5條件下使用購白Sigma Aldrich(St.Louis Missouri)的玻璃柱，弱陰離子交換樹脂(Diaion WA 30)進行。該樹脂的平均顆粒大小為16-50μm，其是用烷基胺激活的有孔樹脂，交換能力為1.5meq/ml(Supelco)。將該樹脂預先用pH調節為5的0.05M磷酸鈉溶液處理。用於充填樹脂的玻璃柱的長度為30cm，內徑為2.5cm。將長度為15cm的充填樹脂床用乙酸鈉緩衝液處理直至流出溶液的pH為4.5。將超濾的甘蔗汁經過該柱一次。在這個步驟中，除去了大約50％的酚類化合物，這是根據Folin Ciocalteau分析程序(Swain and Hillis 1959)估計的。
經陰離子交換處理的甘蔗汁401具有表1列中所示的特徵。
在這點上，全部的流體401可以在濃縮階段(圖1中5)中濃縮並經過相同的陰離子交換柱，或者可以對其回流部分流體401A濃縮，之後送回相同的柱(圖1中流體501)，根據濃縮的回流流體的雜質含量可以在中間點(intermedian point)送回該柱。或者，可以濃縮流體401並使其經過第二個陰離子交換柱(未示出)。將濃縮物501再經過陰離子交換柱4(或者將其經過另一個陰離子交換柱)除去額外的可溶雜質，產生進一步純化的流體(在圖1中未單獨示出)。然後將流體401供給柱反應器(圖1中6)。
實施例2轉化酶(Grade VII，Catalog number I 4504，Sigma Aldrich，St.Louis，Missouri)通過簡單吸附固定在脫乙醯殼多糖珠(Chitopearl BCW 3505，Wako Chemicals USA，Inc.)上。該珠大小為350-390μm，離子交換能力為0.2-0.3meg/ml，比表面為150-200m2/g。將該脫乙醯殼多糖珠用蒸餾水和0.02M乙酸鈉溶液(pH 4.5)洗滌3次。將轉化酶以大約2,000酶單位/g珠加入該脫乙醯殼多糖珠中，將所得懸浮液在室溫攪動保持60分鐘。過濾該溶液並將含有固定化轉化酶的脫乙醯殼多糖珠用0.02M乙酸鈉溶液(pH 4.5)洗滌一次。
固定在脫乙醯殼多糖珠上的酶用於充填長度為20cm、內徑為16mm的套層柱(Type XK-16 Pharmacia)中。將固定化酶支持物系統的長度調節為120mm。將鋯珠置於該珠的頂部和底部。鋯用作惰性材料以避免柱支持物喪失。在商業運作中，使用特殊的篩盤(meshtrays)代替鋯或其它惰性材料。通過該柱套層流行加熱的水而將該柱平衡在50℃溫度。將50-55°白利的精製的甘蔗汁濃縮物401以調節至滯留時間(residence time)為10分鐘的流速用泵通過該柱。底物和產物中糖的量使用二硝基水楊酸(dinitrosalicilate acid)比色方法及通過裝備了折光率檢測儀的高效液相層析確定。在這些條件下，95％以上的蔗糖被轉化為葡萄糖和果糖(轉化糖漿)。產物流中葡萄糖與果糖的比率是1∶1。產物流601的其它特徵示於表1。最後，將轉化糖漿產物601在蒸發器7中濃縮為68-70°白利，任選進一步精製以符合工業的特殊需要。這些最後的調節可以使用常規單元操作和精製技術如使用充填了活性炭過濾器的吸附柱進行以改善糖漿顏色。
實施例3這個實施例是本發明的另一個優選實施方案的連續方法的批次模擬(batch wise simulation)。特別參考圖2，在提取階段21使用常規技術提取甘蔗。在第一個過濾階段22中，首先將具有表2所示特徵的原提取物1001在大氣壓下經過篩No.100(100目)。通過過濾器收集相對粗的固體雜質2002並棄去。將第一次過濾的汁2001在步驟23中在61.5℃進行第一次巴氏滅菌0.5小時(或者在較高溫度，例如72℃較短時間，例如15秒)同時蒸發濃縮至50°白利。將經巴氏滅菌/濃縮的汁3001經過裝備了泵(E-trac WFCHT，Inverter生產)的微量過濾濾筒24(2800cm2，CFP-2E-6A，由Amersham BiosciencesBuckinghamshire，UK生產)，該濾筒具有孔徑為0.2μm的膜，在13psi壓力下運行以除去細小的固體顆粒(細小的灰燼，有色化合物)以及降低酵母和細菌負載及棄去高分子量蛋白質(分子量大約＞100kD)(4001)。
在使用6-8小時後定期將微量過濾單元用0.2M NaOH在50℃洗滌兩次再生。NaOH需要用水洗掉(洗滌3次)或者用1N HCl中和。
微量過濾的汁，精細過濾的流體4002，代表兩個階段過濾的中間產物。這個中間產物的特徵示於表2。該中間產物仍具有不需要的深褐色，這表明還存在酚類及其它有色化合物。
然後將中間產物4002在步驟25中進行陰離子交換將其充填在裝備了Whatman DE52陰離子交換樹脂微粒的500ml(450ml工作體積)柱的頂部，交換能力為0.88-1.08meq/g(Whatman，New York，USA)。在加入中間產物4002之前，使用磷酸鈉緩衝液將柱平衡為pH5。
從該柱中形成的陰離子交換產物5001具有表2所示特徵。除去的雜質5002包括酚酸及其它有色化合物，剩下淡黃色澄清的產物5001。這些步驟也降低了抑制轉化酶的含氮化合物的含量，但在這個然後將陰離子交換產物5001在步驟27中進行酶水解，使用其中轉化酶(得自釀酒酵母(Saccharomyces cereviciae)的MaxivertL10000，活性為10,000U/ml，DSM，France)固定在用作支持物的ChitopearlsTM上的柱進行。如實施例4所述完成支持物與酶的充填。
將柱保持在60℃，pH 5，在陰離子交換產物通過柱時發生向轉化糖漿進行的轉化。在其它支持物中選擇ChitopearlsTM部分是因為其效力、低成本和低操作成本，部分是因為其具有一些離子交換能力，可進一步改良糖漿的顏色。從催化柱中產生無色液體7001。
在轉化酶用盡後(由於斷續使用總共7天的結果導致微生物生長所致)，將支持物如上述用1N NaOH洗滌以洗脫轉化酶，用蒸餾水洗滌3次及負載新鮮的酶。支持物具有較長的使用壽命，在不得不更換之前可以清潔，負載新鮮的酶並再使用幾次。限制細菌生長可延長轉化酶的使用天數。
得自該催化柱的轉化糖漿具有表2所示特徵。
在酶轉化之後，轉化糖漿可以濃縮為68-70°白利。轉化後濃縮可以在60℃在真空蒸發器中進行以避免由於高溫作用導致的轉化糖漿產生顏色。
就在轉化之前進行的轉化前濃縮將產生40-50°白利的產物(為此，這可以將如圖2所示的部分或全部陰離子交換柱產物，流體5001A，進行步驟26，並將濃縮的流體5002回送至步驟25的頂部或步驟25中未示出的中間點)。所述程序中濃縮階段的不同位置具有不同的優點和缺點。轉化前濃縮可以用降低的體積工作並且由於溶質的高度濃縮而降低微生物生長的速度；然而，溶液的粘性增加將通過引起增加的壓力下降而對微量過濾(及如果有的話對超濾)膜的性能具有負面影響。
實施例4酶固定將於50mM磷酸鹽緩衝液pH5中的2500U/mL轉化酶(MaxinvertL10,000，DSM，France)溶液根據Hsieh(2000)所報導的方案修飾。將30mg轉化酶(412U/mg)溶解於29ml的50mM磷酸鹽緩衝液pH 5.0中，與1ml的30mM高碘酸鈉在4℃在黑暗中混合3小時。未反應的高碘酸鈉通過加入0.2ml乙二醇並混合30分鐘而除去。所得高碘酸氧化的轉化酶對50mM磷酸鹽緩衝液pH 6.0進行透析。圖3(預先在相同溫度保溫的天然和修飾的轉化酶(2U/ml)在55℃在1M蔗糖pH6.0中隨著保溫時間的剩餘活性圖示)示出了修飾的轉化酶具有比天然酶更高的活性，並且修飾步驟增加了酶的使用壽命。例如，天然酶在6小時內喪失其75％的初始活性，而修飾的酶延長至27小時。
在修飾程序期間，使用透析以消除修飾需要的反應物(高碘酸鈉和乙二醇)。透析可以使用10kDa分子量截斷值膜進行(可以使用更高分子量截斷值膜，例如25kDa)。圖4(通過10kDa、15kDa和25kDa分子量截斷值的不同透析膜回收的修飾的轉化酶(2U/ml)在55℃在1M蔗糖溶液pH6中的活性圖示)所示結果表明修飾的酶的活性不受透析膜類型的影響。
使用修飾的酶進行進一步的實驗以選擇最便利的用於固定的支持物。為此使用Alumina，Sephabeads和ChitopearlsTM。選擇脫乙醯殼多糖珠作為酶固定支持物，因為其易於製備，使用其便宜及其製備快於其它常用的支持物。另外，脫乙醯殼多糖珠具有更長的使用壽命並且使用更少的酶而固定方法是有效的。最後，如實施例3所述，這個支持物具有一些離子交換能力，可進一步改良產生的糖漿的透明顏色。
在固定之前，將ChitopearlsTMBCW 3505(Fuji Spinning Co.，Ltd，Japan)用蒸餾水洗滌3次。輕輕倒出過量的水，將40g(50ml)的ChitopearlsTM充填在長30cm、內徑1.5cm的玻璃柱中(50ml工作體積)，該柱在兩端裝備了溫度套層和mesk-and-cloth可通透帽。修飾的轉化酶通過簡單吸附而固定，即將酶溶液經過該柱以達到1000-3000IU/g濃度。在使用之前，將50mM NaH2PO4，pH 5緩衝液通過該柱直至流出溶液pH為5。運行溫度固定在60℃。固定化酶用於將測試溶液(含有34-50％蔗糖的蔗糖水溶液)轉化為轉化糖漿。轉化率高，從100％開始。在持續運轉3天後，轉化仍高於80％。另外，由於ChitopearlsTM的離子交換性質，因此所得轉化糖漿幾乎是晶體清澈的(L＝66.14，a*＝0.39，b*＝2.11)。當增加糖濃度時未觀測到壓力下降中有明顯差異，因為ChitopearlsTM的大小和形狀允許容易地流經該柱，表明可以使用更濃縮的汁。在這種規模中，流速固定在5-12ml/分鐘的範圍。
實施例5離子交換對脫色的作用將微量過濾的甘蔗汁經過一個弱陰離子交換樹脂(WhatmanDE52，預先溶脹的微粒陰離子交換樹脂Whatman，New York，USA)以除去酚類化合物和蛋白質。
在使用之前，Whatman DE52預先溶脹的微粒陰離子交換樹脂通過加入50mM NaH2PO4，pH 5緩衝液激活，直至達到完全水合。一旦樹脂水合及準備使用，將其40g充填在長15cm、內徑2cm的塑料柱中(工作體積50ml)，該柱裝備了底部過濾器。使用蠕動泵將微量過濾的甘蔗汁流速(向下)固定在8ml/分鐘。2L微量過濾的甘蔗汁的有色化合物使用40g樹脂除去，產生淡黃色半透明液體。顏色參數利用Minolta色度計使用白色標準作為背景和D65光源測定。CIELa*b*參數(色空間坐標)表明在離子交換後樣品顏色更明亮，L值從34.02變化為63.72。微紅色也降低，a*值從+3.92變化至-2.85。這個柱使用2倍床體積(100ml)的1N NaOH溶液及隨後2倍床體積的去離子水和2倍床體積的NaH2PO450mM，pH 5緩衝液再生。殘餘的NaOH(100ml，1.0N)通過用HCl 1N中和而消除。
實施例6在試驗廠規模的蔗糖轉化將轉化酶如實施例2所述固定在ChitopearlsTM中，並充填進長70cm、內徑7cm的玻璃柱中(2700ml工作體積)，該玻璃柱在兩端裝備了熱交換套層和可通透的帽。在使用之前，將50mM NaH2PO4，pH5緩衝液經過該柱直至流出溶液的pH為5。使用熱水將運轉溫度固定在60℃。初始流出液被轉移直至穩定。該系統首先用32°白利蔗糖溶液使用離心泵(Fasco，Model 71632363)以9.6L/小時進行測試。滯留時間為14秒，平均總轉化率為96.0％。轉化糖漿中果糖和葡萄糖的濃度使用Miller(1959).G.L.，Anal Chem.，1959，31426-428報導的二硝基水楊酸(DNS)比色方法確定。
實施例7在試驗廠規模不用巴氏滅菌或超濾從甘蔗汁中生產轉化糖漿使用常規技術提取甘蔗汁，包括用機械壓榨機壓榨甘蔗。在測試期間將每批2L的甘蔗原汁根據需要人工通過No.100(Tylerequivalent 100)篩，以除去可影響進一步加工程序的粗固體顆粒。固體(包括灰燼、石頭和有機物)由篩截留，而預過濾的甘蔗汁經過其，在貯液器中收集以進一步加工。這個實施例也在圖2中例證，但既不進行巴氏滅菌也不進行任選的濃縮(無步驟22)。這個實施例7中不同流體的代號不是指進行不同實驗的具有表2所示特徵的流體。
然後將第一次過濾的甘蔗汁通過裝備了泵(E-Trac WFCHT ACInverter)的微量過濾膜(Amersham Biosciences，CFP-2-E-6A)精細過濾。該單元由0.2μm的2800cm2微量過濾膜組成。流入和流出壓力分別保持在13和0psi，泵的速度保持在200RPM。在這些條件下，通過濾筒(cartridge)的流速為900L/小時，而保留的甘蔗汁(4001)流速為895.2L/小時，將其再循環至從取甘蔗汁的貯液器中。微量過濾的甘蔗汁(4002)的平均流速為4.8L/小時，將其收集在貯液器中以進一步加工。在使用後，該膜需要在50℃用20L的NaOH 0.2N洗滌以除去附著在表面上的所有固體及消毒。殘餘的NaOH(20，0.2N)通過用4L的1NHCl中和而消除。該微量過濾設備不具有足夠的能力，應使用更大的裝置。但是這是本領域內最佳的。
將微量過濾的甘蔗汁(4002)流經充填了如實施例5所述預處理的Whatman DE52樹脂(1350cc工作體積)的長70cm、內徑7cm的玻璃柱。將微量過濾的汁(4002)通過蠕動泵(Stenner 170DM5)的作用以平均1.1L/小時的流速用泵抽吸，產生從流出單元流出的淡黃色半透明液體(5001)，將其收集在貯液器中以進一步加工。甘蔗汁的色度改變使用CIELa*b*分值(Minolta色度計)確定，產生的參數如下從輸入甘蔗汁的L*41.7，a*+6.75，b*+24.42轉變為流出物的L*61.17，a*-1.52，b*+14.94。
運行時間根據甘蔗中酚類化合物的含量及由於汁從頂部向底部流動出現的壓力下降差異所致樹脂對柱的向下壓縮而定。這表明需要優化樹脂的類型，轉變為更有效的一種樹脂候選是Dowex 66，由Sigma Aldrich，St.Louis，Missouri，U.S.A生產，或者甚至是在轉化步驟中應用的ChitopearlsTM，其具有一定的離子交換能力並且可以更好地經受住柱的壓力。使用所述條件的平均運行時間是5小時，更長的運行時間因為樹脂交換能力的逐步喪失而產生具有更多量的酚類化合物的產物，影響光學性質。可以使用一些陰離子柱以半持續運行，一旦樹脂達到飽和則更換為另一個。樹脂的飽和可以間接通過測定流出物的CIELa*b*參數而確定。在樹脂由於酚類化合物飽和而喪失其大部分離子交換能力後，將其如實施例3所述用NaOH 1.0N再生。
將經離子交換處理的甘蔗汁(5001)經過實施例6所述的酶轉化柱(27)。離子交換處理的甘蔗汁實際上通過可調節的流動離心泵(Fasco，Model 71632363)的作用向上流動。當流經該柱的甘蔗汁流動固定在12L/小時(滯留時間為10.5秒)時，平均總轉化為89.7％，當其固定在6L/小時(滯留時間為21秒)時，平均總轉化為98.0％。將轉化糖漿收集在貯液器中以進一步加工。
在轉化後，轉化糖漿(7001)可以使用裝備了真空泵的蒸發器濃縮。蒸發器荷載20°白利轉化糖漿直至達到運轉體積。在負載後，關閉批次蒸發器並啟動。設定蒸發器運轉平均溫度為55℃，壓力為-0.9，這個條件根據蒸發器的特性在一定時間內達到。轉化糖漿流入速度通過蒸發器控制系統自動調節，同時濃縮的液體以同樣的流速流出。蒸發器中轉化糖漿濃縮直至達70°白利。糖濃度(°白利)用折射計確定(如SPER SCIENTIFIC，0％-80％)。
在其實施方案中，本發明包括如下步驟使用置於充填床反應器中(固定的、活動的或流態的)固定化轉化酶轉化甘蔗汁/濃縮物(優選預先去除雜質，如上述，使用至少兩階段過濾組合除去大於0.2μm的雜質，優選除去甚至大於0.005μm的那些)。一些報導(Akgol et al.，2001，Bahar and Tuncel 2002，D′Souza and Godbole 2002，Tanrisevenand Dogan 2001，Tumturk et al.，2000and Torres et al.，2003)示出了將轉化酶固定在不同支持物上的不同方式。原則上任何前述方式均可以用於進行成本限制。本領域熟知其它轉化酶固定技術和支持物，並見於背景章節中所述專利文獻所描述。
有多種多樣的基於吸附、誘捕(entrapping)、包囊化(encapsulating)、離子交換、交聯和共價結合的固定支持系統。最普遍使用的支持系統應用瓊脂、藻酸鹽、脫乙醯殼多糖、多種聚合物、聚丙烯醯胺、纖維素、取代的纖維素、果膠、碳和氧化鋁(Akgol et al.，2001，Bahar and Tuncel 2002，D′Souza and Godbole 2002，Rosevear1984，Tanriseven and Dogan 2001 and Tumturk et al.，2000)作為支持物。戊二醛和聚乙烯亞胺對於將酶固定在固體支持物上並將它們負載在柱中是最常用和有效的試劑(Avrameas et al.，1969 and Torres et al.，2003)。
有具有不同程度活性的不同來源的轉化酶。轉化酶已經成功地固定在不同的系統中。優選來自酵母的具有2000IU/g比活性的GradeVII轉化酶。重要的是優化條件以使得更有效地應用酶反應器。應主要考慮的程序參數是運轉溫度和pH。優選的溫度範圍是45-60℃，優選的pH範圍是4.5-6.0。最佳溫度是50℃，最佳pH是4.5。優選的支持物是具有如下特徵範圍的氧化鋁脫乙醯殼多糖和丙烯醯胺大小350-590μm，比表面150-200m2/g。
為了論證本發明的效力，測試了三種不同的固定支持物誘捕，吸附和交聯。吸附固定技術是最簡單的。任選地，轉化糖漿產物可以進一步濃縮，可以通過常規蒸發達到至少68°白利實現和/或進一步精製，如果需要則通過使用上述條件在陰離子交換柱上和/或在活性炭柱上吸附而除去殘餘的蛋白質、酚類及不需要的有色化合物。
全部方法均可以按比例擴大並使用現有的自動控制設備和儀器自動進行。本發明方法的優勢是(i)以完全連續的流水線方法運行的能力，從原甘蔗提取直至轉化糖漿產物；(ii)使用減少數目的單元操作和/或更有效的單元操作實現轉化糖漿產物的能力。換句話說，原則上可以獲得精製的蔗糖，將其溶解於水並加樣於固定化轉化酶反應器中轉化為轉化糖漿，這種方法的全部成本(精製蔗糖的成本加上將其轉化為轉化糖漿的成本)是不令人滿意的，事實上是不容許的。相似地，可以加上所述常規的精製步驟及對甘蔗汁進行預處理後再進行除去固體/可溶物步驟，這種預處理不是必需的，而且這個步驟的加入必須在進行其所增加的成本和其產生的收益之間達到平衡。
儘管本發明已經示出並描述了一些優選的實施方案，但本領域技術人員在如權利要求書所要求的、本發明的精神和範圍內可以對本發明做多種改變和修改。以下所引用和列出的所有文獻均以其全文併入參考(不包括網站)。
參考文獻Akgol，S.，Kacar，Y.，Denzli，A.，and Arica，M.Y.Hydrolysis ofsucrose by invertase immobilized onto novel magnetic poly(vinyl alcohol)microspheres.Food Chem.74281-288，2001。
Avrameas et al.The cross linking of proteins with glutarealdehydeand its use for the preparation of immuno-adsorbents.Immunochemistry653-66，1969。
Bahar，T.，and Tuncel，A.Immobilization of invertase onto crosslinked poly(p-chloromethyl styrene)beads.J.Appl.Polym.Sci.831268-1279，2002。
Clarke，M.A.，and Godshall，M.A.Chemistry and processing ofsugarbeet and sugarcane.Sugar Series 9，Elsevier Sci.Publishers，Amsterdam，Netherlands，pp.265-291，1988。
Donovan，M.Sugar.InEncyclopedia of Food Science，FoodTechnology and Nutrition.Vol.7.，R.Macrae，R.Robinson，and M.Sadler(eds.)Academic Press，London，UK，pp.4441-4464，1993。
D′Souza，S.F.，and Godbole，S.S.Immobilization of invertase on ricehusks using polyethyleneimine.J.Biochem.Biophys.Methods 5259-62，2002。
Food Agriculture Organization.http//apps.fao.org/，2003。
Gornall，A.G.，Bardawill，C.J.，and David，M.M.Determination ofserum proteins by means of the biuret reaction.Journal BiologicalChemistry 177751-765，1949。
Messing，R.Immobilized Enzymes for Industrial Reactors.Academic Press.New York，NY，USA，Chap 1 and 2，p1-38，1975。
Kasumi T.，Tsuji，Hayashi K.，and Tsumura N.，Agr.Biol.Chem.，41(10)，1977(RECD 1978)1865-1872。
Rosevear，A.J.Chem.Technol.Biotechnol.34B127-150，1984。
Swain，T.，and Hillis，W.E.The phenolics constituents of Prunusdomestica.I.The quantitative analysis of phenolic compounds.J.Sci.Food Agric.1063-68，1959。
Tanriseven，A.，and Dogan，S.2001.Immobilization of invertasewithin calcium alginate gel capsules.Proc.Biochem.361081-1983，2001。
Torres，R.，Mateo，C.，Fuentes，M.，Palomo，J.M.，Oriz，C.，Fernandez Lafuente，R.，Guisan，J.M.，Tam，A.，and Daminati，M.Reversible immobilization of invertase on sepabeads coated withpolyethyleneimineoptimization of the biocatalyst′s stability.Biotechnology Progress 18(6)1221-1226，2002。
Tsumura N.，Kasumi T.，and Ishikawa M.Immobilization of glucoseisomerase in microbial-cells.Starch/Staerke 30420-423，1978。
Tumturk，T.，Arslan，F.，Disli，A.，and Tufan，Y.Immobilization ofinvertase attached to a granular dimer acid-co-alkyl polyamine.FoodChem.695-9，2000。
Miller，G.L.，Anal.Chem.，1959，31426-428，1959。
Hsieh，H.J，Liu，P.Ch，Liao，W.J.Immobilization of invertase viacarbohydrate moiety on chitosan to enhance its thermal stability.Biotechnology Letters.221459-1464，2000。
表1通過微量過濾、超濾和陰離子交換樹脂相繼純化的甘蔗汁的特性n.m.＝未通過分析方法測定
aL＝亮度(lightness)；a*(+)＝紅色；a*(-)＝綠色；b*(+)＝黃；b*(-)＝藍；E(顏色指數(color index))＝(L2+a2+b2)1/2b
表2通過顆粒過濾、微量過濾和陰離子交換相繼純化的甘蔗汁的特性n.m.＝未通過分析方法測定
bL＝亮度；a*(+)＝紅色；a*(-)＝綠色；b*(+)＝黃；b*(-)＝藍；E(顏色指數)＝(L2+a2+b2)1/2b
權利要求
1.一種從甘蔗原汁中生產轉化糖漿產物的方法，包括如下步驟(a)將甘蔗汁進行微量過濾以從所述汁中除去第一固體雜質級分，從而產生微量過濾的甘蔗汁；(b)將微量過濾的甘蔗汁進行超濾以從所述微量過濾的汁中除去第二固體雜質級分及從所述微量過濾的汁中除去第一可溶雜質級分，從而產生超濾的甘蔗汁；(c)將超濾的甘蔗汁經過陰離子交換柱以從所述超濾的甘蔗汁中除去第二可溶雜質級分，從而產生陰離子交換處理的甘蔗汁；(d)將所述陰離子交換處理的甘蔗汁與固定化轉化酶接觸，以將所述處理的汁中含有的至少90％的蔗糖轉化為葡萄糖與果糖的混合物，從而產生所述轉化糖漿產物。
2.權利要求1的方法，其中在進行至步驟(d)之前將步驟(c)至少重複一次。
3.權利要求1的方法，其進一步包括如下步驟(e)在進行至步驟(d)之前濃縮所述陰離子交換處理的汁。
4.權利要求2的方法，其進一步包括如下步驟(e)在進行至步驟(d)之前濃縮所述陰離子交換處理的汁。
5.權利要求4的方法，其中在進行所述步驟(c)一次後立即進行所述步驟(e)。
6.權利要求1的方法，其中在所述步驟(a)中進行微量過濾的甘蔗汁是在從甘蔗中提取後及在所述步驟(a)之前未經任何加工處理的甘蔗原汁。
7.權利要求1的方法，其中在所述步驟(a)中進行微量過濾的甘蔗汁在其從甘蔗中提取後僅進行了沉降或離心步驟以除去粗固體。
8.權利要求1的方法，其進一步包括如下步驟(f)進一步精製所述步驟(d)中產生的轉化糖漿產物。
9.權利要求1的方法，其進一步包括如下步驟(g)濃縮所述步驟(d)中產生的轉化糖漿產物。
10.權利要求1的方法，其進一步包括如下步驟(h)濃縮所述步驟(d)中產生的轉化糖漿產物；及(i)進一步精製所述步驟(d)中產生的轉化糖漿產物。
11.權利要求1的方法，其中進行所述步驟(a)的甘蔗汁的糖含量為在大約16-23°白利之間，其中至少90％是蔗糖。
12.權利要求11的方法，其中在所述步驟(d)中產生的轉化糖漿產物的糖含量在大約50°-大約70°白利的範圍內，其中至少90％是果糖和葡萄糖的混合物。
13.權利要求11的方法，其中在進行所述步驟(d)之前，經陰離子交換處理的汁的固體含量基於糖含量不高於大約1％；酚含量不高於大約130ppm；蛋白質含量不高於大約15ppm；及礦物質含量基於糖含量不高於大約0.08％。
14.權利要求3的方法，其中在進行所述步驟(d)之前，濃縮的經陰離子交換處理的汁的糖含量為大約50°白利。
15.權利要求1的方法，所述步驟(c)中將經陰離子交換處理的汁的回流部分在送回該陰離子交換柱之前被濃縮。
16.權利要求1的方法，其中所述步驟(d)是在受控的pH和溫度條件下進行的。
17.權利要求1的方法，其中所述步驟(a)-(d)的至少一個步驟是作為連續單元操作進行的。
18.權利要求17的方法，其中所述(a)-(d)所有步驟均是作為連續單元操作進行的。
19.一種從甘蔗原汁中生產轉化糖漿產物的方法，包括如下步驟(a)將甘蔗汁進行第一次過濾以從所述汁中除去第一固體雜質級分，從而產生第一次過濾的甘蔗汁；(b)將第一次過濾的甘蔗汁進行精細過濾以從所述第一次過濾的汁中除去第二固體雜質級分及從所述第一次過濾的汁中除去第一可溶雜質級分，從而產生精細過濾的甘蔗汁；(c)將精細過濾的甘蔗汁經過陰離子交換柱以從所述精細過濾的甘蔗汁中除去第二可溶雜質級分，從而產生陰離子交換處理的甘蔗汁；(d)將所述陰離子交換處理的甘蔗汁與固定化轉化酶接觸，以將所述處理的汁中含有的至少90％的蔗糖轉化為葡萄糖與果糖的混合物，從而產生所述轉化糖漿產物。
20.權利要求19的方法，其中在進行至步驟(d)之前將步驟(c)重複至少一次。
21.權利要求19的方法，其進一步包括如下步驟(e)在進行步驟至(d)之前濃縮所述陰離子交換處理的汁。
22.權利要求19的方法，其中所述步驟(a)中進行第一次過濾的甘蔗汁在其從甘蔗中提取後僅進行了沉降或離心步驟以除去粗固體。
23.權利要求19的方法，其進一步包括如下步驟(f)進一步精製在所述步驟(d)中產生的轉化糖漿產物。
24.權利要求19的方法，其進一步包含濃縮在所述步驟(d)中產生的轉化糖漿產物的步驟(g)。
25.權利要求19的方法，其中進行所述步驟(a)的甘蔗汁的糖含量在大約16°-23°之間，其中至少90％是蔗糖，且其中所述步驟(d)中產生的轉化糖漿產物的糖含量在大約50°-大約70°白利的範圍內，其中至少90％是果糖和葡萄糖的混合物。
26.權利要求25的方法，其中在進行所述步驟(d)之前，經陰離子交換處理的汁的固體含量基於糖含量不高於大約1％；酚含量不高於大約130ppm；蛋白質含量不高於大約15ppm；且礦物質含量基於糖含量不高於大約0.08％。
27.權利要求21的方法，其中在進行所述步驟(d)之前，濃縮的、經陰離子交換處理的汁的糖含量為大約40-50°白利。
28.權利要求19的方法，其中所述步驟(c)中，經陰離子交換處理的汁的回流部分在返回陰離子交換柱之前被濃縮。
29.權利要求19的方法，其中所述步驟(d)是在受控的pH和溫度條件下進行的。
30.權利要求19的方法，其中所述步驟(a)-(d)的至少一個步驟是作為連續單元操作進行的。
31.權利要求19的方法，其中所述第一次過濾步驟(a)包括將所述汁經過具有不大於100Mesh US(100Tyler)的網的顆粒過濾器。
32.權利要求31的方法，其中所述精細過濾步驟(b)包括微量過濾。
33.權利要求19的方法，其中所述第一次過濾步驟(a)包括微量過濾。
34.權利要求33的方法，其中所述精細過濾步驟包括存留限度為10,000kDa分子量的超濾。
35.權利要求19的方法，其進一步包括如下步驟(j)在步驟(b)之前將步驟(a)的所述第一次過濾的甘蔗汁蒸發濃縮至35°-55°白利的範圍。
36.權利要求35的方法，其中步驟(j)是在大約61.5°-大約72℃的巴氏滅菌溫度進行足夠時間以對所述第一次過濾的汁進行巴氏滅菌。
37.權利要求35的方法，其中步驟(a)包括顆粒過濾，步驟(b)包括微量過濾。
38.權利要求19的方法，其中步驟(a)包括顆粒過濾，步驟(b)包括微量過濾。
39.權利要求19的方法，其中步驟(a)包括顆粒過濾，步驟(b)包括微量過濾，隨後進行超濾。
40.一種從甘蔗原汁中生產轉化糖漿產物的方法，包括如下步驟(i)將甘蔗汁進行具有至少兩個階段的過濾程序，第一個階段和精製階段，以除去汁中的雜質並同時基本上保留糖；(ii)將過濾的甘蔗汁進行陰離子交換以從所述過濾的甘蔗汁中除去在過濾程序中未除去的可溶雜質，從而產生經陰離子交換處理的甘蔗汁；(iii)將所述經陰離子交換處理的甘蔗汁與固定化轉化酶接觸，以將所述處理的汁中含有的至少90％的蔗糖轉化為葡萄糖和果糖的混合物，從而產生所述轉化糖漿產物。
全文摘要
本發明涉及一種新方法，其中首先將甘蔗原汁通過許多步驟精製，然後使用充填了固定化轉化酶的反應器經生物酶轉化為精製的轉化糖漿或者葡萄糖－果糖濃縮液。所述精製步驟優選包括第一次過濾(顆粒過濾或微量過濾)，然後第二次過濾(微量過濾或超濾)，然後至少一次經過充填陰離子交換樹脂的柱。精製的蔗糖汁可以任選經濃縮和/或巴氏滅菌，之後經過充填了固定化轉化酶的反應器以將蔗糖轉化為葡萄糖－果糖。
文檔編號C13B20/14GK1914329SQ200480035027
公開日2007年2月14日 申請日期2004年9月29日 優先權日2003年9月29日
發明者塞爾西奧·R.·塞爾納-薩爾迪維亞, 馬爾科·A.·裡託-帕洛馬雷斯 申請人:蒙特雷高等理工學院