一种麦芽糖‑β环糊精的纯化方法与流程

文档序号:12399676阅读:616来源:国知局

本发明涉及环糊精加工领域,特别涉及一种麦芽糖-β环糊精的纯化方法。

(二)

背景技术:

环糊精是由环糊精糖基转移酶作用淀粉产生的α-1,4糖苷键连接而成的环状低聚糖。环糊精具有独特空腔结构,使其可以与很多客体分子通过分子间相互作用发生包合,例如有机分子、无机化合物以及稀有气体等,从而形成了主客体的复合物。环糊精可以形成主客体复合物的性质,可以广泛地应用于制药、化工、食品等行业。含有6、7和8个葡萄糖残基的环糊精分别称之为α-,β-和γ-环糊精。β-环糊精因其包合能力强,生产工艺简单,成本低廉,是目前工业上唯一大量生产并广泛应用的产品。但是β-环糊精一般溶解性较小(25℃,1.8g/100mL H2O),这就大大限制了其应用范围。

麦芽糖-β环糊精是环糊精的衍生物,在β环糊精分子第6位碳原子的羟基上偶联1个麦芽糖残基的分支环糊精,其水溶性(25℃,151g/100mL H2O)大大高于其对应的β-环糊精100多倍,并可溶解许多油类物质;同时生物安全性和利用度高。因此,麦芽糖基β-环糊精应用范围更广,更具有应用前途,前景广阔。麦芽糖-β环糊精合成主要采用普鲁兰酶法合成。在酶反应体系中,主要的原料为麦芽糖与β环糊精,通过普鲁兰酶的反向合成,反应体系最终含有麦芽糖、β环糊精及麦芽糖-β环糊精,反应体系呈高粘度、半固态,此外麦芽糖-β环糊精与β环糊精结构相似,分子量相近,导致麦芽糖-β环糊精的纯化十分困难。

(三)

技术实现要素:

本发明为了弥补现有技术的不足,提供了一种步骤简单、产品纯度高的麦芽糖-β环糊精的纯化方法。

本发明是通过如下技术方案实现的:

一种麦芽糖-β环糊精的纯化方法,以普鲁兰酶的逆向合成麦芽糖-β环糊精的反应溶液为原料,包括如下步骤:

(1)将反应溶液稀释;

(2)将稀释后的溶液进行纳滤处理,之后加纯水,继续纳滤处理,得到纳滤后的浓缩液;

(3)以纳滤后浓缩液为原料,进行模拟移动床纯化,模拟移动床色谱的固定相采用葡聚糖凝胶G-15,流动相采用乙醇与水的混合溶液;模拟移动床色谱系统的操作温度为10-20℃,进样液流速为10-40mL/min,洗脱液流速为20-80mL/min,萃余液流速为10-40mL/min,萃取液流速为20-80mL/min,切换时间为15-45min,麦芽糖-β环糊精在萃余液中,收集萃余液;

(4)对萃余液进行浓缩、干燥,得到产品。

本发明通过构建纳滤-模拟移动床分离纯化系统,可以有效地去除反应体系当中的麦芽糖与β-环糊精,提供了一种工业化纯化麦芽糖-β环糊精的方法。

本发明的更优技术方案为:

步骤(1)中,将反应溶液稀释至固形物含量为10-20%。

步骤(2)中,将稀释的反应溶液在40-60℃、压力1.5-2.0MPa、纳滤膜为300-500的条件下,进行纳滤处理,当浓缩液体积为原液体积的1/4-1/6时,向浓缩液中加入与滤过液体积相同的纯水,继续进行纳滤处理,如此循环2-3次。

步骤(3)中,乙醇与水的体积比为10-20:80-90,模拟移动床由8-16跟色谱柱组成,色谱柱分四个区域,每区由2-4支相同的色谱柱串联。

步骤(4)中,在40-60℃、压力0.8-1.0MPa、纳滤膜为300-500的条件下,对萃余液进行纳滤浓缩去除水,将其体积浓缩至原液体积的1/4-1/6,此时结束操作;将浓缩的萃余液进行冷冻干燥,冻干产品中麦芽糖-β环糊精纯度超过98%。

本发明提供的麦芽糖-β环糊精纯化方法,采用了纳滤-模拟移动床-纳滤的处理组合,适合工业化分离纯化麦芽糖-β环糊精;通过控制纳滤膜分子量、操作温度、循环次数等,有效地去除了反应溶液中的麦芽糖;通过控制模拟移动床的操作温度、洗脱液的乙醇含量,有效地降低了β-环糊精的溶解度,加快了其在模拟移动床中的移动速度,提高了分离效率,缩短了操作时间。通过上述发明方法,最终使得产品中麦芽糖-β环糊精的含量超过98%。

本发明提供的麦芽糖-β环糊精纯化方法具有产品纯度高、分离效率高,适合工业化生产等优点。

(四)具体实施方式

实施例1:

本发明提供麦芽糖-β环糊精纯化方法,按照下列流程进行,具体操作流程包括以下步骤:

(1)反应溶液的稀释:将含有麦芽糖、β环糊精及麦芽糖-β环糊精的普鲁兰酶的逆向合成反应溶液稀释至固形物含量为20%。

(2)纳滤处理:将稀释的反应溶液在60℃,压力为2.0Mpa,纳滤膜为500的条件下,进行纳滤处理去除麦芽糖,当浓缩液体积为原液体积的1/6时,向浓缩液中加入与滤过液体积相同的纯水,继续进行纳滤处理,如此循环3次。

(3)模拟移动床纯化:将纳滤处理的浓缩液为原料,进行模拟移动床纯化,模拟移动床色谱的固定相采用Sephadex G15,流动相采用乙醇与水的混合溶液,乙醇与水的体积为20:80。模拟移动床由12根色谱柱组成,色谱柱分四个区域,每区由3支相同的色谱柱串联。模拟移动床色谱系统的操作温度为20℃。进样液流速为40mL/min;洗脱液流速为80mL/min;萃余液流速为40mL/min;萃取液流速为80mL/min;切换时间为45min。麦芽糖-β环糊精存在于萃余液中,收集萃余液。

(4)浓缩:采用纳滤进行浓缩,将收集的萃余液在60℃,压力为1.0Mpa,纳滤膜为500的条件下,进行纳滤处理去除水,当浓缩液体积为原液体积的1/6时结束操作。

(5)干燥:将纳滤浓缩进行冷冻干燥。

本方法有效的提高了麦芽糖-β环糊精产品的纯度,最终产品纯度达到99%。

实施例2:

本发明提供麦芽糖-β环糊精纯化方法,按照下列流程进行,具体操作流程包括以下步骤:

(1)反应溶液的稀释:将含有麦芽糖、β环糊精及麦芽糖-β环糊精的普鲁兰酶的逆向合成反应溶液稀释至固形物含量为10%。

(2)纳滤处理:将稀释的反应溶液在40℃,压力为1.5Mpa,纳滤膜为300的条件下,进行纳滤处理去除麦芽糖,当浓缩液体积为原液体积的1/4时,向浓缩液中加入与滤过液体积相同的纯水,继续进行纳滤处理,如此循环2次。

(3)模拟移动床纯化:将纳滤处理的浓缩液为原料,进行模拟移动床纯化,模拟移动床色谱的固定相采用Sephadex G15,流动相采用乙醇与水的混合溶液,乙醇与水的体积为10:90。模拟移动床由8根色谱柱组成,色谱柱分四个区域,每区由2支相同的色谱柱串联。模拟移动床色谱系统的操作温度为10℃。进样液流速为10mL/min;洗脱液流速为20mL/min;萃余液流速为10mL/min;萃取液流速为20mL/min;切换时间为15min。麦芽糖-β环糊精存在于萃余液中,收集萃余液。

(4)浓缩:采用纳滤进行浓缩,将收集的萃余液在40℃,压力为0.8Mpa,纳滤膜为300的条件下,进行纳滤处理去除水,当浓缩液体积为原液体积的1/4时结束操作。

(5)干燥:将纳滤浓缩进行冷冻干燥。

本方法有效的提高了麦芽糖-β环糊精产品的纯度,最终产品纯度达到98%。

实施例3:

本发明提供麦芽糖-β环糊精纯化方法,按照下列流程进行,具体操作流程包括以下步骤:

(1)反应溶液的稀释:将含有麦芽糖、β环糊精及麦芽糖-β环糊精的普鲁兰酶的逆向合成反应溶液稀释至固形物含量为15%。

(2)纳滤处理:将稀释的反应溶液在50℃,压力为1.7Mpa,纳滤膜为400的条件下,进行纳滤处理去除麦芽糖,当浓缩液体积为原液体积的1/5时,向浓缩液中加入与滤过液体积相同的纯水,继续进行纳滤处理,如此循环2次。

(3)模拟移动床纯化:将纳滤处理的浓缩液为原料,进行模拟移动床纯化,模拟移动床色谱的固定相采用Sephadex G15,流动相采用乙醇与水的混合溶液,乙醇与水的体积为15:85。模拟移动床由16根色谱柱组成,色谱柱分四个区域,每区由4支相同的色谱柱串联。模拟移动床色谱系统的操作温度为15℃。进样液流速为20mL/min;洗脱液流速为50mL/min;萃余液流速为20mL/min;萃取液流速为50mL/min;切换时间为30min。麦芽糖-β环糊精存在于萃余液中,收集萃余液。

(4)浓缩:采用纳滤进行浓缩,将收集的萃余液在50℃,压力为0.9Mpa,纳滤膜为400的条件下,进行纳滤处理去除水,当浓缩液体积为原液体积的1/5时结束操作。

(5)干燥:将纳滤浓缩进行冷冻干燥。

本方法有效的提高了麦芽糖-β环糊精产品的纯度,最终产品纯度达到98%。

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