本发明涉及一种海藻糖结晶工艺，属于分离提取技术领域。
背景技术
海藻糖是由两个葡萄糖分子通过α，α-1,1键结合而成的非还原性双糖，广泛存在于细菌、真菌、藻类、低等植物及昆虫中。经研究发现，该糖具有独特的生物学功能，有保护生物大分子，保护细胞膜，保护蛋白质免受冷冻、干燥及渗透压变化等造成的破坏的作用，在食品、医药、化妆品、农业等领域均具有广泛应用。
我国海藻糖的生产起步比较晚，以前主要靠日本进口，但是，进口海藻糖的价格高达每吨4～5万元，对于工业生产来说十分昂贵，会大大增加企业的生产成本。
近几年，山东天力、内蒙梅花、湖南汇升等公司已经相继开始自主生产海藻糖，市场规模每年在以1万吨的销量递增，市场前景非常广阔。
但是，各公司的海藻糖都是新开发的产品，生产工艺各异，产品质量十分不稳定，尤其是在结晶工艺上，存在含量不稳定、晶型不规则、流动性差、结块、纯度差、结晶时间长等方面的问题，因此，急需找到一种成熟的结晶工艺解决以上问题。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提供了一种海藻糖结晶工艺。此工艺为将海藻糖结晶工艺分为9个阶段，分别采用不同的降温、升温曲线对海藻糖进行结晶；利用此工艺，可成功将海藻糖成品的纯度提高(最高可提升至99.7％)，同时，利用此工艺，可大大缩短海藻糖的结晶时间(从60h左右缩短至48h)。
本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种海藻糖结晶工艺，其特征在于，所述工艺为先在结晶釜内，于50～55℃的温度下，在海藻糖溶液中边搅拌边加入占海藻糖溶液总质量5～10％的无水乙醇、0.1～3％的海藻糖晶种进行浓缩至海藻糖溶液的海藻糖质量百分浓度为70～75％，然后控制浓缩后的海藻糖溶液的温度为50℃，按照9个阶段，对海藻糖溶液进行结晶，最后将得到的结晶进行离心、干燥，得到海藻糖成品；
所述9个阶段如下：
第一个阶段：将海藻糖溶液从50℃自然降温至45℃，时间6小时；
第二个阶段：将海藻糖溶液从45℃自然降温至43℃，时间6小时；
第三个阶段：将海藻糖溶液从43℃自然降温至40℃，时间6小时；
第四个阶段：将海藻糖溶液从40℃用降温水降温至36℃，时间6小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃；
第五个阶段：将海藻糖溶液从36℃加热升温至45℃，时间2小时；
第六个阶段：将海藻糖溶液从45℃自然降温至40℃，时间6小时；
第七个阶段：将海藻糖溶液从40℃用降温水降温至36℃，时间6小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃；
第八个阶段：将海藻糖溶液从36℃用降温水降温至30℃，时间6小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃；
第九个阶段：将海藻糖溶液从30℃用降温水降温至24℃，时间4小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃。
在本发明的一种实施方式中，所述工艺为先在结晶釜内，于50～55℃的温度下，在海藻糖溶液中边搅拌边加入占海藻糖溶液总质量8％的无水乙醇、2％的海藻糖晶种进行浓缩至海藻糖溶液的海藻糖质量百分浓度为70～75％，然后控制浓缩后的海藻糖溶液的温度为50℃，按照9个阶段，对海藻糖溶液进行结晶，最后将得到的结晶进行离心、干燥，得到海藻糖成品。
在本发明的一种实施方式中，所述海藻糖溶液的海藻糖浓度为71～73％。
在本发明的一种实施方式中，所述海藻糖溶液的制备方法包含：
(1)将利用海藻糖合酶转化法制得的海藻糖酶反应液加热至80～100℃，保温10～30分钟，降温，然后加入糖化酶，糖化酶加入量为12～24u/ml，调ph4.0～7.0，控制糖化温度为60～65℃，酶解时间8～12h，然后升温至80～100℃，保温10～30分钟，过滤，制得海藻糖粗液；
(2)向步骤(1)制得的海藻糖粗液中添加质量占海藻糖粗液总质量0.5％～3％的活性炭，脱色20～60分钟，过滤，得到一次滤液；
(3)在步骤(2)制得的得到一次滤液中添加质量占一次滤液总质量0.5～0.8％的柠檬酸、0.1～0.5％的nacl以及6～8％的zncl2后依次经过弱碱性阴离子树脂和弱酸性阳离子树脂后进行过滤，得到二次滤液；
(4)在步骤(3)制得的二次滤液中加入质量占二次滤液总质量0.5％～3％的活性炭进行脱色后过滤，脱色20～60分钟，过滤，得到三次滤液；
(5)在步骤(4)制得的三次滤液中加入质量占三次滤液总质量0.3～0.8％的na2co3、8～12％的乙醇后静置0.5～1.5小时，过滤，得到海藻糖溶液。
在本发明的一种实施方式中，所述海藻糖溶液的制备方法包含：
(1)将利用海藻糖合酶转化法制得的海藻糖酶反应液加热至85℃，保温20分钟，降温，然后加入糖化酶，糖化酶加入量为20u/ml，调ph6.0，控制糖化温度为65℃，酶解时间10h，然后升温至95℃，保温20分钟，过滤，制得海藻糖粗液；
(2)向步骤(1)制得的海藻糖粗液中添加质量占海藻糖粗液总质1％的活性炭，脱色45分钟，过滤，得到一次滤液；
(3)在步骤(2)制得的得到一次滤液中添加质量占一次滤液总质量0.6％的柠檬酸、0.3％的nacl以及6.5％的zncl2后依次经过弱碱性阴离子树脂和弱酸性阳离子树脂后进行过滤，得到二次滤液；
(4)在步骤(3)制得的二次滤液中加入质量占二次滤液总质量1％的活性炭进行脱色后过滤，脱色45分钟，过滤，得到三次滤液；
(5)在步骤(4)制得的三次滤液中加入质量占三次滤液总质量0.6％的na2co3、10％的乙醇后静置1小时，过滤，得到海藻糖溶液。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(3)中，一次滤液依次流经弱碱性阴离子树脂和弱酸性阳离子树脂的速度为15～20ml/min。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(3)中，一次滤液依次流经弱碱性阴离子树脂和弱酸性阳离子树脂的速度为15ml/min。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(5)乙醇的浓度为70％。
在本发明的一种实施方式中，所述海藻糖晶种的细度为70～100目。
在本发明的一种实施方式中，所述海藻糖晶种的细度为80目。
在本发明的一种实施方式中，所述离心的时间为10～20min。
在本发明的一种实施方式中，所述离心的时间为16min。
在本发明的一种实施方式中，所述离心的转速2500～3500r/min。
在本发明的一种实施方式中，所述离心的转速2800r/min。
在本发明的一种实施方式中，所述干燥为将湿结晶于75～85℃的烘箱中干燥6～10h。
在本发明的一种实施方式中，所述干燥为将湿结晶于80℃的烘箱中干燥8h。
本发明提供了上述一种海藻糖结晶工艺在制备海藻糖方面的应用。
有益效果：
利用本发明的工艺，可成功将海藻糖成品的纯度提高(最高可提升至99.7％)，同时，利用本发明的工艺，可大大缩短海藻糖的结晶时间(从60h左右缩短至48h)。
具体实施方式
下面结合具体实施例和对比例对本发明进行进一步的阐述。
下述实施例中涉及的海藻糖溶液是通过下述方法得到的：
具体步骤如下：
(1)将利用海藻糖合酶转化法制得的海藻糖酶反应液加热至85℃，保温20分钟，降温，然后加入糖化酶，糖化酶加入量为20u/ml，调ph6.0，控制糖化温度为65℃，酶解时间10h，然后升温至95℃，保温20分钟，过滤，制得海藻糖粗液；
(2)向步骤(1)制得的海藻糖粗液中添加质量占海藻糖粗液总质1％的活性炭，脱色45分钟，过滤，得到一次滤液；
(3)在步骤(2)制得的得到一次滤液中添加质量占一次滤液总质量0.6％的柠檬酸、0.3％的nacl以及6.5％的zncl2后以15ml/min的流速依次经过301阴离子树脂和116阳离子树脂后进行过滤，得到二次滤液；
(4)在步骤(3)制得的二次滤液中加入质量占二次滤液总质量1％的活性炭进行脱色后过滤，脱色45分钟，过滤，得到三次滤液；
(5)在步骤(4)制得的三次滤液中加入质量占三次滤液总质量0.6％的na2co3、10％的70％乙醇后静置1小时，过滤，得到海藻糖溶液。
其中，所述海藻糖酶反应液是记载于公开号为cn107227304a、申请号为201710585267.5的专利文献中的利用含有海藻糖合成酶突变体m106k的重组菌经发酵后得到的(具体可参见此专利文献的实施例1)。
下述实施例中涉及的检测方法如下：
海藻糖纯度检测方法：高效液相色谱法。
海藻糖含量检测方法：使用购自北京索莱宝科技有限公司的海藻糖含量测定试剂盒进行检测。
实施例1
在结晶釜内，于50～55℃的温度下，在海藻糖溶液中边搅拌边加入8％的无水乙醇、2％的海藻糖晶种进行浓缩至海藻糖溶液的海藻糖浓度为71～73％，然后控制浓缩后的海藻糖溶液的温度为50℃，按照9个阶段，对海藻糖溶液进行结晶，最后将得到的结晶于转速2800r/min下离心16min、于80℃的烘箱中干燥8h，得到海藻糖成品；
所述9个阶段如下：
第一个阶段：将海藻糖溶液从50℃自然降温至45℃，时间6小时；
第二个阶段：将海藻糖溶液从45℃自然降温至43℃，时间6小时；
第三个阶段：将海藻糖溶液从43℃自然降温至40℃，时间6小时；
第四个阶段：将海藻糖溶液从40℃用降温水降温至36℃，时间6小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃；
第五个阶段：将海藻糖溶液从36℃加热升温至45℃，时间2小时；
第六个阶段：将海藻糖溶液从45℃自然降温至40℃，时间6小时；
第七个阶段：将海藻糖溶液从40℃用降温水降温至36℃，时间6小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃；
第八个阶段：将海藻糖溶液从36℃用降温水降温至30℃，时间6小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃；
第九个阶段：将海藻糖溶液从30℃用降温水降温至24℃，时间4小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃。
按照上述方法得到海藻糖成品的总结晶时长为48h；此时，将按照上述方法得到的海藻糖成品进行纯度检测，纯度为99.7％，将提取完海藻糖成品的废液进行海藻糖含量检测，废液中剩余的海藻糖含量为3％。说明按照本发明的方法缩短结晶时长，并未对海藻糖成品的纯度(99.7％)以及提取率(剩余3％)造成不良影响。
实施例2
在结晶釜内，于50～55℃的温度下，在海藻糖溶液中边搅拌边加入5％的无水乙醇、0.1％的海藻糖晶种进行浓缩至海藻糖溶液的海藻糖浓度为71～73％，然后控制浓缩后的海藻糖溶液的温度为50℃，按照9个阶段，对海藻糖溶液进行结晶，最后将得到的结晶于转速2800r/min下离心16min、于80℃的烘箱中干燥8h，得到海藻糖成品；
所述9个阶段如下：
第一个阶段：将海藻糖溶液从50℃自然降温至45℃，时间6小时；
第二个阶段：将海藻糖溶液从45℃自然降温至43℃，时间6小时；
第三个阶段：将海藻糖溶液从43℃自然降温至40℃，时间6小时；
第四个阶段：将海藻糖溶液从40℃用降温水降温至36℃，时间6小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃；
第五个阶段：将海藻糖溶液从36℃加热升温至45℃，时间2小时；
第六个阶段：将海藻糖溶液从45℃自然降温至40℃，时间6小时；
第七个阶段：将海藻糖溶液从40℃用降温水降温至36℃，时间6小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃；
第八个阶段：将海藻糖溶液从36℃用降温水降温至30℃，时间6小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃；
第九个阶段：将海藻糖溶液从30℃用降温水降温至24℃，时间4小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃。
按照上述方法得到海藻糖成品的总结晶时长为48h；此时，将按照上述方法得到的海藻糖成品进行纯度检测，纯度为99.1％，将提取完海藻糖成品的废液进行海藻糖含量检测，废液中剩余的海藻糖含量为5％。说明按照本发明的方法缩短结晶时长，并未对海藻糖成品的纯度(99.1％)以及提取率(剩余5％)造成不良影响。
实施例3
在结晶釜内，于50～55℃的温度下，在海藻糖溶液中边搅拌边加入10％的无水乙醇、3％的海藻糖晶种进行浓缩至海藻糖溶液的海藻糖浓度为71～73％，然后控制浓缩后的海藻糖溶液的温度为50℃，按照9个阶段，对海藻糖溶液进行结晶，最后将得到的结晶于转速2800r/min下离心16min、于80℃的烘箱中干燥8h，得到海藻糖成品；
所述9个阶段如下：
第一个阶段：将海藻糖溶液从50℃自然降温至45℃，时间6小时；
第二个阶段：将海藻糖溶液从45℃自然降温至43℃，时间6小时；
第三个阶段：将海藻糖溶液从43℃自然降温至40℃，时间6小时；
第四个阶段：将海藻糖溶液从40℃用降温水降温至36℃，时间6小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃；
第五个阶段：将海藻糖溶液从36℃加热升温至45℃，时间2小时；
第六个阶段：将海藻糖溶液从45℃自然降温至40℃，时间6小时；
第七个阶段：将海藻糖溶液从40℃用降温水降温至36℃，时间6小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃；
第八个阶段：将海藻糖溶液从36℃用降温水降温至30℃，时间6小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃；
第九个阶段：将海藻糖溶液从30℃用降温水降温至24℃，时间4小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃。
按照上述方法得到海藻糖成品的总结晶时长为48h；此时，将按照上述方法得到的海藻糖成品进行纯度检测，纯度为99.5％，将提取完海藻糖成品的废液进行海藻糖含量检测，废液中剩余的海藻糖含量为5％。说明按照本发明的方法缩短结晶时长，并未对海藻糖成品的纯度(99.5％)以及提取率(剩余5％)造成不良影响。
对比例1
在结晶釜内，在海藻糖溶液中加入10％的无水乙醇、3％的海藻糖晶种进行浓缩于50℃进行浓缩起晶后降温至25℃进行自然结晶，结晶60h后，于转速2800r/min下离心16min得湿结晶；将得到的湿结晶于80℃的烘箱中干燥8h，得到海藻糖成品。
按照上述方法得到海藻糖成品的总结晶时长为60h；此时，将按照上述方法得到的海藻糖成品进行纯度检测，纯度为99.8％，将提取完海藻糖成品的废液进行海藻糖含量检测，废液中剩余的海藻糖含量为12％。说明按照本发明的方法虽并未对海藻糖成品的纯度(99.8％)，但是，海藻糖的结晶时间长(60h)，提取率也不高(剩余12％)。
对比例2
在结晶釜内，在海藻糖溶液中加入10％的无水乙醇、3％的海藻糖晶种进行浓缩于50℃进行浓缩起晶后降温至25℃进行自然结晶，结晶48h后，于转速2800r/min下离心16min得湿结晶；将得到的湿结晶于80℃的烘箱中干燥8h，得到海藻糖成品。
按照上述方法得到海藻糖成品的总结晶时长为48h；此时，将按照上述方法得到的海藻糖成品进行纯度检测，纯度为99.6％，将提取完海藻糖成品的废液进行海藻糖含量检测，废液中剩余的海藻糖含量为34％。说明按照本发明的方法缩短结晶时长，虽并未对海藻糖成品的纯度(99.6％)，但是，严重降低了海藻糖的提取率(剩余34％)。
对比例3
在结晶釜内，于50～55℃的温度下，在海藻糖溶液中边搅拌边加入8％的无水乙醇、2％的海藻糖晶种进行浓缩至海藻糖溶液的海藻糖浓度为71～73％，然后控制浓缩后的海藻糖溶液的温度为50℃，按照6个阶段，对海藻糖溶液进行结晶，最后将得到的结晶于转速2800r/min下离心16min、于80℃的烘箱中干燥8h，得到海藻糖成品；
所述6个阶段如下：
第一个阶段：将海藻糖溶液从50℃自然降温至45℃，时间6小时；
第二个阶段：将海藻糖溶液从45℃自然降温至43℃，时间6小时；
第三个阶段：将海藻糖溶液从43℃自然降温至40℃，时间6小时；
第四个阶段：将海藻糖溶液从40℃用降温水降温至36℃，时间6小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃；
第五个阶段：将海藻糖溶液从36℃用降温水降温至30℃，时间6小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃；
第六个阶段：将海藻糖溶液从30℃用降温水降温至24℃，时间6小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃。
按照上述方法得到海藻糖成品的总结晶时长为36h；此时，将按照上述方法得到的海藻糖成品进行纯度检测，纯度为99.4％，将提取完海藻糖成品的废液进行海藻糖含量检测，废液中剩余的海藻糖含量为21％。说明按照本发明的方法缩短结晶时长，虽并未对海藻糖成品的纯度(99.4％)，但是，严重降低了海藻糖的提取率(剩余21％)。
对比例4
在结晶釜内，于50～55℃的温度下，在海藻糖溶液中边搅拌边加入8％的无水乙醇、2％的海藻糖晶种进行浓缩至海藻糖溶液的海藻糖浓度为71～73％，然后控制浓缩后的海藻糖溶液的温度为50℃，按照9个阶段，对海藻糖溶液进行结晶，最后将得到的结晶于转速2800r/min下离心16min、于80℃的烘箱中干燥8h，得到海藻糖成品；
所述9个阶段如下：
第一个阶段：将海藻糖溶液从50℃自然降温至45℃，时间6小时；
第二个阶段：将海藻糖溶液从45℃自然降温至40℃，时间6小时；
第三个阶段：将海藻糖溶液从40℃用降温水降温至36℃，时间6小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃；
第四个阶段：将海藻糖溶液从36℃加热升温至45℃，时间2小时；
第五个阶段：将海藻糖溶液从45℃自然降温至40℃，时间6小时；
第六个阶段：将海藻糖溶液从40℃用降温水降温至36℃，时间6小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃；
第七个阶段：将海藻糖溶液从36℃用降温水降温至30℃，时间6小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃；
第九个阶段：将海藻糖溶液从30℃用降温水降温至24℃，时间4小时，降温水的温度与结晶机内糖的温度相差15～20℃。
按照上述方法得到海藻糖成品的总结晶时长为48h；此时，将按照上述方法得到的海藻糖成品进行纯度检测，纯度为99.7％，将提取完海藻糖成品的废液进行海藻糖含量检测，废液中剩余的海藻糖含量为13％。说明按照本发明的方法缩短结晶时长，虽并未对海藻糖成品的纯度(99.7％)，但是，严重降低了海藻糖的提取率(剩余13％)。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。