专利名称：用桃胶为原料生产l-阿拉伯糖的方法
技术领域：
本发明属于医药、食品化工技术领域，具体的说是一种用桃胶生产L-阿拉伯糖的方法。
背景技术：
我国原桃胶年产七千万吨以上，但由于水溶性差、无工业利用价值，桃胶经酸 (碱)水解、脱色、脱盐、干燥等工序处理后，可获得溶解性好、化学性质稳定的商品桃胶，可用作增稠、乳化、微胶囊化，可使价格上升4 6倍，但商品桃胶年用量较少不过千万吨，远远小于我国年产原桃胶的量。L-阿拉伯糖是一种应用食品及医药等行业的功能糖，具有独特的生理功能。L-阿拉伯糖对蔗糖的代谢转化具有显著阻断作用，使得它在减肥、控制糖尿病方面应用前景看好。据报道，只要在普通蔗糖中添加2%的L-阿拉伯糖就可以抑制蔗糖的吸收，同时抑制了血糖值少升高约50%。如果L-阿拉伯糖添加量达到4%，可以使血糖值完全不升高，胰岛素几乎不分泌，如果L-阿拉伯糖可大量低价向市场供应，将带来不可估量的社会效益。 L-阿拉伯糖还可用作医药中间体，主要用来合成核苷类抗病毒药物，如抗乙肝病毒的替比夫定等。据统计，中国至少有4000万以上糖尿病人，另有6000万糖尿病前期人群，乙肝病毒感染者高达1. 2亿。因此，L-阿拉伯糖对于普通百姓的影响之大堪与食盐加典相并论。L-阿拉伯糖通常以半纤维L-阿拉伯聚糖和L-阿拉伯-D-半乳糖聚糖、L-阿拉伯-L-鼠李聚糖形式存在，通常存在于树胶、果胶、玉米皮玉米芯、米糠、麦麸、甜菜中，通过水解这些原料并进行纯化处理来获取L-阿拉伯糖，现有文献报道方法如下以阿拉伯胶为原料，硫酸水解，离子树脂调中性，乙醇萃取，柱色谱分离得到L-阿拉伯糖(EP 1987,0115068)。以阿拉伯胶为原料，水解，色谱分离得到L-阿拉伯糖，(S. Mukherjee and Α. N. S. Shrivastava, J. Sci. Ind. Researchlndia, 1956. 168. 566. 7).以ANOGEISSNS SCHIMPERI胶为原料，水解，用乙醇萃取，最后柱色谱分离得到 L-阿拉伯糖(R. A. Paris and MarcDurand. Ann. Harm, franc. 1965. 14，755—61)。以阿魏聚糖胶为原料，水解，得到L-阿拉伯糖(IsaacCole，Nature 1964， 202(4937)，1109-10)。以植物芦荟为原料，水解，通过色谱分离得到L-阿拉伯糖(J. K. N. Jones and G. H. S. Thomas. Can. J. Chem. Soc 1962，39，192—202)。以阿拉伯儿茶为原料，酸水解，得到L-阿拉伯糖(G. 0. Aspinalland T， B. Christense. J. Chem. soc. 1961, 3461)。以黑澳洲树胶为原料，水解，得到L-阿拉伯糖(KarlFreudenberg，Hans Mo Iter, and GustavDietrich. Chem. Ber. 1947,80,53-5)。以落叶松聚糖为原料，水解，得到L-阿拉伯糖(S. Rose andA. S. Dutta, J. Indian.J. Chem. Soc. 963,40. 257-62)。以山毛木为原料水解可得到L-阿拉伯糖(0. 7% ) (G. 0. Asinall, B. L. Hirst, andA. Nicolson, J. Chem. Soc. 1959，1697-1706 :C. Α. 49，12310b)。以半纤维素为原料在酸性条件下水解，得到L-阿拉伯糖(E. L. Hirst and Α. S.， Perlin, J. Chem. Soc. 1954. 2622-7)。以卡拉巴树胶为原料，水解，色谱分离得到L-阿拉伯糖(S. Mukher jeeand Α. N. Shrivastava, J. Chem. Soc. 1958. 80，2536-8)。有报道以甜菜粕为原料置备L-阿拉伯糖(农芸化学会杂志49卷，6号，295-305， 1975 年)，但操作繁杂、L-阿拉伯糖收率低；(biotechnology and bioengineering，64 卷， 6号，685-691，1999年)，预处理繁杂，不适于大生产。CN1299420A提出了一种通过酸水解生产L-阿拉伯糖的方法，该方法不足之处在于整个过程中单纯使用盐酸、硫酸等降解植物原料，制备的产物为含L-阿拉伯糖、木糖、半乳糖和葡萄糖的混合糖液，其原料处理量最大为500g，工艺过程中没有表明如何纯化，获得 L-阿拉伯糖结晶体产品。上述方法水解初产物成分复杂，L-阿拉伯含量极低，对精制提纯技术要求很高，不利于分离提纯。都需要用高效薄层板分离提纯，难度大、产率产量低，无法应用于工业化生产。制备L-阿拉伯糖的相关专利如下CN13773135A提出使用酸水解阿拉伯胶，然后通过柱色谱层析分离L-阿拉伯糖的方法，不足之处在于生产成本高，效率低。CN1966665A、CN101100685A提出用硫酸和淀粉酶降解玉米麦麸皮生产L-阿拉伯糖，其不足之处在于玉米麸皮原料量不足以满足需求，产量受限制，且玉米麸皮价格远远高于玉米芯。中国专利02116353. 7提供了一种两柱法提取L-阿拉伯糖的方法，其不足之处在于，两次柱色谱分离，流动相组分多达5种，成本高，产能低。中国专利200810134456. 1提供了一种发酵法从玉米芯生产L-阿拉伯糖的方法， 其存在分离困难，收率低。中国专利CN101367844提供了一种用模移动床色谱技术从阿拉伯胶中提取L-阿拉伯糖，操作复杂收率低，成本高中国专利200810196723. 8与提供了一种用模移动床从阿拉伯胶中分离L-阿拉伯糖的技术，其模移动床制备复杂，得到的产品纯度不高(93.5% )，利用阿拉伯胶水解污染严重，且阿拉伯胶价格比较贵，生产成本高。。中国专利200910014319. 9提供了一种从生产木糖的母液中分离L-阿拉伯糖的方
法，原料来源受限。中国专利200910077943. 3提供了一种通过微生物发酵处理的方法从玉米芯中提取L-阿拉伯糖，原料中L-阿拉伯糖含量低(3 4% )，生产效率低。中国专利200910080210. 5只提供了一种从玉米芯中水解出L-阿拉伯糖的方法， 没有分离提纯技术。中国专利200910136551. X提供了一种从木糖母液中提取L-阿拉伯糖的方法，其
中包含发酵，模移动床等多中分离，工艺复杂，原料来源受限。
中国专利200910026504. X提供了一种用农副产品残留物通过酸-酶法水解出 L-阿拉伯糖的方法，没有具体的分离提纯方法。中国专利200810089000. 8提供了一种发酵木糖母液的方法提取L-阿拉伯糖，操
作复杂，原料受限，成本高。中国发明专利CN200710119843. 3描述了一种用淀粉酶处理玉米麸皮来制备L-阿拉伯糖的方法。该方法需三步处理，先用酶，后用酸水解，再发酵，最后还要分离，大大增加了生产成本，而且产生大量废水，对环境不友好。中国专利CN101372700描述了一种从木糖母液及生物质水解液中提取L-阿拉伯糖的方法，发酵、过柱等复杂的分离过程，产生大量的废水，环境不友好。日本专利99825686. 3，提出酸水解纤维生产L-阿拉伯糖，其不足之处在于，原料中阿拉伯糖含量低(16% )、水解率低(60% )，生产效率低。日本专利01800804. 6提供了酶处理食物纤维制备L-阿拉伯糖，但所有的原料都存在含量低，生产效率低，没有得到纯的结晶L-阿拉伯糖成品的不足之处。美国发明专利US6506897与US4816078描述了一种从甜菜中制备L-阿拉伯糖的方法，存在成本过高，环境不友好等缺点。英国专利GBM08262也是从甜菜粕中提取L-阿拉伯糖的方法，对碱提取要求高， 控制不当，杂志含量高，L-阿拉伯糖难分离。总之现有L-阿拉伯糖生产技术从规模化生产而言，其经济性效益和生产效率都较低。桃胶中L-阿拉伯糖含量高达30%，以桃胶为原料生产L-阿拉伯糖，来源丰富，成本低，大大提高了原桃胶的工业利用价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种原料来源广泛、生产成本低、效率高的用桃胶生产L-阿拉伯糖的方法。为达到上述目的，本发明是通过下述技术方案加以实现的采用桃胶为原料，首先对桃胶水溶液进行净化处理，再用多糖列合酶选择性的游离出L-阿拉伯糖，酶的用量为水溶液的0. 10%，温度为25°C 60°C，反应液经浓缩后，用甲醇、乙醇醇沉，醇浓度为 30 % 80 %，上清液浓缩回收醇，浓缩液活性炭脱色，过滤，滤液经纳滤膜分离，得透析液， 减压浓缩透析后用甲醇、乙醇、冰醋酸溶剂溶解，0°C 40°C静置结晶，过滤，重结晶，得到 L-阿拉伯糖产品。包括如下步骤1)先将桃胶水溶液进行净化处理，再用多糖列合酶游离出L-阿拉伯糖；2)然后用醇沉分离去90% 95%胶体物，得到含L-阿拉伯糖和少量胶体的糖液， 脱色；3)再进行膜分离去剩余5% 10%的胶体物，得到含L-阿拉伯糖的糖的透析溶液；4)最后进行结晶、重结晶得到纯度较高的L-阿拉伯糖。其中，步骤1)中所述桃胶水溶液的浓度为5% 40%，桃胶水溶液净化处理为过滤除杂，酶为多糖列合酶，酶的用量为水溶液的0. 10%，温度为25°C 60°C，处理时间为1 72小时。桃胶水溶液通过多糖列合酶处理可以游离出L-阿拉伯糖，得到含L-阿拉伯糖和胶体物的溶液，可进一步处理得到L-阿拉伯糖。步骤2)中所述的醇为甲醇或乙醇，醇的浓度为30% 80%，胶体物以任意比例溶于水中，加入一定比例的醇后，胶体物就会固化沉淀，固液分离得到含L-阿拉伯糖和少量胶体物的糖溶液。步骤3)中所用的纳滤膜，截留分子量为160 1000，胶体物的分子量远大于L-阿拉伯糖的分子量，通过膜使胶体物于L-阿拉伯糖彻底分离，得到富含L-阿拉伯糖的物料。步骤4)中所用的结晶、重结晶溶剂为甲醇、乙醇、冰醋酸中的任意一种。从阿拉伯胶制备L-阿拉伯糖反应式
耳Z
0^-O
/OH \
(^ y 州一OH
OH
L 阿拉伯糖本发明的用桃胶生产L-阿拉伯糖的生产方法，使用来源广泛的桃胶原料，通过酶处理方法和糖液净化方法，得到纯度较高的L-阿拉伯糖。其优点在于1.使用桃胶为原料， 为首创，成本低、原料来源广泛。2.桃胶中L-阿拉伯糖含量高，生产效率高，L-阿拉伯糖产品纯度高达99%。3.通过多糖列合酶选择性的游离出L-阿拉伯糖，产品容易纯化。4.工艺简单。
具体实施例方式以下实例用于说明本发明，但不限制本发明的范围。实施例一本发明的用桃胶生产L-阿拉伯糖的方法，采用桃胶为原料，首先对桃胶水溶液进行净化处理，再用多糖列合酶选择性的游离出L-阿拉伯糖，酶的用量为水溶液的0. 10%，温度为25°C 60°C，反应液经浓缩后，用甲醇、乙醇醇沉，醇浓度为30% 80%，上清液浓缩回收醇，浓缩液活性炭脱色，过滤，滤液经纳滤膜分离，得透析液，减压浓缩透析后用甲醇、乙醇、冰醋酸溶剂溶解，0°C 40°C静置结晶，过滤，重结晶，得到L-阿拉伯糖产品。从阿拉伯胶制备L-阿拉伯糖反应式
X
GALP
G.4LP.
GALP
GALP
polyase
X~GALP
X~GALP
II
GA — XGA — X GALP :D-半乳糖吡喃糖GA 葡萄糖醛酸X:鼠李糖
权利要求
1.一种用桃胶制备L-阿拉伯糖的方法，其特征在于包括如下步骤(1)先将以重量百分比浓度为5% 40%桃胶水溶液过滤、除杂，再用桃胶水溶液的 0. 10%浓度多糖列合酶，控制温度在25°C 60°C，时间为1 72小时，游离出L-阿拉伯糖；(2)然后用重量百分比浓度为30% 80 %的醇，醇沉分离去70 % 95 %的胶体物；(3)再用纳滤膜，进行膜分离去剩余5% 10%的胶体物；(4)最后用甲醇或乙醇或冰醋酸进行结晶、重结晶得到L-阿拉伯糖。
2.根据权利要求1所述的L-阿拉伯糖制备方法，其特征在于所述的步骤⑴中以重量百分比计，桃胶水溶液的浓度为10% 30%，多糖列合酶的用量为水溶液的0. 5% 5%， 反应温度为30°C 45°C，反应时间为6 48小时；步骤⑵中醇的浓度为75% 90% ；步骤⑷中甲醇、乙醇、冰醋酸的溶剂用量为加溶剂前物料质量的1 6倍，结晶温度为0°C 40 "C。
3.根据权利要求1或者2所述的L-阿拉伯糖制备方法，其特征在于所述的步骤(1) 中以重量百分比计，桃胶水溶液的浓度为15% 25%，多糖列合酶的用量为水溶液的 0. 5% 3%，反应温度为35°C 45°C，反应时间为6 36小时；步骤O)中醇的浓度为 80% 90% ；步骤(4)中甲醇、乙醇、冰醋酸的溶剂用量为加溶剂前物料质量的1 5倍， 结晶温度为0°C :35°C。
4.根据权利要求3所述的L-阿拉伯糖制备方法，其特征在于所述的步骤(3)中的纳滤膜，膜的截留分子量为160 1000，对无机盐截留量大于75%。
全文摘要
本发明涉及一种用桃胶为原料制备L-阿拉伯糖的方法，该方法首先对桃胶水溶液进行净化处理，再用多糖列合酶选择性的游离出L-阿拉伯糖，反应液经浓缩后，用甲醇、乙醇醇沉，上清液浓缩回收醇，浓缩液活性炭脱色，过滤，滤液经纳滤膜分离，得透析液，减压浓缩透析后用甲醇、乙醇、冰醋酸溶剂溶解，静置结晶，过滤，重结晶，得到L-阿拉伯糖产品用桃胶生产L-阿拉伯糖的生产方法，使用来源广泛的桃胶原料，通过酶处理方法和糖液净化方法，得到纯度较高的L-阿拉伯糖。其优点在于1.使用桃胶为原料，为首创，成本低、原料来源广泛。2.桃胶中L-阿拉伯糖含量高，生产效率高，L-阿拉伯糖产品纯度高达99％。3.通过多糖列合酶选择性的游离出L-阿拉伯糖，产品容易纯化。4.工艺简单，适合工业化生产。
文档编号C12P19/14GK102154410SQ201010110919
公开日2011年8月17日 申请日期2010年2月12日 优先权日2010年2月12日
发明者何遂庆, 李爱珍 申请人:何遂庆