专利名称：医用超高纯度葡萄糖的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种超高纯度医用葡萄糖的制备方法，尤其是涉及一种以甘薯、稻米
为原料制取超高纯度医用葡萄糖的方法。
背景技术：
淀粉糖主要包括麦芽糖、异构麦芽糖、葡萄糖、果葡糖浆、麦芽糊精、葡萄糖及寡糖(三糖、四糖等)。淀粉糖具有液体清澈透明、甜味柔和纯正、营养丰富、热值低、保湿性强、热稳定性好、食用不过敏等特点，广泛用于糖果、糕点、饮料、罐头、啤酒、冷饮等食品工业，还可以用于造纸、牙膏等轻工日用品行业和医药及饲料行业等。欧美等发达国家早于上世纪50年代就着手淀粉糖的深度开发，其中以美国、日本等国家淀粉糖生产工艺领先世界。葡萄糖是目前全世界生产历史久、产量大、作用广的淀粉糖之一。葡萄糖是人体最易吸收的一种单糖，可直接供给热能，补充营养，提高全身细胞功能，促进新陈代谢，并具有利尿和解毒作用，其衍生物对人体也具有极其重要的作用。在医药方面，5-10 %的葡萄糖输液广泛用于各种疾病的辅助治疗；25-50%的高渗葡萄糖液主要用于静脉注射，用于急性中毒、流血过多、肾脏性和心肺性浮肿等。以葡萄糖、诺氟沙星为原料生产的诺氟沙星葡萄糖注射液是一种广谱抗菌药物，临床上主要用于敏感性细菌所引起的呼吸道、泌尿系统、胃肠道感染的治疗，对于肾炎、前列腺炎、膀胱炎、支气管炎、细菌性痢疾等均有良好的疗效。此外，目前国内外研究表明，葡萄糖饮料可对人的记忆活动产生有利的影响。因此，葡萄糖及其衍生物日益受到重视，成为国内外研究开发和应用的热点产品，在医药、食品及其他领域日益显出其广阔的市场前景。 由以上所述可见，葡萄糖的用途主要是两个方面食品和药品原料。用于食品方面的葡萄糖，对卫生要求相对低一些；用在医药特别是注射用方面的葡萄糖，对质量要求相当高，不仅要求纯度极高，而且葡萄糖里不能有任何发热源的存在，所谓发热源就是指注射时引起人体发热或发冷等危险物质的总称，主要是有害微生物产的内毒素。
历史上生产葡萄糖的方法主要有两类酸法和酶法。20世纪80年代以前，全世界主要是采用酸法生产葡萄糖。随着科技的进步，酶法生产葡萄糖逐渐兴起，特别是20世90年代以来，酶法已完全取代酸法。但是酶法生产超高纯度葡萄糖任然还有很多技术瓶颈问题有待解决，目前，生产超高纯度葡萄糖特别是超高纯度医用葡萄糖的主要缺陷是三个方面一是目前一般只能以高纯度的淀粉为原料生产葡萄糖，生产成本较高；二是纯度难以超过99. 5% ;三是生产过程中很容易污染微生物(杂菌)，导致内毒素等发热源杂质超标。
我国是稻米的最大生产和消费国，年产稻米约1.9亿吨。稻米的主要成分是淀粉和蛋白质，其中淀粉含量占80%左右。同时稻谷加工(碾米)中每年有近2000万吨节碎米没有很好利用。另外，甘薯也是我国大宗农作物，甘薯干物质中75%以上是淀粉。以稻米为原料生产葡萄糖已有报道，但所产葡萄糖中，葡萄糖的含量较低，其干物质中，葡萄糖的含量一般很难超过90%。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产成本低，不含发热源，直接以甘薯或稻米为原料，产品干物质中葡萄糖含量高于99. 5%的超高纯度医用葡萄糖的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现，其包括以下步骤
(1) 原料预处理将干甘薯(条或块状均可)或者稻米在室温下用水浸泡3-5小时，磨浆，浆液过70目以上滤网；
(2) 调浆用盐酸或/和碳酸钠调整浆液pH值至5. 9-6. l，加水调整到质量浓度为29-33%(或波美浓度17-19Be° )，加氯化钙助剂和耐高温淀粉酶，氯化钙的用量为干甘薯或稻米重的0. 01-0. 02%，耐高温淀粉酶的用量为干甘薯或稻米重的0. 3-0. 5%，搅拌混匀；
(3) 高温液化将调好的浆液在109-115t:喷射液化，在5-20分钟内降温至90-95°C，液化30-40分钟，制得液化液；
(4) 过滤脱渣往液化液中添加硅藻土助滤剂，硅藻土的用量为干甘薯或稻米原料重的l-2wt96，经板框过滤设备过滤，脱掉液化液中的蛋白质及纤维成分，滤液用于下一步糖化；
(5) 糖化待过滤后的滤液降温到56-6(TC，用盐酸调pH值至4. 5_5. 0，同时加入糖化酶和脱支酶，糖化酶的用量为干甘薯或稻米重的0. 2-0. 3wt96，脱支酶的用量为干甘薯或稻米重的0. 08-0. 10%，糖化时间50-60小时，至糖化液DE值(dextroseequivalent，即葡萄糖值，简称DE值)> 98%，再用喷射器升温至85°C _901:灭酶出料，制得糖化液；
(6) 脱色过滤往糖化液中添加相当于干甘薯或稻米原料重l-5wt96的活性炭，搅匀，调pH值至4. 5-5. 5，在温度80-9(TC下，通过压滤机过滤，重复脱色压滤2_3次，直到料液清澈透明，无炭粒、异物，制得脱色糖液；
(7) 离子交换处理待脱色糖液温度降到50-55t:时，通过阳离子交换树脂柱，再通过阴离子交换树脂柱，进行纯化，制得清澈透明无异味的糖液，透光度^ 95%， pH值3. 3-4. 5 ;
(8) 浓縮用降膜式蒸发器将经离子交换树脂处理后的糖液浓縮到固形物含量达72%-75% ;
(9) 结晶干燥将浓縮糖液打入洁净的结晶槽，自然降温至39-4rC，再保温3-8小时，养晶，晶种培养好后，继续降温结晶，使结晶晶体均匀，手捏颗粒感明显，至温度25-27t:时出料，离心；采用热气流烘干系统烘干，控制水分含量《7wt96;再送入冷气流干燥系统干燥，以保证成品葡萄糖晶体不破坏，不结块；
(10) 包装。 采用本发明方法制备的葡萄糖，晶体颗粒规则，纯浄，无异味。按国家标准GB/T20880-2007等规定方法检测，其干物质中葡萄糖含量可达99. 5-99. 7%。检测不到任何发热源物质。
具体实施例方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
(1) 将干甘薯条在室温下用水浸泡4小时，磨浆，浆液过70目滤网；
(2) 用盐酸或/和碳酸钠溶液调整浆液pH值至6，加水调整质量浓度为32%，加氯化钙
4助剂和耐高温淀粉酶，氯化钙的用量为干甘薯重的0. 01%，耐高温淀粉酶的用量为干甘薯重的O. 4%，搅拌混匀;
(3) 将调好的浆液在112°C喷射液化，在10分钟内降温至92°C ，液化35分钟，制得液化
液；
(4) 往液化液中添加硅藻土助滤剂，硅藻土的用量为干甘薯重的1.5wt96，经板框过滤设备过滤，脱掉液化液中的蛋白质及纤维成分，滤液用于下一步糖化；
(5) 待过滤后的滤液降温到5『C，用盐酸调pH值至4. 8，同时加入糖化酶和脱支酶，糖化酶的用量为干甘薯重的0. 25wt96，脱支酶的用量为干甘薯重0. 09%，糖化时间55小时，至糖化液DE值> 98%，再用喷射器升温至8『C灭酶出料，制得糖化液；
(6) 脱色过滤往糖化液中添加相当于干甘薯重3wt%的活性炭，搅匀，调pH值至5，在温度85t:下，通过压滤机过滤，重复脱色压滤2次，到料液清澈透明，无炭粒、异物，制得脱色糖液；
(7) 离子交换处理待脱色糖液温度降到52t:时，通过阳离子交换树脂柱，再通过阴离子交换树脂柱，进行纯化，制得清澈透明无异味的糖液，透光度95%， pH值3. 8 ;
(8) 浓縮用降膜式蒸发器将经离子交换树脂处理后的糖液浓縮到固形物含量达73%;
(9) 结晶干燥将浓縮糖液打入洁净的结晶槽，自然降温至4(TC，再保温6小时，养晶，晶种培养好后，继续降温结晶，使结晶晶体均匀，手捏颗粒感明显，至温度26t:时出料，离心；采用热气流烘干系统烘干，控制水分含量7wt% ;再送入冷气流干燥系统干燥，以保证成品葡萄糖晶体不破坏，不结块；
(10) 包装。 实施例制备的葡萄糖，晶体颗粒规则，纯浄，无异味。按国家标准GB/T20880-2007规定方法检测，其干物质中葡萄糖含量达99. 6%。检测不到任何发热源物质。
实施例2
(1) 原料预处理将稻米在室温下用水浸泡3小时，磨浆，浆液过70目滤网；
(2) 调浆用盐酸或/和碳酸钠调整浆液pH值至6. 0，加水调整到质量浓度为30%，加氯化钙助剂和耐高温淀粉酶，氯化钙的用量为稻米重的0. 012%，耐高温淀粉酶的用量为干甘薯或稻米重的3%，搅拌混匀；
(3) 高温液化将调好的浆液在ll(TC喷射液化，在15分钟内降温至9(TC，液化40分钟，制得液化液；
(4) 过滤脱渣往液化液中添加硅藻土助滤剂，硅藻土的用量为干甘薯或稻米原料重
的lwt96，经板框过滤设备过滤，脱掉液化液中的蛋白质及纤维成分，滤液用于下一步糖化；
(5) 糖化待过滤后的滤液降温到56t:，用盐酸调pH值至4. 5，同时加入糖化酶和脱支酶，糖化酶的用量为稻米重的0. 2wt96，脱支酶的用量为稻米重的0. 10%，糖化时间52小时，至糖化液DE值98%，再用喷射器升温至9(TC灭酶出料，制得糖化液；
(6) 脱色过滤往糖化液中添加相当于稻米重2wt%的活性炭，搅匀，调pH值至4. 5，在温度8(TC下，通过压滤机过滤，重复脱色压滤2次，制得脱色糖液；
(7) 离子交换处理待脱色糖液温度降到54t:时，通过阳离子交换树脂柱，再通过阴离子交换树脂柱，进行纯化，制得清澈透明无异味的糖液，透光度97%， pH值3. 5 ;
(8) 浓縮用降膜式蒸发器将经离子交换树脂处理后的糖液浓縮到固形物含量达74%;(9) 结晶干燥将浓縮糖液打入洁净的结晶槽，自然降温至39t:，再保温7小时，养晶， 晶种培养好后，继续降温结晶，使结晶晶体均匀，手捏颗粒感明显，至温度26t:时出料，离 心；采用热气流烘干系统烘干，控制水分含量6wt% ;再送入冷气流干燥系统干燥，以保证成 品葡萄糖晶体不破坏，不结块；
(10) 包装。 本实施例制备的葡萄糖，晶体颗粒规则，纯浄，无异味。按国家标准GB/ T20880-2007等规定方法检测，其干物质中葡萄糖含量达99. 7%。检测不到任何发热源物 质。 实施例3
(1) 原料预处理将干甘薯块在室温下用水浸泡3小时，磨浆，浆液过70目滤网；
(2) 调浆用盐酸或/和碳酸钠调整浆液pH值至6.0，加水调整到质量浓度为波美浓度 18Be。，加氯化钙助剂和耐高温淀粉酶，氯化钙的用量为干甘薯重的0. 01%，耐高温淀粉酶 的用量为干甘薯重的0. 5%，搅拌，混匀；
(3) 高温液化将调好的浆液在ll(TC喷射液化，在20分钟内降温至9(TC，液化40分 钟，制得液化液；
(4) 过滤脱渣往液化液中添加硅藻土助滤剂，硅藻土的用量为干甘薯重的2wt96，经板 框过滤设备过滤，脱掉液化液中的蛋白质及纤维成分，滤液用于下一步糖化；
(5) 糖化待过滤后的滤液降温到6(TC，用盐酸调pH值至5. 0，同时加入糖化酶和脱支 酶，糖化酶的用量为干甘薯重的0. 3wt96，脱支酶的用量为干甘薯或稻米重的0. 08%，糖化时 间50小时，至糖化液DE值> 98%，再用喷射器升温至85t:t:灭酶出料，制得糖化液；
(6) 脱色过滤往糖化液中添加相当于干甘薯重4wt%的活性炭，搅匀，调pH值至4. 5， 在温度8(TC下，通过压滤机过滤，重复脱色压滤3次，直到料液清澈透明，无炭粒、异物，制 得脱色糖液；
(7) 离子交换处理待脱色糖液温度降到5(TC时，通过阳离子交换树脂柱，再通过阴离 子交换树脂柱，进行纯化，制得清澈透明无异味的糖液，透光度95%， pH值3. 5 ;
(8) 浓縮用降膜式蒸发器将经离子交换树脂处理后的糖液浓縮到固形物含量达72% ;
(9) 结晶干燥将浓縮糖液打入洁净的结晶槽，自然降温至4rc，再保温5小时，养晶，
晶种培养好后，继续降温结晶，使结晶晶体均匀，手捏颗粒感明显，至温度27t:时出料，离 心；采用热气流烘干系统烘干，控制水分含量7wt% ;再送入冷气流干燥系统干燥，以保证成 品葡萄糖晶体不破坏，不结块；
(10) 包装。 本实施例制备的葡萄糖，晶体颗粒规则，纯浄，无异味。按国家标准GB/ T20880-2007等规定方法检测，其干物质中葡萄糖含量达99. 6%。检测不到任何发热源物 质。
权利要求
一种医用超高纯度葡萄糖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤(1)原料预处理将干甘薯或者稻米在室温下用水浸泡3-5小时，磨浆，浆液过70目以上滤网；(2)调浆用盐酸或/和碳酸钠调整浆液pH值至5.9-6.1，加水调整到质量浓度为29-33%，加氯化钙助剂和耐高温淀粉酶，氯化钙的用量为干甘薯或稻米重的0.01-0.02%，耐高温淀粉酶的用量为干甘薯或稻米重的0.3-0.5%，搅拌混匀； (3)高温液化将调好的浆液在109-115℃喷射液化， 在5-20分钟内降温至90-95℃，液化30-40分钟，制得液化液；(4)过滤脱渣往液化液中添加硅藻土助滤剂，硅藻土的用量为干甘薯或稻米原料重的1-2wt%，经板框过滤设备过滤，脱掉液化液中的蛋白质及纤维成分，滤液用于下一步糖化；(5)糖化待过滤后的滤液降温到56-60℃，用盐酸调pH值至4.5- 5.0，同时加入糖化酶和脱支酶，糖化酶的用量为干甘薯或稻米重的0.2-0.3wt%，脱支酶的用量为干甘薯或稻米重的0.08-0.10%，糖化时间50-60小时，至糖化液葡萄糖值≥98%，再用喷射器升温至85℃-90℃灭酶出料，制得糖化液；(6)脱色过滤往糖化液中添加相当于干甘薯或稻米原料重1-5wt%的活性炭，搅匀，调pH值至4.5-5.5，在温度80-90℃下，通过压滤机过滤，重复脱色压滤2-3次，直到料液清澈透明，无炭粒、异物，制得脱色糖液；(7)离子交换处理待脱色糖液温度降到50-55℃时，通过阳离子交换树脂柱，再通过阴离子交换树脂柱，进行纯化，制得清澈透明无异味的糖液，透光度≥95%，pH值3.3-4.5；(8)浓缩用降膜式蒸发器将经离子交换树脂处理后的糖液浓缩到固形物含量达72%-75%；(9)结晶干燥将浓缩糖液打入洁净的结晶槽，自然降温至39-41℃，再保温3-8小时，养晶，晶种培养好后，继续降温结晶，使结晶晶体均匀，手捏颗粒感明显，至温度25-27℃时出料，离心；采用热气流烘干系统烘干，控制水分含量≤7wt%；再送入冷气流干燥系统干燥，以保证成品葡萄糖晶体不破坏，不结块；(10)包装。
全文摘要
医用超高纯度葡萄糖的制备方法，其包括以下步骤(1)将干甘薯或者稻米在室温下用水浸泡3-5小时，磨浆，浆液过70目以上滤网；(2)调整浆液pH值至5.9-6.1，加水调整到质量浓度为29-33%，加氯化钙助剂和耐高温淀粉酶，搅拌混匀；(3)将调好的浆液在109-115℃喷射液化，降温至90-95℃，液化30-40分钟；(4)往液化液中添加硅藻土助滤剂，经板框过滤设备过滤，脱掉蛋白质及纤维成分；(5)待滤液降温到56-60℃，调pH值至4.5-5.0，同时加入糖化酶和脱支酶，糖化50-60小时，再灭酶出料；(6)脱色过滤；(7)离子交换处理；(8)浓缩；(9)结晶干燥；(10)包装。采用本发明方法制备的医用葡萄糖，其干物质中葡萄糖含量达99.5-99.7%；不含发热源物质。
文档编号C13K1/06GK101787385SQ20101012060
公开日2010年7月28日 申请日期2010年3月10日 优先权日2010年3月10日
发明者刘星, 周丽君, 林亲录, 符琼 申请人:中南林业科技大学