专利名称：模拟移动床色谱法生产高纯度聚葡萄糖的方法
技术领域：
本发明涉及一种生产聚葡萄糖的方法，特别涉及一种模拟移动床色谱法生产高纯度聚葡萄糖的方法。
背景技术：
20世纪80年代，美国Pfizer中心实验室的H. H. Rennhard博士研究开发了新型的膳食纤维一聚葡萄糖。聚葡萄糖的生产原理是以葡萄糖为主要聚合体，柠檬酸为催化剂， 山梨醇为增塑剂，经热聚合而形成一种水溶性高分子化合物。由于聚葡萄糖性能优良，包括溶解性好、热量低、稳定性强、口感相对清淡等，聚葡萄糖产品受到食品行业的青睐，广泛用作膳食纤维补充添加剂、增稠剂、膨胀剂、配方助剂、填充剂等，应用于低能量、高纤维等功能性食品中，应用的强烈需求推动了聚葡萄糖的工业化生产。90年代后期，聚葡萄糖在我国成功实现国产化。之后，国内生产厂家对工艺进行了不断改进，聚葡萄糖产品品质也得到一定提升。中国专利03126106. X公布了聚葡萄糖聚合的反应条件，聚合温度105°C、真空度 0. 03MP0L、反应11小时，或者聚合温度280°C、真空度0. 05MP0L、反应8小时，得到的聚葡萄糖聚合物含量在90%以上，酸度0. 02，pH值达到5。中国专利200610034019. 3采用活性碳和离子交换色谱处理聚合后的聚葡萄糖， 降低其中的柠檬酸含量，从而提高PH值，改善口感。处理后的聚葡萄糖含有0. 2-0. 002wt% 的柠檬酸，口感较好，颜色为白色。虽然通过改进，聚葡萄糖品质比我国起步时的产品品质提升了很多。但是目前聚葡萄糖还存在着行业性的问题。这些问题主要是1、吸潮性。由于聚葡萄糖中杂质的存在，使聚葡萄糖易吸潮，不利于储存，限制了应用。这些杂质包括已知的残留的葡萄糖、焦糖、柠檬酸和山梨醇等，还有极易被忽视的、吸潮性很强的低聚糖。2、口感。在聚葡萄糖日趋竞争激烈的市场现状下，使用聚葡萄糖的食品企业对聚葡萄糖口感的要求越来越严格，促使聚葡萄糖生产厂家改进工艺以提高口感。虽然有些专利通过一定方法改进了口感，但是还是存在轻微的苦涩、甜味等异味。这还需要采用更为高端的分离手段和处理方法，去除异味物质，以得到近于无味的高品质聚葡萄糖。3、颜色。由于聚葡萄糖高温下进行聚合反应得到的，所以产生了很多色素，虽然通过活性炭和离子交换色谱可以去除色素，但是额外增加工艺又增加生产成本。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种模拟移动床色谱法生产高纯度聚葡萄糖的方法，一次性去除杂质和色素，得到高品质的聚葡萄糖产品。本发明是通过以下的技术方案实现的一种模拟移动床色谱法生产高纯度聚葡萄糖的方法，是通过以下的步骤进行制备的(1)聚葡萄糖粗品的制备将重量份数为葡萄糖80-91份、山梨醇5-20份、一水柠檬酸0. 5-5份的原料充分混合，在温度为130°C-150°C的真空状态下反应2_8小时，得到聚葡萄糖粗品；(2)制备聚葡萄糖水溶液将上述聚葡萄糖粗品制成浓度为55% -80%的水溶液；(3)利用模拟移动床色谱分离系统进行精制将上述聚葡萄糖水溶液在 400C -90°C下通过模拟移动床色谱分离系统，控制进料流速在10-20ml/min，模拟移动床色谱系统压力在0. 9-1. IMpa，连续进行进料和出料操作，并用流速为60-100ml/min的洗脱剂进行洗脱。所述模拟移动床色谱分离系统内填充钙型和铅型的酸性大孔树脂，树脂交联剂含量的重量百分数为6-9%，磨后圆球率大于99%。所述步骤(3)中聚葡萄糖水溶液通过模拟移动床色谱分离系统的温度优选为 600C -80"C。所述洗脱剂为水溶液。本发明的有益效果为(1)本发明第一次提出通过模拟移动床色谱法分离提纯得到高品质聚葡萄糖；( 本发明提出了一种无污染生产高纯度聚葡萄糖的洁净生产模式； (3)本发明得到了一种高品质的聚葡萄糖，相比较其它聚葡萄糖产品，这种聚葡萄糖几乎不含杂质、纯度高、口感清淡、抗吸潮、颜色为白色，质量具有更大竞争力。
具体实施例方式以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。本发明是一种模拟移动床色谱法生产高纯度聚葡萄糖的方法，是通过以下的步骤进行制备的(1)聚葡萄糖粗品的制备将重量份数为葡萄糖80-91份、山梨醇5-20份、一水柠檬酸0. 5-5份的原料充分混合后，投入不锈钢反应釜中，通过热媒体控制温度，如通过导热油炉控制温度为130°C-15(TC，保持反应釜为真空状态，连续反应2-8小时，反应结束后进行放料，得到聚葡萄糖粗品；(2)制备聚葡萄糖水溶液将上述聚葡萄糖粗品溶解在水中，制成浓度为 55% -80%的水溶液；(3)利用模拟移动床色谱分离系统进行精制在模拟移动床色谱分离系统内填充树脂和树脂交联剂，本发明可以选用钙型和铅型的酸性大孔树脂，树脂交联剂含量的重量百分数为6-9 %，磨后圆球率大于99 %，在此状态下分离杂质效果最佳。将上述聚葡萄糖水溶液进行脱气处理，处理后的聚葡萄糖水溶液通入模拟移动床色谱分离系统，控制温度在 400C -900C，其最佳温度为60°C -80°C，控制进料流速在10-20ml/min，模拟移动床色谱系统压力在0. 9-1. IMpa，连续进行进料和出料操作，并用流速为60-100ml/min的洗脱剂进行洗脱，洗脱剂选用水溶液。在上述进料出料操作中，聚葡萄糖和其它杂质，包括山梨糖醇、柠檬酸、焦糖、5-羟甲基糠醛、低聚糖等，与模拟移动床色谱系统中的树脂亲和力不同，通过水的洗脱，最后实现了聚葡萄糖和其它杂质的分离，得到高纯度的聚葡萄糖。通过色谱柱各个阀门控制各进料口、出料口、出水口、循环进出口，从而把模拟移动床色谱系统分为提取区、富集区、解析区和循环区，达到分离的目的。聚葡萄糖溶液通过模拟移动床色谱法分离，收集得到两类组分，一类是聚葡萄糖组分，一类是其它杂质组分。聚葡萄糖组分经过干燥，得到高品质的聚葡萄糖成品。以下结合实施例，对本发明做进一步说明。实施例1葡萄糖、山梨醇和一水柠檬酸的重量份数投入量为80份、5份、0. 5份，进行充分混合，投入不锈钢反应釜中。通过导热油炉供热保持温度130°C。在真空状态下反应2小时， 结束反应，放料。得到聚葡萄糖粗品。聚葡萄糖粗品溶解在水中，制成水溶液。水溶液的浓度为55%。模拟移动床色谱分离系统填充钙型和铅型的酸性大孔树脂，树脂交联剂含量6% (重量百分数)，磨后圆球率>99%。聚葡萄糖水溶液经过脱气处理后，准备进料。聚葡萄糖水溶液在60°C下进入模拟移动床色谱系统。连续进行进料、出料操作。分离温度60°C。 模拟移动床色谱系统压力0. 9Mpa，进料流量控制在lOml/min。采用水作为洗脱剂，水的流量控制在60ml/min。聚葡萄糖溶液通过模拟移动床色谱法分离，收集得到两类组分，一类是聚葡萄糖组分A，一类是其它杂质组分。聚葡萄糖组分经过喷雾干燥，得到高品质的聚葡萄糖成品A。实施例2葡萄糖、山梨醇和一水柠檬酸按重量份数投入量为85份、12份、2. 5份，进行充分混合，投入不锈钢反应釜中。通过导热油炉供热保持温度140°C。在真空状态下反应5小时，结束反应，放料。得到聚葡萄糖粗品。聚葡萄糖粗品溶解在水中，制成水溶液。水溶液的浓度为68%。模拟移动床色谱分离系统填充钙型和铅型的酸性大孔树脂，树脂交联剂含量7% (重量百分数)，磨后圆球率>99%。聚葡萄糖水溶液经过脱气处理后，准备进料。聚葡萄糖水溶液在70°C下进入模拟移动床色谱系统。连续进行进料、出料操作。分离温度70°C。 模拟移动床色谱系统压力l.OMpa，进料流量控制在15ml/min。采用水作为洗脱剂，水的流量控制在80ml/min。聚葡萄糖溶液通过模拟移动床色谱法分离，收集得到两类组分，一类是聚葡萄糖组分B，一类是其它杂质组分。聚葡萄糖组分经过喷雾干燥，得到高品质的聚葡萄糖成品B。实施例3葡萄糖、山梨醇和一水柠檬酸按重量份数投入量为80份、5份、0. 5份，进行充分混合，投入不锈钢反应釜中。通过导热油炉供热保持温度150°C。在真空状态下反应8小时， 结束反应，放料。得到聚葡萄糖粗品。聚葡萄糖粗品溶解在水中，制成水溶液。水溶液的浓度为80%。模拟移动床色谱分离系统填充钙型和铅型的酸性大孔树脂，树脂交联剂含量9%(重量百分数)，磨后圆球率>99%。聚葡萄糖水溶液经过脱气处理后，准备进料。聚葡萄糖水溶液在80°C下进入模拟移动床色谱系统。连续进行进料、出料操作。分离温度80°C。 模拟移动床色谱系统压力1. IMpa，进料流量控制在20ml/min。采用水作为洗脱剂，水的流量控制在100ml/min。聚葡萄糖溶液通过模拟移动床色谱法分离，收集得到两类组分，一类是聚葡萄糖组分C，一类是其它杂质组分。聚葡萄糖组分经过喷雾干燥，得到高品质的聚葡萄糖成品C。表1是普通聚葡萄糖产品与本发明实施例得到的聚葡萄糖A、B、C质量指标的比较。表 1
质量指标普通聚葡萄糖聚葡萄糖A聚葡萄糖B聚葡萄糖C50%溶液颜色黄色微黄微黄微黄口感甜、微苦微甜、无苦味微甜、无苦味微甜、无苦味吸潮性 (室内开口放置4 小时)表面结块无结块无结块无结块聚葡萄糖聚合体含量90-93%99. 9%99. 8%99. 9%D-脱水葡萄糖4. 0%0. 2%0. 2%0. 2%葡萄糖与山梨醇5. 0%0. 2%0. 3%0. 3%5-羟甲基糠醛及相关化合物0. 1%OOO
权利要求
1.一种模拟移动床色谱法生产高纯度聚葡萄糖的方法，其特征在于是通过以下的步骤进行制备的(1)聚葡萄糖粗品的制备将重量份数为葡萄糖80-91份、山梨醇5-20份、一水柠檬酸 0. 5-5份的原料充分混合，在温度为130°C _150°C的真空状态下反应2_8小时，得到聚葡萄糖粗品；(2)制备聚葡萄糖水溶液将上述聚葡萄糖粗品制成浓度为55%-80%的水溶液；(3)利用模拟移动床色谱分离系统进行精制将上述聚葡萄糖水溶液在40°C-90°C下通过模拟移动床色谱分离系统，控制进料流速在10-20ml/min，模拟移动床色谱系统压力在 0. 9-1. IMpa，连续进行进料和出料操作，并用流速为60-100ml/min的洗脱剂进行洗脱。
2.如权利要求1所述的模拟移动床色谱法生产高纯度聚葡萄糖的方法，其特征在于所述模拟移动床色谱分离系统内填充钙型和铅型的酸性大孔树脂，树脂交联剂含量的重量百分数为6-9 %，磨后圆球率大于99 %。
3.如权利要求1所述的模拟移动床色谱法生产高纯度聚葡萄糖的方法，其特征在于所述步骤(3)中聚葡萄糖水溶液通过模拟移动床色谱分离系统的温度优选为60°C -80°C。
4.如权利要求1所述的模拟移动床色谱法生产高纯度聚葡萄糖的方法，其特征在于所述洗脱剂为水溶液。
全文摘要
本发明公开了一种模拟移动床色谱法生产高纯度聚葡萄糖的方法，其特征在于通过以下的步骤进行制备，(1)聚葡萄糖粗品的制备将葡萄糖、山梨醇和一水柠檬酸混合高温反应，得到聚葡萄糖粗品；(2)制备聚葡萄糖水溶液将上述聚葡萄糖粗品制成一定浓度的水溶液；(3)利用模拟移动床色谱分离系统进行精制将聚葡萄糖水溶液通过模拟移动床色谱分离系统，在控制流速和温度的情况下制备精聚葡萄糖并分离杂质。本发明通过切换原料进出口流向和产品进出口流向，形成色谱填料和物料流向相对逆流运动来模拟固定相的移动，生产的聚葡萄糖纯净，无杂质和色素。
文档编号C08B37/02GK102199227SQ20101012989
公开日2011年9月28日 申请日期2010年3月22日 优先权日2010年3月22日
发明者王延平, 董丹丹, 许萍 申请人:上海博程生物科技有限公司