[發明專利]一種木糖醇聯產L-阿拉伯糖的制備方法

有效

• 申請號: 200910074108.4
• 申請日: 2009-04-09
• 公開（公告）號: CN101857886A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 張紅;王慧霞;于建偉;趙青;王立巧;董進臣;王文義;程坤杰;高潔;李偉
• 申請（專利權）人: 華北制藥康欣有限公司
• 主分類號: C12P7/18
• 分類號: C12P7/18;C12P19/02;C12R1/74
• 代理公司: 石家莊國域專利商標事務所有限公司 13112
• 代理人: 白海靜

技術領域

本發明涉及木糖醇以及L-阿拉伯糖的制備工藝，具體地說是在制備木糖醇過程中連帶生產L-阿拉伯糖的生產方法。

背景技術

木糖醇是一種五碳多元醇，是木糖代謝的中間產物。木糖醇作為甜味劑，口感清涼，而且可以預防齲齒；作為食品添加劑，可延長食品的保鮮期；木糖醇還是糖尿病患者的理想輔助治療劑和營養甜昧劑。木糖醇也是制造表面活性劑、乳化劑、破乳劑、各種醇酸樹脂涂料、清漆、增塑劑等化工產品的重要原材料。目前，木糖醇的工業生產主要是化學加氫法，即首先水解半纖維素，純化制得木糖，再經過催化加氫，重結晶等步驟制得木糖醇。整個工藝過程包含了一系列的純化步驟。木糖醇的收率約為50～60％。該方法存在生產工藝復雜、收率低、成本高、污染嚴重等問題。因此許多研究人員都將研究重點投向生物轉化法，即利用富含木糖的半纖維素水解液通過生物法將木糖轉化成木糖醇。生物法轉化木糖醇，通常是將木糖母液或生物質酸水解液用氫氧化鈣調節pH值到5.5～7.0，過濾；加入酵母菌發酵48～96小時，從而將木糖轉化為木糖醇。該方法雖然工藝相對簡單，收率高，易分離純化，但生產過程中的廢液里含有許多糖類物質，直接排放不僅造成了嚴重的浪費，同時還造成了嚴重的環境污染。

L-阿拉伯糖屬于五碳醛糖，它是一種沒有熱量的甜料，能抑制水解雙糖的酶，抑制因攝入蔗糖而導致的血糖升高。因此，它可以抑制肥胖、預防并治療與高血糖相關的疾病。L-阿拉伯糖還可以用作醫藥中間體、生化領域中的細菌培養基以及合成香料等。一般來講，不同植物組織中的L-阿拉伯糖含量不同。其含量較高的植物組織有玉米皮、麥糠、壓榨過的甜菜和蘋果漿等。L-阿拉伯糖的提取一般是采用堿提取植物中的半纖維素，然后再用酸水解。如TschierschB等早期發明的提取方法為：對甜菜提取蔗糖后的濾渣，先在95℃溫度下，經堿提取30分鐘，過濾得到阿拉伯聚糖，后加酸同溫度下水解1小時，中和到中性，過濾得L-阿拉伯糖溶液，然后經色譜分離，加醇濃縮得晶體(詳見TschierschB.Schwabe?K.Stokovl，etal.Preparation?of?L-(+)-Hrabinose?fronl?sugarbeet[J].Pharmazie，1981，36(2)：159160)。Juhani?Antila等對提取蔗糖后的甜菜漿先經強堿溶解其中的阿拉伯聚糖，調至中性，過濾后用強酸水解，中和至中性，得阿拉伯糖溶液，過濾后用色譜分離出阿拉伯糖，再用陰陽離子交換樹脂和吸附樹脂純化L-阿拉伯糖溶液，濃縮，結晶得純凈的L-阿拉伯糖晶體(詳見Juhani?Antila，Viii?Ravanko，Pertti?Walliander.Method?of?prepar-ing?Iarabinose?from?sugar?beet?pulp【P】.USP?6506987.2003-0-14.)。上述方法在制備過程中，可能會形成某些致癌物質，因而其一般不適合作為食品和藥物原料使用；再則，工藝要求其在高溫進行酸處理，故還需要有特殊的反應設備；再其次，大量的鹽可在酸堿中和時生成，增加了后序工作，成本較大；最后，提取過L-阿拉伯糖的廢液對環境也造成了負面影響。

除上述問題之外，現有技術還存在工藝不科學、安全性差、不易于實現工業化批量生產的的問題。例如，CN?101323870公開的專利申請對木糖醇和阿拉伯糖的結晶方式采用加入無水乙醇，結晶時，加入溶媒，只起到固化晶體的作用，起不到任何提純作用。該方法還增加了工藝的危險性，提高了工藝對設備、廠房的防爆等級的要求；增加了溶媒回收的步驟；不利于實現工業化生產。

本發明方法就是要提供一種木糖醇聯產L-阿拉伯糖的制備方法，該方法既可有效提高木糖醇的收率及純度，又可聯產出高品質的L-阿拉伯糖，且成本低、生產安全性高、有利于環境保護。

本發明所提供的方法它包括以下步驟：

a、種子制備：采用CGMCC?2.0567熱帶假絲酵母菌，種子由斜面種子、母瓶種子擴大培養后備用；

b、木糖水解液中加入以其質量比計為1％的活性炭，保溫50～60℃、20～30分鐘，經離子交換樹脂進行脫毒處理；洗脫液進入含有氮源的發酵罐，保溫滅菌、冷卻后，接入a工序中所培養的種子；

c、發酵培養：

接種后，控制溫度25～35℃，罐壓0.01MPa，通氣量10～50Nm³/h，攪拌培養，待發酵周期到45～55h，殘糖低于2.5～3.5g/L；

d、發酵液通過酵母細胞膜過濾，菌體循環套用，濾液經脫色、離子交換柱處理后，真空蒸發、濃縮；