[發明專利]一種制備海藻糖晶體的方法

有效

• 申請號: 201210431344.9
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102924539A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 黃和;江凌;張濤;田丹碧;李霜;林明;唐飛;李媛媛;李燕萍
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C07H3/04
• 分類號: C07H3/04;C07H1/06
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;傅婷婷

技術領域

本發明屬于功能糖生產技術領域，涉及一種制備海藻糖晶體的方法，具體來說是一種采用溶析-冷卻耦合生產海藻糖晶體的方法。

背景技術

海藻糖（Trehalose）是一種由兩葡萄糖分子以α,α-1,1-糖苷鍵相連而成的非還原性二糖，它廣泛地存在于微生物、蝦類、昆蟲以及植物等之中。海藻糖對于生物體及生物大分子、生物膜等都具有良好的非特異性保護作用，使得細胞免受脫水、高滲變化等環境改變造成的損害，因此被譽為“生命之糖”。此外，海藻糖還具有性質穩定、甜度低、人類吸收緩慢以及不形成齲齒的特點。因此，海藻糖被廣泛應用于食品、醫藥、精細化學品等領域之中。

海藻糖極易溶于水，不溶或難溶于乙醇、丙酮等有機溶劑。由于海藻糖在水中的溶解度隨溫度變化較大（10℃每克水溶解0.55g海藻糖/80℃每克水溶解3.65g海藻糖），所以工業上生產結晶海藻糖大多采用冷卻結晶。其主要步驟包括，將海藻糖濃縮后，形成過飽和溶液，加晶種誘導出晶后，緩慢冷卻至低溫，使晶體長大，后經離心、干燥后得到海藻糖晶體。

CN?1502702A公開了一種冷卻結晶生產海藻糖晶體的方法。具體為將約65~90%的海藻糖溶液放在一個結晶器中，以95℃或更低，優選10~90℃的范圍內，在存在0.1~20%晶種的情況下，攪拌并逐漸冷卻以得到含有水晶狀海藻糖的糖膏，離心并用少量冷水噴洗，噴霧干燥后得到海藻糖晶體。

美國專利6,723,170公開了一種冷卻結晶生產海藻糖的方法。該方法具體步驟與CN1502702A相似，不同之處是對海藻糖干物質含量要求更高，達到98%以上；降溫過程中控制過飽和度在1.15以內。該方法可制得特征為c軸長度比例小于b軸的2.0倍的海藻糖晶體。

冷卻結晶制備海藻糖晶體時，晶體會附著在結晶器表面形成很厚的晶體層，影響了傳熱與結晶效率。同時，隨著溫度的降低，糖液的粘度也越來越大，傳熱傳質效率進一步下降，結晶也就變得越來越困難。晶漿粘稠，不利于后續的離心分離。低溫下結晶效率很低，且隨著晶漿密度的增大，容易產生細晶，不利于控制晶體的粒度與形狀。冷卻結晶周期較長，常常需要24~70個小時以上，產量產率低，不利于工業化生產。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題主要是提高海藻糖的結晶收率；避免結晶過程中細晶的產生，得到粒度分布均勻、穩定的產品，提升產品純度；縮短結晶周期，提高結晶生產效率。

針對上述問題，本發明采用溶析-冷卻耦合結晶技術，其技術方案如下：

一種制備海藻糖晶體的方法，在海藻糖過飽和結晶液中，加入晶種，降溫結晶，之后離心干燥得海藻糖晶體，在降溫結晶的過程中，流加溶析劑。

所述的海藻糖過飽和結晶液將海藻糖水溶液通過以下方法得到：在溫度60~85℃，真空度為10-40Kpa下真空濃縮，得到質量百分比為66~82%的海藻糖過飽和結晶液。

所述的制備海藻糖晶體的方法，將得到的66~82%的海藻糖過飽和結晶液轉移到75~83℃的結晶器中，緩慢降溫至66~77℃，按海藻糖干物重的0.1~5%加入海藻糖晶種，待晶種均勻分散在溶液中后，以0.1~0.8mL/min的滴加速度向結晶液中滴加溶析劑，在68~77℃下恒溫攪拌15~55分鐘。

恒溫攪拌結束后，繼續以0.1~0.8mL/min的速度滴加溶析劑，同時以2~18K/h的降溫速度使結晶液溫度從66~77℃降至10~25℃，過濾洗滌，50~70℃真空干燥1小時，得到海藻糖晶體。

所述的溶析劑選自易溶于水的有機溶劑，優選甲醇、乙醇、丙醇、正丙醇、異丙醇或N，N二甲基甲酰胺。

加入溶析劑的總量是海藻糖過飽和結晶液所含純水質量的20~60%。

本發明所述的生產海藻糖的方法，優選結晶器上連接冷卻回流裝置，使揮發的溶劑冷凝回流，減小結晶器內蒸汽壓力。

本發明中所述的“K/h”是指每個小時消耗或是獲得的能量（1kj=1000焦耳）。

有益效果：

本發明所述的生產海藻糖的方法，加入溶析劑一方面減小了結晶母液的粘度，使溶質分子擴散速度增加，加快海藻糖晶體生長速率，有助于縮短結晶周期。另一方面，受海藻糖溶解度較大的影響，冷卻結晶過程中溶質的析出會導致溶液體積減小，增大后期晶漿密度，易產生細晶。溶析劑的加入則有效減小了結晶后期晶漿密度，避免細晶產生，從而得到粒度分布均勻的海藻糖晶體產品，大大降低了結晶過后的離心分離難度，制備的晶體表面不易附著含雜質的母液，提升產品純度。