[發(fā)明專利]從包含海藻糖和雜糖的混合物中純化海藻糖的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310412037.0
• 申請(qǐng)日: 2013-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN103483395A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃和;江凌;唐飛;李霜;徐嫻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C07H3/04
• 分類號(hào): C07H3/04;C07H1/06;C12P19/24;C12P19/12
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務(wù)所 32230
• 代理人: 徐蓓

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制糖工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及從包含海藻糖和雜糖的混合物中純化海藻糖的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

海藻糖（Trehalose）是由兩個(gè)葡萄糖分子以α,α-1,1-糖苷鍵構(gòu)成的一種非還原性二糖，無色無嗅，具有很強(qiáng)的熱穩(wěn)定性、酸穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，對(duì)蛋白質(zhì)、核酸、細(xì)胞膜等活體成分有很強(qiáng)的穩(wěn)定作用，素有“生命之糖”的美譽(yù)，在活體受到外界壓力（干燥、凍結(jié)、滲透壓等）時(shí)有保護(hù)作用，是唯一被美國(guó)FDA認(rèn)證為安全的功能性低聚糖。

國(guó)內(nèi)外對(duì)海藻糖生產(chǎn)的研究從微生物抽提法、發(fā)酵法到酶法合成，都在不斷的完善生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率。而酶法合成海藻糖逐漸成為海藻糖生產(chǎn)的主流方法，酶轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)海藻糖是以葡萄糖、麥芽糖或淀粉等為底物，通過與海藻糖合成有關(guān)的酶系作用轉(zhuǎn)化成海藻糖。根據(jù)酶系的不同，酶轉(zhuǎn)化法又分為磷酸化酶體系兩步催化途徑、非磷酸化酶體系兩步催化途徑、海藻糖合成酶一步催化途徑三種。其中，海藻糖合成酶一步催化途徑是由treS基因編碼的海藻糖合成酶通過分子內(nèi)轉(zhuǎn)糖基作用把α,α-1,4糖苷鍵連接的麥芽糖轉(zhuǎn)化為α,α-1,1糖苷鍵連接的海藻糖。一般海藻糖合成酶一步催化途徑還伴隨有副產(chǎn)物葡萄糖和未反應(yīng)完的麥芽糖存在，結(jié)合相應(yīng)的分離手段得到海藻糖產(chǎn)品。

目前工業(yè)生產(chǎn)中海藻糖的分離工藝大都采用的是色譜分離技術(shù)，其主要步驟包括：海藻糖混合液經(jīng)過活性炭連續(xù)脫色和用H-和OH+型離子交換樹脂脫鹽后，再通過結(jié)合利用兩種或多種色譜方法，如離子交換柱色譜和用活性炭或硅膠的柱色譜相結(jié)合的柱色譜分級(jí)分離，最后利用結(jié)晶或重結(jié)晶將海藻糖分離結(jié)晶出來。

然而，目前對(duì)海藻糖的分離純化仍有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種從包含海藻糖和雜糖的混合物中純化海藻糖的手段。

在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提出了一種從包含海藻糖和雜糖的混合物中純化海藻糖的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：在微反應(yīng)器中，使所述混合物與氫氣接觸，以便發(fā)生加氫反應(yīng)，使所述雜糖被還原為糖醇，從而獲得含有海藻糖和糖醇的加氫產(chǎn)物；以及從所述加氫產(chǎn)物中分離海藻糖。本發(fā)明是基于發(fā)明人首次將微流控加氫技術(shù)引入到糖類加氫中而完成的。發(fā)明人經(jīng)過大量的研究，意外地發(fā)現(xiàn)通過利用微反應(yīng)器，可以完成包含海藻糖和雜糖的混合物中的雜糖的加氫反應(yīng)，由此，可以將海藻糖與雜糖（例如麥芽糖、葡萄糖）的分離問題轉(zhuǎn)變?yōu)楹Ｔ逄桥c糖醇（例如麥芽糖醇、山梨醇）的分離，提高了物質(zhì)之間的極性差異，降低分離難度，同時(shí)將雜糖轉(zhuǎn)變?yōu)樘谴迹岣吡穗s糖的利用價(jià)值，解決了資源浪費(fèi)問題。另外，利用微反應(yīng)器完成加氫反應(yīng)，傳質(zhì)傳熱速率快、比表面積高、反應(yīng)條件更加溫和、容易控制等優(yōu)點(diǎn)，提高加氫反應(yīng)的效率，增強(qiáng)加氫反應(yīng)的安全性。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法還可以具有下列附加技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述雜糖包括選自葡萄糖和麥芽糖的至少一種。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述包含海藻糖和雜糖的混合物為通過將麥芽糖與海藻糖合成酶接觸而獲得的反應(yīng)產(chǎn)物。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述加氫反應(yīng)是在25~100攝氏度的溫度下進(jìn)行的。優(yōu)選，所述加氫反應(yīng)是在50~80攝氏度的溫度下進(jìn)行的。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述氫氣的壓力為1~4MPa。優(yōu)選，根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述氫氣的壓力為1~2MPa。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述包含海藻糖和雜糖的混合物的溶質(zhì)濃度為10~50(w/v)%，并且所述包含海藻糖和雜糖的混合物以0.2~1毫升/分鐘的流速通過所述微反應(yīng)器根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在所述微反應(yīng)器中設(shè)置有催化劑，所述催化劑包含選自鎳、銠、鈀、鉑、釕及其衍生物的至少一種，所述衍生物為選自金屬氧化物。