用于制备高纯度的富含山梨糖醇的糖浆的方法技术

本申请涉及制备富含山梨糖醇的糖浆的方法，该糖浆基于干物质具有低于0.2％的总还原糖，其中所述方法包括以下步骤：(i)氢化葡萄糖浆，该葡萄糖浆基于干物质(d.s.)具有94％至97％的葡萄糖含量，(ii)通过至少一个膜纳米过滤阶段对经氢化的葡萄糖浆进行分离的步骤，以获得渗出物和保留物，其中所述渗出物为富含山梨糖醇的糖浆，其基于干物质具有至少99.2重量％的己糖醇、基于干物质低于0.2重量％的总还原糖和基于干物质低于0.3重量％的分子量高于己糖醇的糖醇。本发明专利技术还涉及富含山梨糖醇的糖浆，其基于干物质具有至少99.2重量％的己糖醇、基于干物质低于0.1重量％的总还原糖和基于干物质低于0.2重量％的分子量高于己糖醇的糖醇。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制备高纯度的富含山梨糖醇的糖浆的方法，其中总还原糖的含量基于干物质低于0.2％，并因此获得山梨糖醇糖浆。
技术介绍
在现有技术中，描述了几种制备富含山梨糖醇的糖浆的方法，其中例如在国际专利申请WO 2012/045985(实施例2)中阐述了对结晶右旋糖一水合物的溶液的氢化。所获得的糖浆含有98.6％的山梨糖醇、有限数量的副产物以及70％干物质中的0.18％的总还原糖(因此基于干物质为0.26％)，其通过Bertrand法确定。所使用的右旋糖糖浆为通过使用结晶右旋糖而获得的高纯度糖浆，即在经由高右旋糖(D-葡萄糖)糖浆的结晶纯化步骤之后。制备富含山梨糖醇的糖浆的另一种方法涉及通过对高右旋糖的淀粉水解产物进行纳米过滤处理而进行纯化步骤，从而以此获得所谓的D99糖浆(含有超过99％葡萄糖的糖浆)。然后将D99糖浆进行氢化以获得富含山梨糖醇的糖浆。该方法描述于美国专利申请U.S.5,869,297中。中国专利申请CN 1928121公开了一种方法，其中通过使用”模拟移动床色谱”技术纯化具有高右旋糖的葡萄糖浆，由此获得含有超过99.0％葡萄糖的级分。然后对葡萄糖浆进行氢化以获得高山梨糖醇的糖浆。上述用于制备高浓度山梨糖醇的糖浆的方法具有一系列关于底物的缺陷或关于为了获得该高纯度底物而进行的操作的缺陷。首先，现有技术的方法使用了昂贵的底物。事实上，右旋糖一水合物是较为昂贵的底物，其在其它申请中可以得到更好的利用。专利技术人设想使用不那么昂贵的产品，如具有降低纯度的富含葡萄糖的产品。例如，在右旋糖结晶期间获得的母液，或当使用单一糖醇生产线制造不同产品时的转换损失物(changeover losses)。使用具有降低纯度的富含葡萄糖的产品增加了该设备的生产力。关于在氢化前对底物的纯化，如果使用纳米过滤来将高右旋糖糖浆纯化为高纯度的葡萄糖级分(即葡萄糖浓度>99％)，则获得相对较低的通量(flux)。可通过增加纳米过滤期间的pH来获得较高通量，但这会损失纯度。当使用结晶右旋糖时，在”转换损失物”和”母液”(下文称保留物)的纳米过滤过程中也获得相对较低的通量。现有技术并没有提供该问题的解决方案。此外，使用另一种纯化方法(如色谱分离)并不提供相关的解决方案。事实上，与使用纳米过滤相比，色谱分离在技术上更复杂，并要求更高的投资和更高的操作成本。此外，也观察到了关于形成”母液”和”转换损失物”的类似的缺点。德国专利申请DE19612826公开了用于制备高纯度山梨糖醇的方法。从而对含有超过98％的山梨糖醇的中间体山梨糖醇糖浆进行进一步色谱处理，由此获得含有超过99％的山梨糖醇和0.15％的总还原糖的高纯度山梨糖醇糖浆。由此获得的山梨糖醇糖浆在酸性热处理和/或碱性热处理期间保持颜色稳定。然而，该方法相当复杂。事实上，被氢化的葡萄糖底物含有超过99％的葡萄糖，并通过第一纯化步骤(如结晶、纳米过滤或色谱法)而获得。根据对本领域状态的以上描述，很明显需要一种更简单并因此成本更低的方法，其具有良好的产率并使用低价格的底物作为具有降低纯度的富含葡萄糖的产品(如母液或转换损失)以用于制备含有低于0.2％的总还原糖的高纯度的山梨糖醇糖浆。此外，现有技术没有提供高度热稳定的山梨糖醇糖浆，即在200℃一个小时的期间内保持稳定的糖浆。该稳定性尤其与一系列化学应用相关，如聚氨酯泡沫、基于失水己糖醇的表面活性剂(TWEEN、SPAN表面活性剂…)。
技术实现思路
在大量研究后，专利技术人开发一种用于通过使用低商业价值的底物以高产率生产高纯度的富含山梨糖醇的糖浆的方法，该方法成本低、独一无二、稳定且具有可重复性。本专利技术通过提供一种用于制备具有低于0.2％总还原糖的富含山梨糖醇的糖浆的方法而实现，其中所述方法包括以下步骤：-对基于干物质(d.s.)具有94％至97％的葡萄糖含量的葡萄糖浆进行氢化，-通过至少一个膜纳米过滤阶段对该经氢化的葡萄糖浆进行的分离步骤，以获得渗出物和保留物，其中渗出物为富含山梨糖醇的糖浆，其具有至少99.2重量％的己糖醇、低于0.2重量％的总还原糖和低于0.3重量％的分子量高于己糖醇的糖醇。事实上，专利技术人证明，通过采用：i)对中等葡萄糖含量的糖浆的氢化步骤和ii)在该氢化步骤后通过膜纳米过滤进行的分离步骤，意想不到地改善了用于获得高浓度山梨糖醇的糖浆的方法的产率。通过提出用氢化中等葡萄糖含量的糖浆代替氢化高葡萄糖浓度的糖浆，本专利技术的方法避免了除去在氢化过程中形成的副产物(如DP2)所需的两步纯化。此外，氢化是应用在低成本底物上的，这对该步骤的产率无影响，并且还降低了与从高纯度的右旋糖转换到在同一条生产线中氢化的更低纯度的原料时的损失相关的成本。此外，相比于山梨糖醇糖浆的纳米过滤，右旋糖糖浆的纳米过滤产生具有降低纯度的更高体积的保留物，并因而产生更高体积的低价值糖浆。典型地，本专利技术的”葡萄糖浆”为现有技术中众所周知的高浓度右旋糖葡萄糖浆。现在，可通过对淀粉的酶液化和糖化来制备葡萄糖浆。在本专利技术中，期望尽可能高的葡萄糖水平，因为该糖浆也可被用作生产结晶右旋糖、山梨糖醇或异葡萄糖(isoglucose)的底物。在一个实施方案中，基于干物质(d.s.)的葡萄糖浓度可在92％和98％之间变化，优选在94％和97％之间变化。获得该右旋糖糖浆的方法在专利和技术文献中已被大量描述过(如W.Schenk和RE Hebeda的”Starch Hydrolysis Products”，-1992,p.110)。根据本专利技术，可如现有技术中所述，尤其是在Roland Albert等,Chem Ing Tech 52(1980)Nr 7S.582–587中所述的那样进行氢化。在一个实施方案中，可通过已知催化剂，如雷尼镍或Ru/C来进行氢化。因而获得的山梨糖醇糖浆通常基于干物质具有约92-96％、优选94-95％的山梨糖醇，通常具有少量的其它己糖醇，如甘露醇和艾杜糖醇、麦芽糖醇(2.5-3.5％d.s.)；少量的氢化低聚糖；以及一些低分子量降解产物。由于还原糖的释放以及它们的热分解，糖浆中存在的麦芽糖醇和氢化低聚糖级分在酸性条件下的热处理过程中导致颜色的形成。之后除去这些成分将显著降低形成颜色的化合物的水平。专利技术人出人意料地发现，通过膜纳米过滤对具有降低纯度的氢化葡萄糖浆进行分离还使产率有意想不到的改善以及所述纳米过滤相比于现有技术的方法具有选择性，从而使用对具有降低纯度的葡萄糖浆进行纳米过滤来获得富含山梨糖醇的糖浆。事实上，在所述具有降低纯度的氢化高葡萄糖浆的纳米过滤期间，可观察到增加的流速，而随后也不会降低所获得的渗出物的纯度。因此，专利技术人意想不到地证明，通过在本专利技术的条件下应用纳米过滤，与未氢化的等同物相比，尤其是与相应的葡萄糖浆相比，当在相同的压力和温度条件下进料到纳米过滤系统进行处理时，山梨糖醇糖浆在渗出物一侧呈现出增加的通量，这比用相应的葡萄糖浆所获得的通量高50％至100％。此外，专利技术人还证明了，尽管分子量和特性均相似，但与在相同条件下对具有降低纯度的高葡萄糖浆的膜纳米过滤分离步骤相比，对所述具有降低纯度的氢化的高葡萄糖浆进行的的膜纳米过滤分离步骤在选择性方面显示出意想不到的增加。这表明，如果使用相同的条件，则与同等的富本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备具有低于0.2％的总还原糖的富含山梨糖醇的糖浆的方法，其中所述方法包括以下步骤：‑氢化葡萄糖浆，所述葡萄糖浆基于干物质(d.s.)具有94％至97％的葡萄糖含量，‑通过至少一个膜纳米过滤阶段对经氢化的葡萄糖浆进行分离的步骤，以获得渗出物和保留物，其中所述渗出物为基于干物质具有至少99.2重量％的己糖醇、基于干物质具有低于0.2重量％的总还原糖和基于干物质具有低于0.3重量％的分子量高于己糖醇的糖醇的富含山梨糖醇的糖浆。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.17 BE BE-2014/00271.制备具有低于0.2％的总还原糖的富含山梨糖醇的糖浆的方法，其中所述方法包括以下步骤：-氢化葡萄糖浆，所述葡萄糖浆基于干物质(d.s.)具有94％至97％的葡萄糖含量，-通过至少一个膜纳米过滤阶段对经氢化的葡萄糖浆进行分离的步骤，以获得渗出物和保留物，其中所述渗出物为基于干物质具有至少99.2重量％的己糖醇、基于干物质具有低于0.2重量％的总还原糖和基于干物质具有低于0.3重量％的分子量高于己糖醇的糖醇的富含山梨糖醇的糖浆。2.权利要求1的方法，其中所述方法包括通过两个膜纳米过滤阶段进行分离的步骤，其中第一膜纳米过滤阶段的渗出物之后被用在第二膜纳米过滤阶段上，并且其中第二膜纳米过滤阶段的渗出物为富含山梨糖醇的糖浆，优选将第二膜纳米过滤阶段的保留物再循环到第一膜纳米过滤阶段中。3.权利要求1或2的方法，其中所述渗出物为富含山梨糖醇的糖浆，其基于干物质具有至少99.3重量％的己糖醇、基于干物质低于0.1wt％的总还原糖和基于干物质低于0.15重量％的分子量高于己糖醇的糖醇。4.权利要求1至3中任一项的方法，其中所述经氢化的葡萄糖浆具有30％至60％的干物质(d.s.)，和/或其中在约25℃至75℃的温度和25巴至75巴的压力进行纳米过滤分离。5.前述任一项权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：F范兰克尔，L勒霍克，
申请(专利权)人：赛罗尔比利时公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE