本发明专利技术涉及一种利用玉米淀粉制备赤藓糖醇和聚葡萄糖的系统及方法，所述系统包括调浆罐、液化罐、糖化罐、过滤器、第一离子交换系统、纳滤单元、高温缩聚单元以及发酵结晶单元。本发明专利技术以玉米淀粉为原料，经过液化和糖化处理后得到葡萄糖液，再经过纳滤单元处理后分别得到含高浓度葡萄糖的透过液和含低浓度葡萄糖的截留液，将高纯度葡萄糖液用于发酵制备赤藓糖醇，低纯度葡萄糖液用于制备聚葡萄糖。本发明专利技术能够同时制备赤藓糖醇和聚葡萄糖两种具有高价值的产品，同时不存在母液排放问题，降低了母液处理成本，最大程度的实现了低纯度葡萄糖液的高值化利用。液的高值化利用。液的高值化利用。
【技术实现步骤摘要】
一种利用玉米淀粉制备赤藓糖醇和聚葡萄糖的系统及方法
[0001]本专利技术属于糖醇制备
，特别涉及一种利用玉米淀粉制备赤藓糖醇和聚葡萄糖的系统及方法。
技术介绍
[0002]赤藓糖醇，分子式为C4H
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O4，作为近些年兴起的较为理想的低热值甜味剂，具有热值低、口感好、无龋齿性、对糖尿病患者安全等特点，广泛应用于食品、饮料等行业。赤藓糖醇可通过化学法合成，但工业上主要是以葡萄糖为原料、经菌株发酵制得。而葡萄糖的工业化生产则主要是以玉米淀粉为原料，采用酶法进行液化、糖化得到葡萄糖粗液，葡萄糖粗液经脱色、离子交换等工序得到精制葡萄糖液。以葡萄糖液为原料制备赤藓糖醇时，由于糖液中二糖、三糖等低聚糖含量较高，导致后续分离纯化工序负荷增加、收率下降，因此往往先将葡萄糖液提纯至99％以上后再作为赤藓糖醇发酵原料。
[0003]目前葡萄糖液的提纯方法主要有纳滤或者模拟移动床技术，不论是哪种方法，经过处理后的糖液会分为高纯度的葡萄糖提取液和低纯度的葡萄糖提余液两部分，提取液可以作为赤藓糖醇发酵原料，但提余液中存在10～20％的二糖、三糖等低聚糖类，通常只能作为糖浆进行售卖，导致低纯度葡萄糖液的高值化利用率较低、不能最大程度的提高提余液的附加值，如公开号为CN102977156A的专利采用模拟移动床技术处理葡萄糖母液后，低纯度的葡萄糖提余液则用来制作麦芽糖浆。
[0004]聚葡萄糖作为一种新型的水溶性膳食纤维，主要是以葡萄糖、山梨醇、柠檬酸为原料，在高温下脱水缩聚得到聚葡萄糖粗品，经脱色、离子交换、干燥后即可得到聚葡萄糖产品，其反应路线简单、工艺步骤少；若以低纯度的葡萄糖提余液为原料制备聚葡萄糖，不仅能够显著提升低纯度葡萄糖液的价值，同时还减少了葡萄糖母液的处理成本。
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种利用玉米淀粉制备赤藓糖醇和聚葡萄糖的系统及方法，将纳滤后的葡萄糖液用于制备赤藓糖醇和聚葡萄糖，将高纯度葡萄糖液用于发酵制备赤藓糖醇，低纯度葡萄糖液用于制备聚葡萄糖，最大程度的利用低纯度葡萄糖液，进一步提高低纯度葡萄糖液的价值。
[0006]本专利技术是这样实现的，提供一种利用玉米淀粉制备赤藓糖醇和聚葡萄糖的系统，包括依次通过管路连通的调浆罐、液化罐、糖化罐、过滤器、第一离子交换系统、纳滤单元、高温缩聚单元以及发酵结晶单元，调浆罐用于接收玉米淀粉并加水混合配制成玉米淀粉乳，液化罐用于加入α
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淀粉酶将玉米淀粉乳水解为淀粉液化液，糖化罐用于将淀粉液化液连续糖化为葡萄糖粗液，过滤器和第一离子交换系统分别用于去除葡萄糖粗液内的杂质以得到纯度较高的葡萄糖液，纳滤单元用于对葡萄糖液进一步提纯分别得到含高浓度葡萄糖的透过液和含低浓度葡萄糖的截留液，发酵结晶单元用于对透过液进行处理以制备晶体赤藓糖醇，高温缩聚单元用于对截留液进行处理以制备聚葡萄糖。
[0007]进一步地，所述纳滤单元包括进料罐、进料泵、粗滤装置、高压泵以及纳滤装置，进料罐接收葡萄糖液，进料泵从进料罐抽取葡萄糖液然后输送到粗滤装置，经粗滤装置过滤后的葡萄糖液经过纳滤装置纳滤处理后被分为透过液和截留液。
[0008]所述纳滤单元还可以采用模拟移动床技术对葡萄糖液进行提纯，同样能够得到高纯度的提取液和低纯度的提余液。
[0009]进一步地，所述纳滤装置包括纳滤组件、冲洗罐和冲洗泵，纳滤组件包括纳滤膜和循环泵，葡萄糖液在循环泵的作用下被循环地通过纳滤膜进行过滤，冲洗罐中的清洗水在冲洗泵的作用下定期对纳滤膜进行冲洗。
[0010]进一步地，所述发酵结晶单元包括发酵罐、过滤装置、第二离子交换系统和结晶装置，发酵罐采用菌株将透过液中的葡萄糖发酵转化为赤藓糖醇以得到发酵液，过滤装置和第二离子交换系统分别用于除去发酵液中的杂质，结晶装置用于将除杂后的发酵液进行浓缩、结晶、干燥处理后得到晶体赤藓糖醇产品。
[0011]进一步地，所述高温缩聚单元包括真空高温反应器、脱色罐、第三离子交换系统以及干燥装置，真空高温反应器用于将截留液中的葡萄糖、二糖、三糖组分缩聚为聚葡萄糖粗品，脱色罐和第三离子交换系统分别用于对聚葡萄糖粗品进行脱色和除杂以得到精制后的聚葡萄糖液，最后经喷雾干燥装置干燥处理后得到聚葡萄糖产品。
[0012]本专利技术是这样实现的，提供一种利用玉米淀粉制备赤藓糖醇和聚葡萄糖的方法，其使用了如前所述的利用玉米淀粉制备赤藓糖醇和聚葡萄糖的系统，所述方法包括如下步骤：
[0013]步骤一、采用α
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淀粉酶、葡萄糖淀粉酶依次对玉米淀粉原料进行液化、糖化处理，以得到葡萄糖粗液，葡萄糖粗液经过滤、离子交换除杂后得到精制后的葡萄糖液，葡萄糖液的折光为30％～35％、纯度为95％～96％。
[0014]步骤二，采用纳滤单元将葡萄糖液进一步提纯分别得到含高浓度葡萄糖的透过液和含低浓度葡萄糖的截留液，透过液中葡萄糖纯度为99％～99.5％，截留液中包含80％～86％的葡萄糖以及14％～20％的二糖、三糖低聚糖组分。
[0015]步骤三，将得到的截留液输送至真空高温反应器，以山梨醇为增塑剂、柠檬酸为催化剂，经高温缩聚为聚葡萄糖粗品，聚葡萄糖粗品再依次经过脱色、离交、喷雾干燥处理后得到聚葡萄糖产品，聚葡萄糖纯度>90％。
[0016]步骤四，将得到的透过液输送至发酵罐，采用菌株将透过液中的葡萄糖发酵转化为赤藓糖醇以得到发酵液，发酵液再经过过滤、离子交换、结晶处理后得到晶体赤藓糖醇产品，赤藓糖醇纯度>99％。
[0017]进一步地，在步骤一中，所述精制后的葡萄糖液温度为50℃～60℃，pH值为4.0～5.0。
[0018]进一步地，在步骤二中，所述将葡萄糖液进一步提纯的过程是将葡萄糖液先输送至进料罐中，然后再通过进料泵依次经过粗滤装置、高压泵和纳滤装置处理，葡萄糖液经纳滤处理后分别得到透过液和截留液，纳滤处理过程运行温度为40℃～60℃，压力为15bar～35bar。
[0019]进一步地，在步骤三中，截留液在真空高温反应器进行高温反应，反应温度为140℃～160℃，真空度为
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0.09MPa～
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0.1MPa，反应时间为1.0h～2.5h，山梨醇添加量为10％～
15％，柠檬酸添加量为0.5％～2.0％。
[0020]进一步地，在步骤四中，透过液先蒸发至35％干基含量后才进行发酵处理。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的利用玉米淀粉制备赤藓糖醇和聚葡萄糖的系统及方法，以玉米淀粉为原料，经过液化和糖化处理后得到葡萄糖液，再经过纳滤单元处理后分别得到含高浓度葡萄糖的透过液和含低浓度葡萄糖的截留液，将高纯度葡萄糖液用于发酵制备赤藓糖醇，低纯度葡萄糖液用于制备聚葡萄糖。本专利技术能够同时制备赤藓糖醇和聚葡萄糖两种具有高价值的产品，同时不存在母液排放问题，降低了母液处理成本，最大程度的实现了低纯度葡萄糖液的高值化利用。
附图说明
[0022]图1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用玉米淀粉制备赤藓糖醇和聚葡萄糖的系统，其特征在于，包括依次通过管路连通的调浆罐、液化罐、糖化罐、过滤器、第一离子交换系统、纳滤单元、高温缩聚单元以及发酵结晶单元，调浆罐用于接收玉米淀粉并加水混合配制成玉米淀粉乳，液化罐用于加入α
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淀粉酶将玉米淀粉乳水解为淀粉液化液，糖化罐用于将淀粉液化液连续糖化为葡萄糖粗液，过滤器和第一离子交换系统分别用于去除葡萄糖粗液内的杂质以得到纯度较高的葡萄糖液，纳滤单元用于对葡萄糖液进一步提纯分别得到含高浓度葡萄糖的透过液和含低浓度葡萄糖的截留液，发酵结晶单元用于对透过液进行处理以制备晶体赤藓糖醇，高温缩聚单元用于对截留液进行处理以制备聚葡萄糖。2.如权利要求1所述的利用玉米淀粉制备赤藓糖醇和聚葡萄糖的系统，其特征在于，所述纳滤单元包括进料罐、进料泵、粗滤装置、高压泵以及纳滤装置，进料罐接收葡萄糖液，进料泵从进料罐抽取葡萄糖液然后输送到粗滤装置，经粗滤装置过滤后的葡萄糖液经过纳滤装置纳滤处理后被分为透过液和截留液。3.如权利要求2所述的利用玉米淀粉制备赤藓糖醇和聚葡萄糖的系统，其特征在于，所述纳滤装置包括纳滤组件、冲洗罐和冲洗泵，纳滤组件包括纳滤膜和循环泵，葡萄糖液在循环泵的作用下被循环地通过纳滤膜进行过滤，冲洗罐中的清洗水在冲洗泵的作用下定期对纳滤膜进行冲洗。4.如权利要求2所述的利用玉米淀粉制备赤藓糖醇和聚葡萄糖的系统，其特征在于，所述发酵结晶单元包括发酵罐、过滤装置、第二离子交换系统和结晶装置，发酵罐采用菌株将透过液中的葡萄糖发酵转化为赤藓糖醇以得到发酵液，过滤装置和第二离子交换系统分别用于除去发酵液中的杂质，结晶装置用于将除杂后的发酵液进行浓缩、结晶、干燥处理后得到晶体赤藓糖醇产品。5.如权利要求4所述的利用玉米淀粉制备赤藓糖醇和聚葡萄糖的系统，其特征在于，所述高温缩聚单元包括真空高温反应器、脱色罐、第三离子交换系统以及干燥装置，真空高温反应器用于将截留液中的葡萄糖、二糖、三糖组分缩聚为聚葡萄糖粗品，脱色罐和第三离子交换系统分别用于对聚葡萄糖粗品进行脱色和除杂以得到精制后的聚葡萄糖液，最后经喷雾干燥装置干燥处理后得到聚葡萄糖产品。6.一种利用玉米淀粉制备赤藓糖醇和聚葡萄糖的方法，其特征在于，其使...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴强，杨武龙，徐伟冬，李勉，陈德水，程新平，廖承军，
申请(专利权)人：浙江华康药业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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