一种以牛奶为原料生产半乳糖和葡萄糖的方法技术

本发明专利技术公开一种以牛奶为原料生产半乳糖和葡萄糖的方法，包括以下步骤：（1）使用蛋白酶，对牛奶进行脱脂和过滤，制备粗乳糖液；（2）在酸性和高温的条件下对粗乳糖液进行水解，升温和保温后，加碱进行中和，然后进行过滤；（3）对完成中和后的溶液进行脱色、过滤和除盐处理；（4）对除盐后的溶液进行浓缩和色谱分离，得到半乳糖富集液和葡萄糖富集液；（5）对半乳糖富集液和葡萄糖富集液分别进行浓缩和结晶处理；（6）对结晶后的半乳糖和葡萄糖粗品分别进行离心、干燥、粉碎和包装，最后得到纯度大于99%的高品质半乳糖和葡萄糖。本发明专利技术提供的方法，操作简单，没有使用有机溶剂，不存在有机溶剂残留的食品安全问题。剂残留的食品安全问题。剂残留的食品安全问题。

【技术实现步骤摘要】
一种以牛奶为原料生产半乳糖和葡萄糖的方法


[0001]本专利技术涉及半乳糖的生产
，尤其涉及以牛奶为原料生产半乳糖和葡萄糖的方法。

技术介绍

[0002]牛奶是最古老的天然饮料之一，被誉为“白色血液”，对人体的重要性可想而知。牛奶顾名思义是从雌性奶牛身上所挤出来的。在不同国家，牛奶也分有不同的等级。牛奶种类复杂，至少有100多种，主要成份有水、乳糖、脂肪、磷脂、蛋白质和无机盐等。乳糖甜度低,成人不易吸收利用,乳糖如果直接应用在液态乳制品,替代蔗糖或糖浆,容易结晶而且造成乳糖不耐,同时乳糖矿物盐特别是钠和钾对产品口感及添加量影响较大。乳糖液如果直接排放,由于生物需氧量高,使得乳糖排放处理耗资大,环境污染严重。
[0003]现在的技术还停留在以牛奶为原料生产半乳糖和葡萄糖的混合物，目前未发现采用以牛奶为原料生产单品半乳糖和葡萄糖的相关工艺。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术的目的在于提出一种以牛奶为原料生产半乳糖和葡萄糖的方法，该半乳糖的生产方法，产品纯化工艺涉及到色谱分离和结晶技术，方法较为先进，生产的单品半乳糖和葡萄糖纯度达到了99%以上，并且该生产方法使用的溶剂为纯化水，整个工艺过程没有添加其它有机溶剂，有效的避免了有机溶剂残留导致的食品安全风险问题。
[0005]为实现本专利技术的目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种以牛奶为原料生产半乳糖和葡萄糖的方法包括以下步骤：（1）使用蛋白酶，对牛奶进行脱脂和过滤，制备粗乳糖液；（2）在酸性和高温的条件下对粗乳糖液进行水解，升温和保温后，加碱进行中和，然后进行过滤；（3）对完成中和后的溶液进行脱色、过滤和除盐处理；（4）对除盐后的溶液进行浓缩和色谱分离，得到半乳糖富集液和葡萄糖富集液；（5）对半乳糖富集液和葡萄糖富集液分别进行浓缩和结晶处理；（6）对结晶后的半乳糖和葡萄糖粗品分别进行离心、干燥、粉碎和包装，最后得到纯度大于99%的高品质半乳糖和葡萄糖。
[0006]进一步改进在于：步骤（1）中包括以下步骤：a.升温：将牛奶加入到反应釜内，开启搅拌，对牛奶进行加热；b.加酶：牛奶温度升到60℃后，加入蛋白酶，蛋白酶的添加量为牛奶质量的1%
‑
5%；c.脱脂：持续搅拌，牛奶的温度保持在50
‑
70℃，脱脂1
‑
3小时；d.过滤：对脱脂完成后的牛奶进行压滤，压滤采用的设备是板框压滤机。
[0007]进一步改进在于：步骤（2）中的酸为稀磷酸，稀磷酸的浓度为5%
‑
40%，加酸后的溶液PH值为1
‑
4。
[0008]进一步改进在于：步骤（2）中高温温度为90
‑
130度，保温时间为2
‑
6小时。
[0009]进一步改进在于：步骤（2）中的碱为氢氧化钙混悬液，氢氧化钙混悬液质量分数为10%
‑
40%，加氢氧化钙混悬液中和后的溶液PH值为3
‑
6。
[0010]进一步改进在于：步骤（3）中的脱色采用的是木质活性炭，木质活性炭的添加量为反应液质量的0.5%，添加温度为50
‑
70℃，保温时间为0.5
‑
2小时。
[0011]进一步改进在于：步骤（4）中对溶液进行浓缩，浓缩后的溶液浓度控制在35%
‑
50%。
[0012]进一步改进在于：步骤（4）中的色谱分离采用的是六根串联的色谱分离柱，色谱分离柱内填充的吸附介质为钠型阳离子吸附树脂，所用的洗脱剂为纯化水。
[0013]进一步改进在于：步骤（5）中，对半乳糖富集液进行浓缩，浓缩后的半乳糖富集液浓度为60%
‑
75%，步骤（5）中，对葡萄糖富集液进行浓缩，浓缩后的葡萄糖富集液浓度为75%
‑
85%。
[0014]进一步改进在于：步骤（6）中的干燥温度为85℃
‑
95℃，干燥时间为2
‑
5小时，干燥后半乳糖和葡萄糖的水分控制在1.0%以下。
[0015]本专利技术的有益效果为：本专利技术采用蛋白酶对牛奶进行脱脂，所制得的乳糖纯度高且晶型稳定,有利于后续的水解；本专利技术没有使用有机溶剂，避免的有机溶剂对产品的污染；本专利技术采用色谱分离和结晶技术将乳糖水解产物半乳糖和葡萄糖进行有效分离和提纯，得到纯度高，品质好的半乳糖和葡萄糖产品。
附图说明
[0016]图1为本专利技术生产方法流程图。
[0017]图2为本专利技术的牛奶水解后的混合液HPLC图。
[0018]图3为本专利技术成品半乳糖的HPLC图。
[0019]图4为本专利技术成品葡萄糖的HPLC图。
具体实施方式
[0020]为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例对本专利技术做进一步详述，本实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。
[0021]根据图1、2、3所示，本实施例提供了一种以牛奶为原料生产半乳糖和葡萄糖的方法，包括以下步骤：（1）使用蛋白酶，对牛奶进行脱脂和过滤，制备粗乳糖液；（2）在酸性和高温的条件下对粗乳糖液进行水解，升温和保温后，加碱进行中和，然后进行过滤；（3）对完成中和后的溶液进行脱色、过滤和除盐处理；（4）对除盐后的溶液进行浓缩和色谱分离，得到半乳糖富集液和葡萄糖富集液；（5）对半乳糖富集液和葡萄糖富集液分别进行浓缩和结晶处理；（6）对结晶后的半乳糖和葡萄糖粗品分别进行离心、干燥、粉碎和包装，最后得到纯度大于99%的高品质半乳糖和葡萄糖。
实施例
[0022]将牛奶倒入到反应釜中，开启反应釜的搅拌，转速为30转/分钟，开启反应釜的加热装置，牛奶的温度升高到60℃后，往反应釜中缓慢加入蛋白酶，蛋白酶的添加量为牛奶质量的3%，蛋白酶加完后，开始计时，2小时后牛奶脱脂完成，将牛奶通入到板框压滤机内，收集滤液，进行下一步操作；将收集的滤液通入到水解釜中，加入质量分数30%的稀磷酸，调溶液PH值至2.1，在115℃的温度下水解4小时，降温到80℃加入质量分数20%的氢氧化钙混悬液，调节PH值到4.5，水解后的牛奶中半乳糖的含量为47.772%，葡萄糖的含量为51.971%，然后进行过滤，收集滤液，进行下一步操作；脱色采用的是木质活性炭，对上一步的滤液进行脱色，木质活性炭的添加量为反应液质量的0.5%，添加温度为62℃，保温时间为1.5小时，通过测试脱色后溶液的透光率，确定脱色效果，透光率要求大于92%；脱色后的溶液进入到离子交换柱进行除盐，离子交换柱共有两根，一根为阳柱，阳柱内填充的为阳离子交换树脂，一根为阴柱，阴柱内填充的为阴离子交换树脂，对除盐后的溶液测试电导率，电导率要求小30
µ
s/cm；对除盐后的溶液进行蒸发浓缩，浓缩后的溶液的浓度为40%，然后使用程序式模拟移动床色谱分离装置进行分离和除杂，分别得到半乳糖富集液和葡萄糖富集液，色谱分离采用的是六根串联的色谱分离柱和程序控制系统，色谱分离柱内填充的吸附介质为钠型阳离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以牛奶为原料生产半乳糖和葡萄糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）使用蛋白酶，对牛奶进行脱脂和过滤，制备粗乳糖液；（2）在酸性和高温的条件下对粗乳糖液进行水解，升温和保温后，加碱进行中和，然后进行过滤；（3）对完成中和后的溶液进行脱色、过滤和除盐处理；（4）对除盐后的溶液进行浓缩和色谱分离，得到半乳糖富集液和葡萄糖富集液；（5）对半乳糖富集液和葡萄糖富集液分别进行浓缩和结晶处理；（6）对结晶后的半乳糖和葡萄糖粗品分别进行离心、干燥、粉碎和包装，最后得到纯度大于99%的高品质半乳糖和葡萄糖。2.根据权利要求1所述的一种以牛奶为原料生产半乳糖和葡萄糖的方法，其特征在于，步骤（1）中包括以下步骤：a.升温：将牛奶加入到反应釜内，开启搅拌，对牛奶进行加热；b.加酶：牛奶温度升到60℃后，加入蛋白酶，蛋白酶的添加量为牛奶质量的1%
‑
5%；c.脱脂：持续搅拌，牛奶的温度保持在50
‑
70℃，脱脂1
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3小时；d.过滤：对脱脂完成后的牛奶进行压滤，压滤采用的设备是板框压滤机。3.根据权利要求1所述的一种以牛奶为原料生产半乳糖和葡萄糖的方法，其特征在于，步骤（2）中的酸为稀磷酸，稀磷酸的浓度为5%
‑
40%，加酸后的溶液PH值为1
‑
4。4.根据权利要求1所述的一种以牛奶为原料生产半乳糖和葡萄糖的方法，其特征在于，步骤（2）中高温温度为90
‑
130度，保温时间为2
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6小时。5.根据权利要求1所述的一种以牛...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐以泓，张宝园，董岩岩，卢丽丽，
申请(专利权)人：安徽禾庚生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：