[发明专利]一种从含阿拉伯糖的混合糖中提取阿拉伯糖的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，具体地，涉及一种从含阿拉伯糖的混合糖中提取阿拉伯糖的方法，其中，混合糖中还含有木糖或鼠李糖。

背景技术

L-阿拉伯糖是用途广泛的五碳糖，主要以聚合物的形式存在于植物的半纤维素中。高等植物的干物质中一般含有约20～35％的半纤维素，而半纤维素主要由木糖和阿拉伯糖组成。另外，L-阿拉伯糖也大量地存在于阿拉伯胶等植物胶质中。由于半纤维素的产量巨大，故通过水解高等植物中的半纤维素可以大量制备木糖和阿拉伯糖。

半纤维素水解液中含有多种单糖，以木糖为主，以及葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖等。由于半纤维素水解液中的单糖绝大部分为木糖，所以可以通过结晶的方法首先把木糖结晶分离出来，直到木糖无法再结晶，余下无法结晶的母液称为木糖母液。根据液相色谱分析(安徽农业科学，2009，37(5)：1881-1882，“PHLC法测定木糖母液的组成”)，木糖母液中含有38.10％木糖，23.70％阿拉伯糖，13.80％葡萄糖，9.89％半乳糖。目前从木糖母液中分离提取阿拉伯糖，一般是采用模拟移动床色谱分离技术，由于该技术设备投资大，但产能却非常小，使阿拉伯糖无法满足市场的需求。

阿拉伯糖除主要从半纤维素水解制备外，还可以从一些含有阿拉伯糖的植物胶如阿拉伯胶中制备。根据分析，阿拉伯胶的单体组成为：半乳糖42％，L-阿拉伯糖31％，鼠李糖13％，葡萄糖醛酸13％，4-O-甲基葡萄糖醛酸1％。如中国专利02116353.7公开了一种用阿拉伯胶提取阿拉伯糖的方法，但混合单糖仍需要通过两柱色谱法才能分离得到阿拉伯糖，难以工业化。论文“从阿拉伯胶水解液中结晶分离L-阿拉伯糖”(化学工业与工程，2007，24(5)：398-400)描述的分离方法为：阿拉伯胶稀硫酸水解并中和后的水解液经发酵除去半乳糖，然后在甲醇中结晶分离制得粗阿拉伯糖，接着在粗阿拉伯糖水溶液中加入乙醇而结晶得到97.5％的阿拉伯糖。该方法由于甲醇结晶母液和乙醇结晶母液中的阿拉伯糖无法分离回收，所以得率不高，最高只有理论得率的50％，从而成本较高。

由于采用现有的方法制备阿拉伯糖不仅产量小而且成本居高不下，从而限制了这种具备良好保健功能的功能糖的普及使用。为此，需要开发阿拉伯糖的大规模生产方法。

发明内容

为了克服上述缺点，本发明提供了一种从含阿拉伯糖的混合糖中提取阿拉伯糖的方法，其中，混合糖中还含有木糖或鼠李糖，其利用木糖或鼠李糖与阿拉伯糖在不同含水量的热的有机溶剂中的溶解度和冷却后结晶率的不同，通过简单的溶解和结晶过程实现了木糖或鼠李糖与阿拉伯糖的完全分离，为大规模制备阿拉伯糖奠定了基础。

本发明的技术方案如下：一种从含阿拉伯糖的混合糖中提取阿拉伯糖的方法，其中，混合糖中还含有木糖或鼠李糖，该方法包括以下步骤：

(1)取上述含阿拉伯糖的混合糖为初始糖；

(2)将初始糖与水或第一有机溶剂的水溶液混合，加热使初始糖部分溶解，所述第一有机溶剂的水溶液的含水量为得到木糖含量与阿拉伯糖含量之比或鼠李糖含量与阿拉伯糖含量之比小于或约等于1∶1的结晶a所需要的含水量，所述水或所述第一有机溶剂的水溶液的用量约为该加热条件下初始糖中阿拉伯糖完全溶解所需要的量，得混合物I；

(3)将混合物I固、液分离，得到糖溶液a和粗木糖，或得到糖溶液a和粗鼠李糖；

(4)糖溶液a冷却后结晶，分离得到结晶a和结晶母液a，其中，所述结晶a中，木糖含量与阿拉伯糖含量之比或鼠李糖含量与阿拉伯糖含量之比小于或约等于1∶1；

(5)将结晶a与第二有机溶剂或第二有机溶剂的水溶液混合，加热使结晶a部分溶解，所述第二有机溶剂或所述第二有机溶剂的水溶液的用量约为该加热条件下结晶a中木糖或鼠李糖完全溶解所需要的量，得混合物II；

(6)将混合物II固、液分离，得到糖溶液b和粗阿拉伯糖。

在步骤(2)中，初始糖中的阿拉伯糖完全溶解时，木糖或鼠李糖也完全溶解，则从步骤(5)开始从初始糖中提取阿拉伯糖。

所述从含阿拉伯糖和木糖或鼠李糖的混合糖中提取阿拉伯糖的方法，还包括以下步骤：

(7)将糖溶液b冷却后结晶，分离得到结晶b和结晶母液b；

(8)以结晶b为初始糖，重复上述步骤(2)～(7)，直到将含阿拉伯糖的混合糖中的阿拉伯糖全部提取出。

步骤(3)将混合物I固、液分离和/或步骤(6)将混合物II固、液分离在保温状态下进行。

所述糖溶液a或所述糖溶液b难以结晶时，向所述糖溶液a或所述糖溶液b中加入第三种有机溶剂作为结晶促进剂，所述第三种有机溶剂选自醇、醚和酮。