本发明涉及化工领域， 具体地， 涉及一种从木糖母液中提取 L-阿拉伯糖的 方法。 背景技术

L-阿拉伯糖是一种用途广泛的五碳糖， 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 L-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 L-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、 L-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% L-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 L-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， 但产能却不大， 使 L- 阿拉伯糖无法满足市场的需求。

L-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 L-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%, 4-0-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 L-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 L-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 L-阿拉伯糖， 接着在粗 L-阿拉伯糖水溶液中加入 乙醇而结晶得到 97.5%的 L-阿拉伯糖。 该方法由于甲醇结晶母液和乙醇结晶母 液中的 L-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生产 L-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 L-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木糖母液中提取 L-阿拉伯糖的方 法， 通过筒单的颗粒分级就实现了木糖与 L-阿拉伯糖的分离， 为大规模生产 L- 阿拉伯糖奠定了基础。

利用木糖母液制备 L-阿拉伯糖， 一般首先发酵除去全部的葡萄糖， 或者同 时全部或部分除去半乳糖， 然后净化、 分离。 本申请人通过研究净化后的木糖 母液的结晶特性发现， 木糖母液结晶时会出现两种结晶， 第一种结晶首先出现， 最后成为直径较大的结晶 （筒称大颗粒结晶）， 第二种结晶则较迟出现， 其直径 比第一种小得多 （筒称小颗粒结晶）； 本发明人进一步通过颗粒分级的方式把大 颗粒结晶和小颗粒结晶分离出来， 然后测定其成分， 令人吃惊地发现大颗粒结 晶基本上为木糖， 而小颗粒结晶则基本上为 L-阿拉伯糖。 显然， 在上述发现的 基础上， 把木糖母液中形成的结晶通过筒单的颗粒分级 ， 就可以得到纯度较高 的粗 L-阿拉伯糖， 再通过重结晶就可以得到纯的 L-阿拉伯糖。

本发明的技术方案如下： 一种从木糖母液中提取 L-阿拉伯糖的方法， 该方 法包括木糖母液的发酵、 净化、 浓缩过程， 将浓缩后的木糖母液结晶， 至晶浆中 形成具有大、 小差别的大颗粒结晶和小颗粒结晶后， 将晶体颗粒进行颗粒分级， 收集小颗粒结晶， 即得到 L-阿拉伯糖。

所述木糖母液的发酵为在木糖母液中接种酵母 菌发酵， 除去葡萄糖和全部 或部分除去半乳糖。

所述木糖母液的净化包括将发酵后的木糖母液 用活性炭脱色和 /或用离子交 换树脂脱除离子。

所述木糖母液的浓缩是将净化后的木糖母液经 减压蒸馏得到折光糖度为 80 - 86 %的糖浆。

所述木糖母液结晶前加入晶种。

所述的颗粒分级， 是把同一结晶器中形成的具有大、 小差别的两类结晶分 离的方法， 包括筛分、 离心沉降或重力沉降方法。

所述木糖母液结晶后， 在晶浆脱除结晶母液时同时进行颗粒分级， 或者从 晶浆中收集到结晶后再进行结晶的颗粒分级；

所述颗粒分级后， 收集大颗粒结晶， 即为粗木糖， 再进行重结晶而得到纯 木糖。

分离晶浆中的结晶后所得的结晶母液， 重复发酵、 净化、 浓缩、 结晶和颗 粒分级过程， 直到把其中的 L-阿拉伯糖提取完毕。

将得到的 L-阿拉伯糖进行重结晶,得到纯 L-阿拉伯糖。

本发明所述的一种从木糖母液中提取 L-阿拉伯糖的方法， 在本发现木糖母 液结晶新特性的基础上， 采用筒单的颗粒分级方法， 即能从木糖母液中提取得 到纯的 L-阿拉伯糖， 该方法过程筒单， 产量大， 无需采用传统的色谱分离技术， 为 L-阿拉伯糖这种具有特殊健康功能的稀有功能� ��的推广应用奠定了基础。 具体实施方式

实施例 1

木糖母液稀释后接入酿酒干酵母， 直到把葡萄糖全部发酵完全， 用蝶式离 心机脱除酵母菌体，加热到 60°C用活性炭脱色 45分钟，再用压滤机脱除活性炭， 所得糖液用减压蒸馏的方法浓缩成折光糖度为 82 %的糖浆， 把糖浆输送到结晶 器并接入晶种， 然后冷却结晶。 结晶过程中取样进行显微镜检查， 结晶开始阶 段只有一种大小非常均匀的晶体， 一段时间后又出现新的晶体， 当糖浆的过饱 和度接近消耗完全时， 晶浆中形成大小差别 4艮大的两类结晶颗粒， 即大颗粒结 晶和小颗粒结晶。 把晶浆加入三足式沉降离心机中， 先低速把大颗粒结晶沉降 下来并收集起来， 即为粗木糖， 纯度为 82 % ; 然后提高离心机转速把小颗粒结 晶沉降下来并收集起来， 即为粗 L-阿拉伯糖， 纯度为 61 % ; 把大颗粒结晶用水 重结晶得到纯木糖， 把小颗粒结晶用水重结晶得到纯 L-阿拉伯糖。 实施例 2

把实施例 1 中晶浆离心所得结晶母液重新进行减压蒸馏， 得到折光糖度为 85 %的糖浆， 把糖浆输送到结晶器并接入晶种， 然后冷却结晶。 结晶过程中取 样进行显微镜检查， 结晶开始阶段只有一种大小非常均匀的晶体， 一段时间后 又出现新的晶体， 当糖浆的过饱和度接近消耗完全时， 晶浆中形成大小差别较 大的两类结晶颗粒， 即大颗粒结晶和小颗粒结晶。 把晶浆加入过滤离心机中过 滤掉结晶母液， 得到含大颗粒结晶和 d、颗粒结晶的混合结晶粉末。

取该混合结晶粉末与 10倍的 95 %乙醇混合并搅拌均勾，连续加入卧式螺旋 卸料沉降离心机中， 调节转速和流量， 得到的固相为大颗粒结晶， 即为粗木糖， 纯度为 85 % , 液相再进入过滤离心机中脱除乙醇而得到小颗 粒结晶， 即为粗 L- 阿拉伯糖， 纯度为 63 % ; 把大颗粒结晶用水重结晶后得到纯木糖， 把小颗粒结 晶用水重结晶后得到纯 L-阿拉伯糖。 实施例 3

取实施例 2离心所得的混合结晶粉末与 5倍的无水乙醇混合并搅拌均匀， 连续加入错流式分级机中， 流动介质也是无水乙醇， 分别收集大颗粒结晶和小 颗粒结晶， 其中大颗粒结晶的粗木糖纯度为 87 % , 小颗粒结晶的粗 L-阿拉伯糖 纯度为 68 % ; 再把大颗粒结晶和小颗粒结晶分别用水进行重 结晶， 分别得到纯 木糖和纯 L-阿拉伯糖。 实施例 4

把实施例 2中晶浆离心出来的结晶母液重新脱色后浓缩� �折光糖度为 86 % 的糖浆， 把糖浆输送到结晶器并接入晶种， 然后冷却结晶。 结晶过程中取样进 行显微镜检查， 结晶开始阶段只有一种大小非常均匀的晶体， 一段时间后又出 现新的晶体， 当糖浆的过饱和度接近消耗完全时， 晶浆中形成大小差别较大的 两类结晶颗粒， 即大颗粒结晶和小颗粒结晶。 把晶浆加入过滤离心机中过滤掉 结晶母液， 得到含大颗粒结晶和小颗粒结晶的混合结晶粉 末。

把所得的混合结晶粉末与 10倍的 95 %乙醇混合并搅拌均勾，然后加入淘洗 分级机中， 分别收集大颗粒结晶和小颗粒结晶； 后续同样加入 95 %乙醇为淘洗 液并进行重复淘洗， 所得大颗粒结晶的木糖纯度为 91 % , 小颗粒结晶的 L-阿拉 伯糖纯度为 76 % ; 再把大颗粒结晶和小颗粒结晶分别用水进行重 结晶， 分别得 到纯木糖和纯 L-阿拉伯糖。 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明 所作的进一步详细说明， 不 能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。 对于本发明所属技术领域的普通 技术人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 其架构形式能够灵活多变， 可 以派生系列产品。 只是做出若干筒单推演或替换， 都应当视为属于本发明由所 提交的权利要求书确定的专利保护范围。