[发明专利]一种同时生产乳果糖和塔格糖的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种同时生产乳果糖和塔格糖的工艺。

背景技术

乳果糖是一种双糖，乳糖分子内的葡萄糖被果糖所代替，即为乳果糖，其甜度略高于乳糖。乳果糖不仅是一种良好的甜味剂，而且还具有健胃、润肠、防止便秘等生理功能，还可用作乳品、饮料、婴儿及老年食品的功能性添加剂，亦可制成保健饮品供直接服用。另外，乳果糖对治疗肝脏疾病和脑部疾病有明显疗效，因此这是一种具有药用和保健价值，同时又具有巨大经济效益的新一代保健品，对于它的制备研究和开发应用已成为人们研究的热点。

塔格糖是果糖的一种“差向异构体”，其甜味与蔗糖相当，它是一种很好的低能量食品甜味剂和填充剂，具有低热量、抑制高血糖、改善肠道菌群、不致龋齿等多种生理功效，适用于焙烤食品、饮料、糖果和医药制剂中。2001年，美国FDA批准塔格糖为GRAS。

乳果糖是以乳糖为原料，在弱碱性试剂催化下发生异构化反应生成的，乳糖在发生异构反应生成乳果糖的同时，也有部分被降解生成了半乳糖。传统的乳果糖生产中有的将它们的混合糖浆直接进行销售；有的将乳果糖进行提纯，去除半乳糖在内的杂糖后，将乳果糖结晶生产结晶乳果糖，但是所采用的提纯方法制得的乳果糖纯度低，结晶难度大，并且结晶效果不好，同时乳果糖提纯后剩余的半乳糖及杂糖被作为废料进行处理，没得到充分的利用。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供了一种同时生产乳果糖和塔格糖的工艺，其采用三元顺序式模拟移动床色谱分离技术将乳糖异构得到的乳果糖浆进行分离，得到乳糖组分、乳果糖组分和半乳糖组分，不但能提高乳果糖组分中乳果糖的纯度，从而降低乳果糖结晶的难度，乳糖组分还可以回用做原料，而且半乳糖组分可以进一步进行化学异构生产塔格糖，充分发挥了乳果糖浆中各种成分的价值，不但降低了成本，还得到两种高附加值的产品，实现了效益最大化。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种同时生产乳果糖和塔格糖的工艺，步骤如下：

(1)将乳糖溶液在弱碱性异构剂作用下回流异构得到乳糖、乳果糖和半乳糖的混合溶液，然后通过蒸发冷却结晶去除结晶出来的乳糖(可以再次将其作为原料进行异回流构)，得到初步提纯的混合液；

回流异构是在异构反应过程中，安装冷凝回流装置，使反应过程中蒸发的水分通过冷凝水冷却，流回反应器，保证异构反应的整个过程乳糖浓度及异构剂浓度不变，控制了副反应，提高了乳糖异构率。

(2)步骤(1)得到的初步提纯的混合液经脱色和离子交换后，进行三元顺序式模拟移动床分离，得到乳糖组分、乳果糖组分和半乳糖组分；

乳果糖易溶于水，所以结晶很困难，要想进行乳果糖结晶，最有效的方法是提高乳果糖纯度，本研究采用三元顺序式模拟移动床分离技术(色谱图上乳糖、半乳糖在乳果糖两侧，是三元分离的条件)将初步提纯的乳果糖液分成乳糖馏分、乳果糖馏分及半乳糖馏分三个组分，乳果糖馏分纯度达90％以上，为水相结晶的成功奠定了基础。同时半乳糖馏分纯度也达到70％以上，可以将其中的半乳糖化学异构为塔格糖，达到充分利用乳果糖生产副产物的目的。顺序式模拟移动床(即SSMB)是一种间歇顺序操作的模拟移动床。它可以通过变换程序的方法，将三元组分的混合液分离为3个单独的馏分。它与普通模拟移动床的不同之处在于，在装置上：循环管上多了一个可以将循环流量切断的开关阀和一个可以供中间组分流出的出口；从运行模式上：它的运行不是采用完全相同的连续模式，而是采用不同顺序、不同程序的模式，这种多顺序的运行，使得它可以用于分离3种成分的混合物。

(3)将步骤(2)中得到的乳果糖组分蒸发浓缩后，结晶、离心、干燥制得结晶乳果糖；

(4)将步骤(2)中得到的半乳糖组分在可溶性碱金属盐或碱土盐存在时用金属氢氧化物异构得到半乳糖异构液；

(5)将步骤(4)得到的半乳糖异构液用酸中和至pH5.0～6.0，然后抽虑去除沉淀，得到塔格糖浆；

(6)将步骤(5)中得到的塔格糖浆蒸发浓缩至质量浓度50％后进行脱色、离子交换，得到净化液；

(7)将步骤(6)中得到的净化液进行模拟移动床分离，得到高纯度塔格糖浆；

(8)将步骤(7)中提纯制得的塔格糖浆进行蒸发浓缩后，结晶、离心、干燥，制得结晶塔格糖。

所述步骤(1)中，乳糖溶液中乳糖的质量浓度为20～60％，弱碱性异构剂为钠盐，添加量为乳糖质量的1～10％，回流异构的条件为：温度90～120℃，反应时间1～6h。