[发明专利]使用聚合物大孔吸附剂色谱分离有机酸

说明书

一种通过使液体进料混合物穿过包括非官能化聚合物大孔吸附剂的床而色谱分离两者皆存在于所述液体进料混合物中的第一类有机酸和第二类酸的方法，其中：i)所述第一类有机酸选自以下一种或多种：丙酸、乳酸、衣康酸、琥珀酸、马来酸、柠檬酸、抗坏血酸和α‑酮戊二酸；并且ii)第二类有机酸选自以下一种或多种：乙醇酸、葡糖酸、苹果酸、酒石酸和葡糖二酸。

技术领域

本发明涉及将聚合物大孔吸附剂(固定相)用于从普通液体进料混合物中色谱分离选定有机酸(分析物)。

背景技术

许多工业过程产生含有各种有机酸的液体进料流。举例来说，包括如葡萄糖和果糖的糖类的发酵液可能通过细菌作用降解产生乳酸、苹果酸以及其它弱有机酸。如果不从糖溶液中除去，那么由此产生的食品的味道和颜色可能受到不利影响。

离子交换树脂已被用作从发酵液中色谱分离有机酸的固定相。参见例如US8664436、US5068418和EP0481603。这些分离依赖于固定相树脂上存在的酸与离子交换基团之间的离子相互作用。虽然有效地从发酵液中分离有机酸，但这些技术不容易将各种有机酸彼此分离。

非官能化(非离子)交联聚合物大孔吸附剂也被用于从发酵液中分离有机酸。参见例如US 4720579和Thang等人,《绿色生物炼制：使用中性聚合树脂通过色谱从草青贮汁中分离乳酸(Green Biorefinery:Separation of Lactic Acid from Grass Silage Juiceby Chromatography using Neutral Polymeric Resin)》,生物资源技术(BioresourceTechnology)99(2008)4368-4379。这些分离依赖于吸附剂(固定相)的孔径和其它非离子相互作用来优先从发酵液中分离出有机酸。

尽管没有通过上述参考文献解决，但需要优先从其它酸(以及任选地其它液体进料混合物的成分，例如糖、盐、氨基酸、醇等)中分离出选定类的有机酸。

发明内容

本发明至少部分地基于非官能化聚合物大孔吸附剂对色谱分离各类酸的意想不到的能力。在一个实施例中，本发明包括一种色谱分离两者皆存在于液体进料混合物中的第一类有机酸和第二类酸的方法。所述方法包括使液体进料混合物通过包括非官能化聚合物大孔吸附剂的床的步骤。第一类有机酸选自以下一种或多种：丙酸、乳酸、衣康酸、琥珀酸、马来酸、柠檬酸、抗坏血酸和α-酮戊二酸。第二类酸选自以下一种或多种：乙醇酸、葡糖酸、苹果酸、酒石酸和葡糖二酸。

附图说明

图1是实例中所述选定化合物的浓度(g/L)对柱体积的图。

具体实施方式

本发明包括一种色谱分离第一类有机酸和第二类酸的方法，其中两类酸皆存在于普通液体进料混合物中。如本文所用，术语“有机酸”是指包括至少一个羧酸官能团或其相应盐的有机分子。为了本发明的目的，第一类有机酸选自以下一种或多种：丙酸、乳酸、衣康酸、琥珀酸、马来酸、柠檬酸、抗坏血酸和α-酮戊二酸。在一个实施例中，第一类有机酸选自以下至少一种：丙酸、衣康酸和马来酸。第二类有机酸选自以下一种或多种：乙醇酸、葡糖酸、苹果酸、酒石酸和葡糖二酸。第一类有机酸优先被吸附剂保留，第二类有机酸比第一类更快地通过吸附剂(固定相)洗脱，因此允许从普通液体进料混合物(移动相)中进行有效的色谱分离。在本发明的一优选实施例中，液体进料混合物包括至少1g/L来自第一类的有机酸和至少1g/L来自第二类的酸。除了上述有机酸以外，液体进料混合物还可以包括一种或多种碳水化合物，包括糖(例如葡萄糖、果糖、木糖、甘露糖)、氨基酸、醇(例如甘油)、氨基酸、蛋白质和无机盐(例如钾盐、钠盐、钙盐、镁盐、铁盐，并且尤其是硫酸钠盐)。代表性液体进料混合物包括用于发酵工艺中的那些。

与传统的色谱分离相同，液体进料混合物(移动相)通过吸附剂的床或层(固定相)。床的设置和操作没有特别的限制，例如可以使用移动床、模拟移动床和静止床。