[发明专利]一种异构化乳糖液的除硼方法

说明书

本发明公开了一种异构化乳糖液的除硼方法，涉及异构化乳糖制备方法技术领域，技术方案为，包括粗异构化乳糖液的制备：向一定浓度的乳糖溶液中加入硼酸，并采用碱溶液将pH值调至10.0‑12.0，然后在高温条件下反应，得到粗异构化乳糖液；电渗析法回收碱溶液：将粗异构化乳糖液通过电渗析的阳极室，阳极室得到异构化乳糖液和硼酸，阴极室得碱溶液；纳滤膜除硼：将阳极液采用纳滤膜去除硼酸，得到截留液和透过液，截留液主要为异构化乳糖，透过液为硼酸；除硼树脂除硼。本发明的有益效果是：将生产过程中加入的硼酸及碱溶液进行了回收并重新利用，不仅降低了生产成本，也大大减少了含硼和含碱废水的排放，既经济又环保。

技术领域

本发明涉及异构化乳糖制备方法技术领域，特别涉及一种异构化乳糖液的除硼方法。

背景技术

异构化乳糖，在医药领域称为乳果糖，是以乳糖为原料经过异构化反应制备得到。由于异构化乳糖能增殖肠道有益菌群，因此被称为益生元，其具有改善肠道环境，缓解便秘的作用，被世界上有100多个国家列入药典，用于治疗便秘和肝性脑病。在治疗便秘方面，不仅效果好，而且适用于婴幼儿，安全性很好。

异构化乳糖甜度为相同浓度蔗糖的50-60％，热量低，并且不会引起血糖升高，不仅适合健康人群，也是适合糖尿病人的一种功能性甜味剂。

异构化乳糖的制备方法有化学法和生物法两种，其中生物法由于转化率低，尚处于研究阶段，工业化生产以化学法为主，其中硼酸法异构化乳糖转化率高，能达到75％以上，是目前工业化生产的主要方法，但是由于异构过程加入了大量的硼酸和碱溶液，尤其是硼酸去除较难，因此这成为了异构化乳糖生产需要突破的关键技术，很多研究机构和企业也都围绕着除硼和硼的回收利用开展了大量工作。关于硼的去除方法，现有技术有采用树脂除硼，有采用纳滤膜除硼，由于生产过程中硼的添加量大，任何单一的除硼方法都无法使硼的含量达到食用标准，再就是不能将生产过程中使用的硼酸和碱溶液进行回收再利用，这不仅增加了生产成本，也是环保不允许的。

发明内容

为了实现上述发明目的，针对上述技术问题，本发明提供一种异构化乳糖液的除硼方法。

其技术方案为：

一种异构化乳糖液的除硼方法，包括以下步骤：

（1）粗异构化乳糖液的制备：向一定浓度的乳糖溶液中加入硼酸，并采用碱溶液将pH值调至10.0-12.0，然后在高温条件下反应，得到粗异构化乳糖液，其pH值在9.0-11.0之间；

（2）电渗析法回收碱溶液：将步骤（1）中得到的粗异构化乳糖液通过电渗析的阳极室，在电场作用下阳极室得到异构化乳糖液和硼酸，阴极室得碱溶液，其中阳极室pH值为2.0-3.0，阴极室得到的碱溶液可重新用于步骤（1）粗异构化乳糖液的制备；

硼酸法制备异构化乳糖原理为乳糖溶液中加入硼酸，用碱将pH调至碱性后，乳糖在碱性条件下反应生成异构化乳糖，生成的异构化乳糖同硼酸盐形成硼酸盐和异构化乳糖的络合物，使反应平衡向异构化乳糖生成的方向移动，提高了异构化乳糖的转化率，并降低了副产物的生成。反应完成后，如果直接采用纳滤膜法去除硼酸，需要采用盐酸将溶液pH值调至约3.0，使硼酸盐和异构化乳糖络合物分解得到异构化乳糖，并使硼酸盐在酸性条件下转化为硼酸。

电渗析法回收碱溶液时，阳极电离水得到的H⁺起到酸的作用，因此无需另加盐酸，就能使硼酸盐和异构化乳糖络合物分解得到异构化乳糖，并使硼酸盐在酸性条件下转化为硼酸，达到纳滤膜除硼的进料要求，这是前期没有预想到的。同时无需另加盐酸，也避免了新杂质Cl^-的引入，由于Cl^-对普通不锈钢有腐蚀作用，会大大增加设备制造成本，因此减少了设备投资，这也是前期没有预想到的。