[发明专利]木糖醇的制备方法

说明书

本发明公开了制备戊糖醇的方法。本发明涉及用已糖制备戊糖醇的方法。具体地说是在依次包括仅两个单独步骤的反应中从葡萄糖获得木糖醇。葡萄糖被发酵成阿拉糖醇并化学异构化成含木糖醇的戊糖醇混合物。

工业上产生木糖醇是通过木糖的氢化进行的。木糖并不适于从含木聚糖的植物材料来得到。为获得木糖，将含木聚糖植物原料如杏仁壳、玉米棒子或桦木在升至较高温度的酸性介质中水解。这种水解方法有两个主要缺点：由于在上述起始材料中低的木聚糖含量而有高的废料负荷以及由于在所用的极度的水解条件下大量副产物的形成而引起的低的产物纯度和收率。需要大量的纯化和精制步骤来除去过量的酸和明显的颜色。随后脱矿质木糖浆的结晶因木糖浆的低纯度而受影响。也在水解时形成的其它半纤维素糖具有相似的理化性质而必须定量地除去。在较早阶段为避免半乳糖醇的形成，必须将半乳糖在催化氢化前去除。为安全起见，如为避免损伤眼睛，在食品和相关产品中使用木糖醇前需要完全将半乳糖醇去除。

生产每公斤结晶木糖醇必须处理12至13公斤杏仁壳，同时产生约11至12公斤固体废物。除了污染问题外，该方法还存在后勤问题，必须运送大量的杏仁壳。含木聚糖原料的可得性也可能成为限制因素。

因此考虑没有上述缺点的另外的制备木糖醇的办法是有意义的。制备木糖醇的化学和微生物方法已有报道。

最近已报导了由易得到的已糖特别是D-葡萄糖和D-半乳糖起始的制备木糖醇的反应途径。所有这些反应途径均包括多于二个反应步骤的程序。在第一步骤将已糖进行产生C₅中间体的链缩短反应。该步骤可通过发酵进行也可通过化学法进行。下一步涉及通过使用至少两个发酵/或化学转化步骤来将C₅中间体转化为木糖醇。

在EP403392和EP421882中公开了一种四步法，其中葡萄糖通过耐高渗透压的酵母发酵成D-阿拉伯糖醇。然后，阿拉伯糖醇(C₅-中间体)通过细菌(醋杆菌(Acetobacter)、葡糖杆菌(Gluconobacter)或克氏杆菌(Klebsiella))转化成D-木酮糖。在第三步木酮糖通过葡萄糖(木糖)异构酶异构化成木糖/木酮糖混合物。在最后一步，木糖可在氢化前通过层析浓缩富集，也可将木酮糖/木糖混合物直接氢化再接看通过层析将木糖醇分离。

在WO93/19030中，葡萄糖，果糖或半乳糖或其混合物(通过二糖蔗糖和乳糖的水解获得)分别被氧化脱羧成阿拉伯糖醇酸和类苏糖醇酸的碱金属盐。这些中间体首先被转化成糖醛酸形式。接着，C₅中间体的糖醛酸被转变成木糖醇。当使用山梨糖时，通过氧化脱羧获得L-木质酸盐，在它被氢化成木糖醇前被转化成糖醛酸形式。这最后一种方法看似简单，但人们要考虑到它要获得L-山梨糖所需的反应步骤。L-山梨糖主要通过山梨醇的发醇氧化来得到，而山梨醇本身又通过P葡萄糖的催化加氢获得，这使得整个制备最终的木糖醇的反应步骤达到五个。

制备木糖醇的其它化学方法涉及使用保护基的复杂的反应过程。由于缺乏经济可行性，这些反应在此将不再考虑(Helv.Chim.Acta58，1975，311)。

也有报告提出了几种另外的微生物方法，但是由于总产量太过低下，它们没有一种具竞争力。

因此，需要有一种经济上有阶值的制备戊糖醇尤其是木糖醇的方法，其杂质水平低，易于精制、含短的反应程序，起始于易得的己糖如葡萄糖(无水、一水合物或高右旋糖浆型的)。

本发明提供这种方法。本发明涉及用己糖生产戊糖醇的方法，其特征在于该方法包括下列步骤，

a)将己糖发酵而产生主要含戊糖醇的C₅中间体，

b)在化学催化剂的存在下将步骤a)的戊糖醇异构化而产生相应的戊糖醇混合物，

c)可选地将所需的戊糖醇从步骤b)的产物中分离出来。