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      一種麥芽糖?β環(huán)糊精的純化方法與流程

      文檔序號:12399676閱讀:698來源:國知局

      本發(fā)明涉及環(huán)糊精加工領域,特別涉及一種麥芽糖-β環(huán)糊精的純化方法。

      (二)

      背景技術:

      環(huán)糊精是由環(huán)糊精糖基轉(zhuǎn)移酶作用淀粉產(chǎn)生的α-1,4糖苷鍵連接而成的環(huán)狀低聚糖。環(huán)糊精具有獨特空腔結(jié)構(gòu),使其可以與很多客體分子通過分子間相互作用發(fā)生包合,例如有機分子、無機化合物以及稀有氣體等,從而形成了主客體的復合物。環(huán)糊精可以形成主客體復合物的性質(zhì),可以廣泛地應用于制藥、化工、食品等行業(yè)。含有6、7和8個葡萄糖殘基的環(huán)糊精分別稱之為α-,β-和γ-環(huán)糊精。β-環(huán)糊精因其包合能力強,生產(chǎn)工藝簡單,成本低廉,是目前工業(yè)上唯一大量生產(chǎn)并廣泛應用的產(chǎn)品。但是β-環(huán)糊精一般溶解性較?。?5℃,1.8g/100mL H2O),這就大大限制了其應用范圍。

      麥芽糖-β環(huán)糊精是環(huán)糊精的衍生物,在β環(huán)糊精分子第6位碳原子的羥基上偶聯(lián)1個麥芽糖殘基的分支環(huán)糊精,其水溶性(25℃,151g/100mL H2O)大大高于其對應的β-環(huán)糊精100多倍,并可溶解許多油類物質(zhì);同時生物安全性和利用度高。因此,麥芽糖基β-環(huán)糊精應用范圍更廣,更具有應用前途,前景廣闊。麥芽糖-β環(huán)糊精合成主要采用普魯蘭酶法合成。在酶反應體系中,主要的原料為麥芽糖與β環(huán)糊精,通過普魯蘭酶的反向合成,反應體系最終含有麥芽糖、β環(huán)糊精及麥芽糖-β環(huán)糊精,反應體系呈高粘度、半固態(tài),此外麥芽糖-β環(huán)糊精與β環(huán)糊精結(jié)構(gòu)相似,分子量相近,導致麥芽糖-β環(huán)糊精的純化十分困難。

      (三)

      技術實現(xiàn)要素:

      本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術的不足,提供了一種步驟簡單、產(chǎn)品純度高的麥芽糖-β環(huán)糊精的純化方法。

      本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的:

      一種麥芽糖-β環(huán)糊精的純化方法,以普魯蘭酶的逆向合成麥芽糖-β環(huán)糊精的反應溶液為原料,包括如下步驟:

      (1)將反應溶液稀釋;

      (2)將稀釋后的溶液進行納濾處理,之后加純水,繼續(xù)納濾處理,得到納濾后的濃縮液;

      (3)以納濾后濃縮液為原料,進行模擬移動床純化,模擬移動床色譜的固定相采用葡聚糖凝膠G-15,流動相采用乙醇與水的混合溶液;模擬移動床色譜系統(tǒng)的操作溫度為10-20℃,進樣液流速為10-40mL/min,洗脫液流速為20-80mL/min,萃余液流速為10-40mL/min,萃取液流速為20-80mL/min,切換時間為15-45min,麥芽糖-β環(huán)糊精在萃余液中,收集萃余液;

      (4)對萃余液進行濃縮、干燥,得到產(chǎn)品。

      本發(fā)明通過構(gòu)建納濾-模擬移動床分離純化系統(tǒng),可以有效地去除反應體系當中的麥芽糖與β-環(huán)糊精,提供了一種工業(yè)化純化麥芽糖-β環(huán)糊精的方法。

      本發(fā)明的更優(yōu)技術方案為:

      步驟(1)中,將反應溶液稀釋至固形物含量為10-20%。

      步驟(2)中,將稀釋的反應溶液在40-60℃、壓力1.5-2.0MPa、納濾膜為300-500的條件下,進行納濾處理,當濃縮液體積為原液體積的1/4-1/6時,向濃縮液中加入與濾過液體積相同的純水,繼續(xù)進行納濾處理,如此循環(huán)2-3次。

      步驟(3)中,乙醇與水的體積比為10-20:80-90,模擬移動床由8-16跟色譜柱組成,色譜柱分四個區(qū)域,每區(qū)由2-4支相同的色譜柱串聯(lián)。

      步驟(4)中,在40-60℃、壓力0.8-1.0MPa、納濾膜為300-500的條件下,對萃余液進行納濾濃縮去除水,將其體積濃縮至原液體積的1/4-1/6,此時結(jié)束操作;將濃縮的萃余液進行冷凍干燥,凍干產(chǎn)品中麥芽糖-β環(huán)糊精純度超過98%。

      本發(fā)明提供的麥芽糖-β環(huán)糊精純化方法,采用了納濾-模擬移動床-納濾的處理組合,適合工業(yè)化分離純化麥芽糖-β環(huán)糊精;通過控制納濾膜分子量、操作溫度、循環(huán)次數(shù)等,有效地去除了反應溶液中的麥芽糖;通過控制模擬移動床的操作溫度、洗脫液的乙醇含量,有效地降低了β-環(huán)糊精的溶解度,加快了其在模擬移動床中的移動速度,提高了分離效率,縮短了操作時間。通過上述發(fā)明方法,最終使得產(chǎn)品中麥芽糖-β環(huán)糊精的含量超過98%。

      本發(fā)明提供的麥芽糖-β環(huán)糊精純化方法具有產(chǎn)品純度高、分離效率高,適合工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點。

      (四)具體實施方式

      實施例1:

      本發(fā)明提供麥芽糖-β環(huán)糊精純化方法,按照下列流程進行,具體操作流程包括以下步驟:

      (1)反應溶液的稀釋:將含有麥芽糖、β環(huán)糊精及麥芽糖-β環(huán)糊精的普魯蘭酶的逆向合成反應溶液稀釋至固形物含量為20%。

      (2)納濾處理:將稀釋的反應溶液在60℃,壓力為2.0Mpa,納濾膜為500的條件下,進行納濾處理去除麥芽糖,當濃縮液體積為原液體積的1/6時,向濃縮液中加入與濾過液體積相同的純水,繼續(xù)進行納濾處理,如此循環(huán)3次。

      (3)模擬移動床純化:將納濾處理的濃縮液為原料,進行模擬移動床純化,模擬移動床色譜的固定相采用Sephadex G15,流動相采用乙醇與水的混合溶液,乙醇與水的體積為20:80。模擬移動床由12根色譜柱組成,色譜柱分四個區(qū)域,每區(qū)由3支相同的色譜柱串聯(lián)。模擬移動床色譜系統(tǒng)的操作溫度為20℃。進樣液流速為40mL/min;洗脫液流速為80mL/min;萃余液流速為40mL/min;萃取液流速為80mL/min;切換時間為45min。麥芽糖-β環(huán)糊精存在于萃余液中,收集萃余液。

      (4)濃縮:采用納濾進行濃縮,將收集的萃余液在60℃,壓力為1.0Mpa,納濾膜為500的條件下,進行納濾處理去除水,當濃縮液體積為原液體積的1/6時結(jié)束操作。

      (5)干燥:將納濾濃縮進行冷凍干燥。

      本方法有效的提高了麥芽糖-β環(huán)糊精產(chǎn)品的純度,最終產(chǎn)品純度達到99%。

      實施例2:

      本發(fā)明提供麥芽糖-β環(huán)糊精純化方法,按照下列流程進行,具體操作流程包括以下步驟:

      (1)反應溶液的稀釋:將含有麥芽糖、β環(huán)糊精及麥芽糖-β環(huán)糊精的普魯蘭酶的逆向合成反應溶液稀釋至固形物含量為10%。

      (2)納濾處理:將稀釋的反應溶液在40℃,壓力為1.5Mpa,納濾膜為300的條件下,進行納濾處理去除麥芽糖,當濃縮液體積為原液體積的1/4時,向濃縮液中加入與濾過液體積相同的純水,繼續(xù)進行納濾處理,如此循環(huán)2次。

      (3)模擬移動床純化:將納濾處理的濃縮液為原料,進行模擬移動床純化,模擬移動床色譜的固定相采用Sephadex G15,流動相采用乙醇與水的混合溶液,乙醇與水的體積為10:90。模擬移動床由8根色譜柱組成,色譜柱分四個區(qū)域,每區(qū)由2支相同的色譜柱串聯(lián)。模擬移動床色譜系統(tǒng)的操作溫度為10℃。進樣液流速為10mL/min;洗脫液流速為20mL/min;萃余液流速為10mL/min;萃取液流速為20mL/min;切換時間為15min。麥芽糖-β環(huán)糊精存在于萃余液中,收集萃余液。

      (4)濃縮:采用納濾進行濃縮,將收集的萃余液在40℃,壓力為0.8Mpa,納濾膜為300的條件下,進行納濾處理去除水,當濃縮液體積為原液體積的1/4時結(jié)束操作。

      (5)干燥:將納濾濃縮進行冷凍干燥。

      本方法有效的提高了麥芽糖-β環(huán)糊精產(chǎn)品的純度,最終產(chǎn)品純度達到98%。

      實施例3:

      本發(fā)明提供麥芽糖-β環(huán)糊精純化方法,按照下列流程進行,具體操作流程包括以下步驟:

      (1)反應溶液的稀釋:將含有麥芽糖、β環(huán)糊精及麥芽糖-β環(huán)糊精的普魯蘭酶的逆向合成反應溶液稀釋至固形物含量為15%。

      (2)納濾處理:將稀釋的反應溶液在50℃,壓力為1.7Mpa,納濾膜為400的條件下,進行納濾處理去除麥芽糖,當濃縮液體積為原液體積的1/5時,向濃縮液中加入與濾過液體積相同的純水,繼續(xù)進行納濾處理,如此循環(huán)2次。

      (3)模擬移動床純化:將納濾處理的濃縮液為原料,進行模擬移動床純化,模擬移動床色譜的固定相采用Sephadex G15,流動相采用乙醇與水的混合溶液,乙醇與水的體積為15:85。模擬移動床由16根色譜柱組成,色譜柱分四個區(qū)域,每區(qū)由4支相同的色譜柱串聯(lián)。模擬移動床色譜系統(tǒng)的操作溫度為15℃。進樣液流速為20mL/min;洗脫液流速為50mL/min;萃余液流速為20mL/min;萃取液流速為50mL/min;切換時間為30min。麥芽糖-β環(huán)糊精存在于萃余液中,收集萃余液。

      (4)濃縮:采用納濾進行濃縮,將收集的萃余液在50℃,壓力為0.9Mpa,納濾膜為400的條件下,進行納濾處理去除水,當濃縮液體積為原液體積的1/5時結(jié)束操作。

      (5)干燥:將納濾濃縮進行冷凍干燥。

      本方法有效的提高了麥芽糖-β環(huán)糊精產(chǎn)品的純度,最終產(chǎn)品純度達到98%。

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