一种利用葡萄糖提余液制备聚葡萄糖的方法与流程

1.本发明属于聚葡萄糖制备技术领域，具体涉及一种利用葡萄糖提余液制备聚葡萄糖的方法。


背景技术：

2.聚葡萄糖是一种新型的水溶性膳食纤维，是以葡萄糖、山梨醇为原料，在酸性、真空条件下经聚合反应而获得，至今已有五十多个国家批准作为健康食品配料使用，被大量用于制造强化纤维食品，食用后具有保持肠胃通畅的功能。对聚葡萄糖的研究美国和日本相对较早，聚葡萄糖已被美国 fda批准为安全的食品添加剂。我国对聚葡萄糖的研究起步较晚，但发展迅速，目前，也已将其列入食品添加剂之中。聚葡萄糖的生产，国内外主要是以粉末葡萄糖、山梨醇为原料，在高温真空条件下聚合而成。但目前制备聚葡萄糖的成本较高，且在制备过程中一些副产物（如5-羟甲基糠醛）的存在会影响聚葡萄糖口感，阻碍了其进一步加工应用。
3.低聚异麦芽糖是一种功能性低聚糖，被广泛应用。目前多以玉米淀粉为原料，利用生物酶技术进行生产，但在酶解过程中会伴随着葡萄糖的生成，为了提高低聚异麦芽糖的纯度，这部分葡萄糖作为副产物被分离出来，作为葡萄糖液直接进行售卖，价格低，附加价值和利用率低。
4.因此，提高聚葡萄糖的质量、降低其生产成本，并综合利用低聚异麦芽糖生产过程中产生的葡萄糖提余液具有重要意义。


技术实现要素：

5.针对现有技术中聚葡萄糖副产物含量高、生产成本高，及低聚异麦芽糖生产过程中副产物葡萄糖提余液资源浪费的问题，本发明提供了一种利用葡萄糖提余液制备聚葡萄糖的方法，通过对葡萄糖提余液进行精制，提高了其熬糖温度，进而提高了粗品聚葡萄糖的透光、色度等品质，降低了聚葡萄糖的精制成本，提高成品品质及副产品的利用率。
6.本发明通过以下技术方案实现：一种利用葡萄糖提余液制备聚葡萄糖的方法，包括以下步骤：（1）以低聚异麦芽糖副产物葡萄糖提余液为原料，依次经经脱色、离交、浓缩；（2）将步骤（1）浓缩后的葡萄糖提余液与山梨醇混合，升温至140~160℃保温50~120min，然后加入柠檬酸，升温至220~240℃聚合反应60~150min，加水融料得粗品聚葡萄糖；（3）精制：步骤（2）中的粗品聚葡萄糖精制得成品聚葡萄糖。
7.进一步地，步骤（1）中葡萄糖提余液中葡萄糖含量95-98wt%，二糖含量2-4wt%，糖浓为45~55%。
8.进一步地，步骤（1）中所述的脱色采用高温高糖浓颗粒活性炭脱色；所述的离交选用钠型阳离子和氯型阴离子树脂进行离交；所述的浓缩采用四效浓缩工艺。
9.进一步地，步骤（1）中脱色温度为75~80℃，糖浓45~55%，流速为0.8~1.2bv/h；离交温度为45~55℃，糖浓45~55%，流速为2.5~4.5bv/h。
10.进一步地，步骤（1）浓缩后的糖浓为60~65%。
11.进一步地，步骤（2）中葡萄糖液与山梨醇、柠檬酸的干基比为89:11:0.45~0.65。
12.进一步地，步骤（2）中聚合反应真空度为-0.07~0.1mpa。
13.进一步地，步骤（3）精制步骤为：脱色、离交、浓缩、干燥。
14.进一步地，脱色采用高糖浓颗粒碳柱，温度75~80℃，糖浓45~55%，流速0.4-0.5 bv/h；离交采用阳-阴-脱色树脂-阳树脂脱色离交，阳：阴：脱色树脂：阳=2:3:3:2，离交温度45-55℃，糖浓45-55%，流速2.5-4.5bv/h。
15.进一步地，所述的脱色树脂为氯型阴离子交换树脂。
16.为了降低聚葡萄糖生产成本，提高副产物利用率，本发明以低聚异麦芽糖色谱分离提余液为原料，将提余液通过优化参数后的脱色、离交等处理精制，提高提余液的熬糖温度，进而提高聚合后粗品聚葡萄糖的透光、色度等品质，提高副产物利用率、降低生产成本，提高成品品质的目的。
17.有益效果本发明以低聚异麦芽糖色谱分离副产物——葡萄糖提余液为原料制备聚葡萄糖，可提高副产物利用率；优化提余液精制工序进而提高提余液的熬糖温度，可提高聚葡萄糖聚合后料液的透光、色度，减少副产物生成，降低生产成本。
具体实施方式
18.下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
19.下列实施例和对比例中使用的葡萄糖提余液为低聚异麦芽糖色谱分离后的葡萄糖提余液，其中葡萄糖含量（95-98）wt%，二糖含量（2-4）wt %，糖浓为（45-55）%。
20.实施例1（1）以低聚异麦芽糖色谱分离后的葡萄糖提余液为原料，采用高温高糖浓颗粒活性炭进行脱色，脱色温度78℃，糖浓50%，流速1.0 bv/h；对脱色后葡萄糖提余液进行离交，离交树脂选用na

型阳离子和cl-型阴离子树脂，离交温度50℃，糖浓50%，流速3 bv/h，离交后葡萄糖提余液采用四效浓缩至糖浓60%；（2）浓缩后的葡萄糖提余液打入聚合反应釜，反应釜中加入山梨醇，葡萄糖液:山梨醇干基比89:11，然后升温至150
±
5℃处理90min，真空度保持-0.07~-0.1mpa；加入葡萄糖和山梨醇总干基质量0.53%的柠檬酸，真空度保持-0.07~-0.1mpa，升温至230
±
5℃聚合110min后加水融料，得粗品聚葡萄糖；（3）粗品聚葡萄糖使用高糖浓颗粒碳柱脱色，脱色温度78℃，糖浓50%，流速0.5 bv/h，脱色后采用阳-阴-氯型阴离子交换树脂-阳树脂树脂进行离交，树脂比例阳：阴：脱色树脂：阳=2:3:3:2，离交温度50℃，糖浓50℃，流速3.5bv/h，然后进行浓缩、干燥，得成品聚葡萄糖。
21.实施例2
（1）以低聚异麦芽糖色谱分离后的葡萄糖提余液为原料，采用高温高糖浓颗粒活性炭进行脱色，脱色温度75℃，糖浓45%，流速1.2 bv/h；对脱色后葡萄糖提余液进行离交，离交树脂选用na

型阳离子和cl
—
型阴离子树脂，离交温度50℃，糖浓45%，流速4.5 bv/h，离交后葡萄糖提余液采用四效浓缩至糖浓60%；（2）浓缩后的葡萄糖提余液打入聚合反应釜，反应釜中加入山梨醇，葡萄糖液:山梨醇干基比89:11，然后升温至145
±
5℃处理120min，真空度保持-0.07~-0.1mpa；加入葡萄糖和山梨醇总干基质量0.53%的柠檬酸，真空度保持-0.07~-0.1mpa，升温至225
±
5℃聚合150min后加水融料，得粗品聚葡萄糖；（3）粗品聚葡萄糖使用高糖浓颗粒碳柱脱色，脱色温度75℃，糖浓45%，流速0.5 bv/h，脱色后采用阳-阴-氯型阴离子交换树脂-阳树脂树脂进行离交，树脂比例阳：阴：脱色树脂：阳=2:3:3:2，离交温度50℃，糖浓45℃，流速4.5bv/h，然后进行浓缩、干燥，得成品聚葡萄糖。
22.实施例3（1）以低聚异麦芽糖色谱分离后的葡萄糖提余液为原料，采用高温高糖浓颗粒活性炭进行脱色，脱色温度80℃，糖浓55%，流速0.8 bv/h；对脱色后葡萄糖提余液进行离交，离交树脂选用na

型阳离子和cl
—
型阴离子树脂，离交温度55℃，糖浓55%，流速2.5 bv/h，离交后葡萄糖提余液采用四效浓缩至糖浓60%；（2）浓缩后的葡萄糖提余液打入聚合反应釜，反应釜中加入山梨醇，葡萄糖液:山梨醇干基比89:11，然后升温至155
±
5℃处理60min，真空度保持-0.07~-0.1mpa；加入葡萄糖和山梨醇总干基质量0.58%的柠檬酸，真空度保持-0.07~-0.1mpa，升温至235
±
5℃聚合70min后加水融料，得粗品聚葡萄糖；（3）粗品聚葡萄糖使用高糖浓颗粒碳柱脱色，脱色温度80℃，糖浓55%，流速0.4 bv/h，脱色后采用阳-阴-氯型阴离子交换树脂-阳树脂树脂进行离交，树脂比例阳：阴：脱色树脂：阳=2:3:3:2，离交温度55℃，糖浓55℃，流速2.5bv/h，然后进行浓缩、干燥，得成品聚葡萄糖。
23.对比例1（1）取低聚异麦芽糖色谱分离后葡萄糖提余液浓缩至糖浓60%；（2）葡萄糖提余液打入聚合反应釜，反应釜中加入山梨醇，山梨醇加量按照葡萄糖液:山梨醇干基比89:11加，然后升温至160℃处理60min，真空度保持-0.07~-0.1mpa；加入葡萄糖和山梨醇总干基质量0.58%的柠檬酸，真空度保持-0.07~-0.1mpa，升温至235
±
5℃聚合70min后加水融料，得粗品聚葡萄糖；（3）粗品聚葡萄糖使用高糖浓颗粒碳柱脱色，脱色温度80℃，糖浓55%，流速0.4 bv/h，脱色后采用阳-阴-氯型阴离子交换树脂-阳树脂进行离交，树脂比例阳：阴：脱色树脂：阳=2:3:3:2，离交温度55℃，糖浓55℃，流速2.5bv/h，然后进行浓缩、干燥，得成品聚葡萄糖。
24.对比例2（1）取低聚异麦芽糖色谱分离后葡萄糖提余液粉碳脱色，脱色温度80℃，糖浓30%，流速1.2 bv/h，脱色后采用102阳树脂和202阴树脂进行离交，离交温度40℃，糖浓25%，流速3.5 bv/h，离交后葡萄糖提余液采用四效浓缩至糖浓60%；
（2）葡萄糖提余液打入聚合反应釜，反应釜中加入山梨醇，山梨醇加量按照葡萄糖液:山梨醇干基比89:11加，然后升温至155
±
5℃处理60min，真空度保持-0.07~-0.1mpa；加入葡萄糖和山梨醇总干基质量0.58%的柠檬酸，真空度保持-0.07~-0.1mpa，升温至235
±
5℃聚合70min后加水融料，得粗品聚葡萄糖；（3）粗品聚葡萄糖使用高糖浓颗粒碳柱脱色，脱色温度80℃，糖浓30%，流速0.4 bv/h，脱色后采用阳-阴-氯型阴离子交换树脂-阳树脂进行离交，树脂比例阳：阴：脱色树脂：阳=2:3:3:2，离交温度40℃，糖浓25℃，流速2.5bv/h，然后进行浓缩、干燥，得成品聚葡萄糖。
25.对比例3（1）以低聚异麦芽糖色谱分离后的葡萄糖提余液为原料，采用高温高糖浓颗粒活性炭进行脱色，脱色温度80℃，糖浓55%，流速0.8 bv/h；对脱色后葡萄糖提余液进行离交，离交树脂选用na

型阳离子和cl
—
型阴离子树脂，离交温度55℃，糖浓55%，流速2.5bv/h，离交后葡萄糖提余液采用四效浓缩至糖浓60%；（2）浓缩后的葡萄糖提余液打入聚合反应釜，反应釜中加入山梨醇和柠檬酸，葡萄糖液:山梨醇：柠檬酸干基比89:11：0.58，然后升温至235
±
5℃聚合120min后加水融料，得粗品聚葡萄糖；（3）粗品聚葡萄糖使用高糖浓颗粒碳柱脱色，脱色温度80℃，糖浓55%，流速0.4 bv/h，脱色后采用阳-阴-氯型阴离子交换树脂-阳树脂树脂进行离交，树脂比例阳：阴：脱色树脂：阳=2:3:3:2，离交温度55℃，糖浓55℃，流速2.5bv/h，然后进行浓缩、干燥，得成品聚葡萄糖。
26.聚葡萄糖性能检测：对实施例1~3和对比例1~3中的聚葡萄糖的葡萄糖提余液熬糖温度（℃）、粗品聚葡萄糖透光度（%）以及成品5-羟甲基糠醛含量（%）进行检测，结果如下表1所示：表1实施例1~3及对比例1~3聚葡萄糖性能检测结果由表1可知，提高葡萄糖熬糖温度及聚合过程分布聚合，有利于提高聚合后粗品聚葡萄糖料液透光，且对产品副产物5-羟甲基糠醛的含量有影响，提高成品品质。