一种高纯度低聚半乳糖联产半乳糖醇的制备方法【技术领域】，具体涉及到一种高纯度低聚半乳糖联产半乳糖醇的制备方法。[0002]低聚半乳糖是一种具有天然属性的功能性低聚糖，其分子结构一般是在半乳糖或葡萄糖分子上连接1-7个半乳糖基。低聚半乳糖具有良好的酸、热稳定性，不龋齿，在人体内不被消化吸收，低热值，具有优越的生理功能特性，能有效增殖双歧杆菌，是一种新兴的功能性低聚糖。[0003]在国内，低聚半乳糖产业化生产尚处于起步状态，生产工艺仍不完善，产品多以30型和55型为主，低聚半乳糖纯度分别为30 %和55 %，产品纯度较低，提纯工艺以生物发酵提纯为主，工艺落后，产品品质低，原辅料利用率低，生产成本高，不利于大规模产业化生产。
[0004]本发明提供一种高纯度低聚半乳糖联产半乳糖醇的制备方法。其包括以下步骤:[0005]一种高纯度低聚半乳糖联产半乳糖醇的制备方法，其特征在于包括以下步骤:[0006](a)酶法转化:利用生物酶在一定条件下作用于乳糖溶液，生成低聚半乳糖混合糖液；
[0007](b)色谱分离提纯:利用色谱分`离技术捉纯低聚半乳糖和富含乳糖、葡萄糖等杂糖组分，低聚半乳糖纯度达到90%以上；
[0008](c)杂糖酶降解:提纯分离后的杂糖，采用乳糖酶在一定条件下进行降解；
[0009](d)加氢:酶降解后的杂糖组分，以骨架镍为催化剂，在温度80_130°C，压力8-12Mpa的条件下，发生加氢反应制备混合糖醇；
[0010](e)色谱分离提纯:将加氢获得的混合糖醇液进行色谱分离提纯，生产高纯度半乳糖醇和富含山梨醇等杂醇组分；
[0011](f)精制:将色谱分离后的低聚半乳糖、半乳糖醇和山梨醇分别进行活性炭脱色、离子交换脱盐、真空浓缩，得到相应的产品。
[0012]进一步，步骤(a)中所述生物酶为半乳糖基转移酶，加酶量为0.5-1.0Kg/吨干基。
[0013]进一步，步骤(a)中所述酶转化条件为:乳糖浓度30-60%，温度30_50°C，pH值
5.0_7.0 ο
[0014]进一步,步骤(a)中所述低聚半乳糖混合液中低聚半乳糖含量30-40%。
[0015]进一步，步骤(b)和(e)中所述色谱分离技术为大孔树脂分离方法，大孔树脂为钠型阳离子树脂。
[0016]进一步，步骤(b)和(e)为以钠型阳离子树脂为分离树脂，进料浓度为30-60%，温度为40-80°C，以二级反渗透水为洗脱剂，过柱，得到提纯后的低聚半乳糖和富含乳糖、葡萄糖的组份。
[0017]进一步，步骤(d)中加氢反应开始时，温度控制在80-100°C，然后缓慢升高至130°C，骨架镍为雷尼镍，骨架镍与杂糖干基质量比为0.8% -1.2%。
[0018]进一步，步骤(C)中所述酶降解条件为:温度30_50°C，pH值5.0-7.0，加酶量为
0.3-0.8Kg/ 吨干基。
[0019]进一步，步骤(f)中脱色采用粉末活性炭进行脱色，加炭量为3%。_1%，脱色温度80±10°C ;离子交换脱盐所用树脂依次为强酸阳树脂、弱碱阴树脂和强酸阳树脂。
[0020]进一步，步骤(f)中所述真空浓缩采用真空板式四效蒸发器，在真空度
0.06-0.09MPa,料液温度50_85°C，浓缩至料液浓度75%。
[0021]用本发明的制备方法制备的高纯度低聚半乳糖与传统工艺生产的低聚半乳糖相t匕，具有以下特性:
[0022]1、纯度高，杂糖含量低，甜度低；
[0023]2、生理活性高，适应人群更为广泛；
[0024]3、生产成本低，无发酵后味，产品品质高。

[0025]下面将通过实施例对本发明做进一步描述，这些实施例的描述并不是对本发明的内容做限定。本领域的技术人员应理解，对本
所作的等同替换，或相应的改进，仍属于本发明的保护范围之内。
[0026]实施例一
[0027]取精制乳糖，用反渗透水调糖浆质量百分含量30 %，升温至38 °C，调节pH值6.0，按0.8Kg/吨干基加入β -半乳糖基转移酶，酶转化24小时，检测低聚半乳糖含量35%。
[0028]将酶转化结束后的糖浆升温至70°C，加入1% (粉末活性碳与氢化糊精干基质量比)粉末活性碳，搅拌均匀，保持30min进行脱色，然后采用板框压滤机过滤活性碳，将过滤后的滤液进行离子交换脱盐。
[0029]将分别装有强酸阳树脂的阳柱和弱碱阴树脂的阴柱，采用常规方法处理再生。然后将脱色过滤后的糖浆以3倍树脂体积/小时的流速，在35-55°C依次通过阳柱-阴柱-阳柱，进行离交脱盐。
[0030]将过柱后的糖浆采用四效降膜蒸发器，在真空度0.06-0.09MPa，料液温度55°C，浓缩至料液浓度50%，以钠型阳离子树脂为分离树脂，二级反渗透水为洗脱剂，过柱，得到提纯后的低聚半乳糖和富含乳糖和葡萄糖的组份。提纯后的低聚半乳糖，通过高效液相色谱法检测，其成分为葡萄糖I %，半乳糖I %，乳糖6.5 %，低聚半乳糖91.5%。
[0031]将色谱分离后的富含乳糖和葡萄糖的杂糖调节pH，5.5，温度40°C，按0.SKg/吨干基加入乳糖酶，水解24小时，检测糖组分，乳糖+低聚半乳糖含量< 5%。
[0032]将乳糖酶水解结束后的糖浆升温至90°C，加入1% (粉末活性碳与氢化糊精干基质量比)粉末活性碳，搅拌均匀，保持30min进行脱色，然后采用板框压滤机过滤活性碳，将过滤后的滤液进行离子交换脱盐。
[0033]将分别装有强酸阳树脂的阳柱和弱碱阴树脂的阴柱，采用常规方法处理再生。然后将脱色过滤后的糖浆以3倍树脂体积/小时的流速，在35-55 °C依次通过阳柱-阴柱-阳柱，进行离交脱盐。
[0034]将过柱后的糖浆采用四效降膜蒸发器，在真空度0.06-0.09MPa，料液温度58°C，浓缩至料液浓度40%，用试剂级氢氧化钠调节pH为7.9，在反应釜内注入2/3体积糖液后，用氮气排除空气3次，然后再用氢气排除氮气，使氢气浓度达到99%以上。
[0035]加入0.8% (雷尼镍与混合糖浆干基质量比)的雷尼镍催化剂，控制温度130°C，氢气压力8.5MPa，启动高压密封搅拌器，转速为220r/min，不断加氢，促使氢化还原作用，反应3小时，当通入氢气不再被吸收时，用3.5-二硝基水杨酸比色法测定还原糖含量，当还原糖达0.3%时，即可终止反应，生成的半乳糖醇和山梨醇。
[0036]将加氢处理后的混合糖醇升温至80°C，加入I % (粉末活性碳与氢化糊精干基质量比)粉末活性碳，搅拌均匀，保持30min进行脱色，然后采用板框压滤机过滤活性碳，将过滤后的滤液进行离子交换脱盐。
[0037]将分别装有强酸阳树脂的阳柱和弱碱阴树脂的阴柱，采用常规方法处理再生。然后将脱色过滤后的混合糖醇以3倍树脂体积/小时的流速，在35_55°C依次通过阳柱-阴柱-阳柱，进行离交脱盐。
[0038]将过柱后的混合糖醇采用四效降膜蒸发器，在真空度0.06-0.09MPa，料液温度55°C，浓缩至料液浓度50%，以钠型阳离子树脂为分离树脂，二级反渗透水为洗脱剂，过柱，得到提纯后的半乳糖醇和富含山梨醇的组份。提纯后的半乳糖醇，通过高效液相色谱法检测，其成分为山梨醇1%，杂醇I %，半乳糖醇98 %。
[0039]色谱分离后的低聚半乳糖和半乳糖醇分别经过脱色、脱盐、浓缩处理后制备高纯度低聚半乳糖和半乳糖醇产`品。
[0040]实施例二:
[0041 ] 取精制乳糖，用反渗透水调糖浆质量百分含量50%，升温至50°C，调节pH值7.0，按1.5Kg/吨干基加入β -半乳糖基转移酶，酶转化24小时，检测低聚半乳糖含量37%。
[0042]将酶转化结束后的糖浆升温至80°C，加入1% (粉末活性碳与氢化糊精干基质量比)粉末活性碳，搅拌均匀，保持30min进行脱色，然后采用板框压滤机过滤活性碳，将过滤后的滤液进行离子交换脱盐。
[0043]将分别装有强酸阳树脂的阳柱和弱碱阴树脂的阴柱，采用常规方法处理再生。然后将脱色过滤后的糖浆以3倍树脂体积/小时的流速，在35-55 °C依次通过阳柱-阴柱-阳柱，进行离交脱盐。
[0044]将过柱后的糖浆采用四效降膜蒸发器，在真空度0.06-0.09MPa，料液温度60°C，浓缩至料液浓度60%，以钠型阳离子树脂为分离树脂，二级反渗透水为洗脱剂，过柱，得到提纯后的低聚半乳糖和富含乳糖和葡萄糖的组份。提纯后的低聚半乳糖，通过高效液相色谱法检测，其成分为葡萄糖1.5%，半乳糖1.2%，乳糖6%，低聚半乳糖91.3%。
[0045]将色谱分离后的富含乳糖和葡萄糖的杂糖调节pH，6.0，温度38°C，按1.0Kg/吨干基加入乳糖酶，水解24小时，检测糖组分，乳糖+低聚半乳糖含量< 4.9%。
[0046]将乳糖酶水解结束后的糖浆升温至80°C，加入1% (粉末活性碳与氢化糊精干基质量比)粉末活性碳，搅拌均匀，保持30min进行脱色，然后采用板框压滤机过滤活性碳，将过滤后的滤液进行离子交换脱盐。[0047]将分别装有强酸阳树脂的阳柱和弱碱阴树脂的阴柱，采用常规方法处理再生。然后将脱色过滤后的糖浆以3倍树脂体积/小时的流速，在35-55 °C依次通过阳柱-阴柱-阳柱，进行离交脱盐。
[0048]将过柱后的糖浆采用四效降膜蒸发器，在真空度0.06-0.09MPa，料液温度58°C，浓缩至料液浓度45%，用试剂级氢氧化钠调节pH为8.2，在反应釜内注入2/3体积糖液后，用氮气排除空气3次，然后再用氢气排除氮气，使氢气浓度达到99%以上。
[0049]加入1.2% (雷尼镍与混合糖浆干基质量比)的雷尼镍催化剂，控制温度130°C，氢气压力8.5MPa，启动高压密封搅拌器，转速为220r/min，不断加氢，促使氢化还原作用，反应3小时，当通入氢气不再被吸收时，用3.5-二硝基水杨酸比色法测定还原糖含量，当还原糖达0.3%时，即可终止反应，生成的半乳糖醇和山梨醇。
[0050]将加氢处理后的混合糖醇升温至80°C，加入I % (粉末活性碳与氢化糊精干基质量比)粉末活性碳，搅拌均匀，保持30min进行脱色，然后采用板框压滤机过滤活性碳，将过滤后的滤液进行离子交换脱盐。
[0051]将分别装有强酸阳树脂的阳柱和弱碱阴树脂的阴柱，采用常规方法处理再生。然后将脱色过滤后的混合糖醇以3倍树脂体积/小时的流速，在35-55°C依次通过阳柱-阴柱-阳柱，进行离交脱盐。
[0052]将过柱后的混合糖醇采用四效降膜蒸发器，在真空度0.06-0.09MPa，料液温度55°C，浓缩至料液浓度60%，以钠型阳离子树脂为分离树脂，二级反渗透水为洗脱剂，过柱，得到提纯后的半乳糖醇和富含山梨醇的组份。提纯后的半乳糖醇，通过高效液相色谱法检测，其成分为山梨醇0.6%，杂醇1.1 %，半乳糖醇98.3 %。
[0053]色谱分离后的低聚半乳糖和半乳糖醇分别经过脱色、脱盐、浓缩处理后制备高纯度低聚半乳糖和半乳糖醇产品。
[0054]本发明采用色谱分离技术提纯低聚半乳糖，获得的产品纯度高达90%以上，而且产品没有生物发酵的后味，提高了产品品质；色谱分离后的杂糖含有相当量的乳糖和葡萄糖，由于是混合糖浆，其附加值较低，为了提高其附加值，本发明采用乳糖酶降解杂糖，使其水解为半乳糖和葡萄糖，然后精制后进行加氢处理，生成半乳糖醇和山梨醇，利用色谱分离高效分离半乳糖醇和山梨醇，获得高附加值的半乳糖醇和常规产品山梨醇，提高了原料乳糖的利用率，延伸了产业链条，间接地降低了低聚半乳糖产品的生产成本，有利于低聚半乳糖产业化推广。