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D-甘露糖的制備技術(shù)
D-甘露糖在自然界中分布廣泛,D-甘露糖的制備可通過對(duì)植物多糖的提取以及分離提純來獲得純凈的產(chǎn)品,此外還可通過化學(xué)法、生物轉(zhuǎn)化法制得D-甘露糖。
1.提取法
以咖啡渣為原料進(jìn)行提取
咖啡渣是生產(chǎn)速溶咖啡時(shí)的廢棄物,其含有豐富的多糖類物質(zhì),且多糖主要以甘露聚糖為主,甘露聚糖水解可得D-甘露糖。在硫酸濃度為1.5mol/L~3.0mol/L、溫度為100℃~130℃、反應(yīng)時(shí)間為80min~120min條件下,水解液中的D-甘露糖產(chǎn)率為28%~30%,后通過脫色、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶分離、干燥等一系列步驟可得純凈的D-甘露糖。
以棕樹籽為原料進(jìn)行提取
棕樹盛產(chǎn)于我國(guó)南方諸省,其屬于棕櫚科棕樹,棕樹的葉、花、根、皮均可入藥。以棕樹籽為起始原料,經(jīng)酸水解、堿中和、酶反應(yīng)提取出含有D-甘露糖的液體,提取液活性炭脫色后濃縮、硅膠分離,把含單一D-甘露糖成分的液體離子交換樹脂脫鹽,最后結(jié)晶出D-甘露糖晶體,結(jié)晶收率為86.7%,總收率為48.4%。
2.化學(xué)合成法
制備D-甘露糖常用的化學(xué)合成法是利用化學(xué)試劑使葡萄糖發(fā)生差相異構(gòu)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的,但此方法必須嚴(yán)格控制酸的加工濃度和溫度。通過水解蔗糖(T=100℃,pH=2.0)2小時(shí),得到50%D-葡萄糖和50%D-果糖,后將混合物用0.15%(NH4)2MoO4(pH=3.0)在100℃條件下加熱2小時(shí),D-甘露糖的收率為30%;利用1%(NH4)2MoO4(pH=3.0)在150℃下催化2小時(shí),葡萄糖的最高轉(zhuǎn)化率為32.3%。化學(xué)合成法制備D-甘露糖的收率不高,且操作繁瑣,僅適用于實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模制備。
3.生物法
生物發(fā)酵法
生物發(fā)酵法是利用微生物對(duì)多糖或單糖進(jìn)行發(fā)酵而得到D-甘露糖,在酶水解或加熱至高溫很容易從酵母中獲得甘露糖蛋白,此外,M. chitosanitabida細(xì)菌菌株對(duì)EPS進(jìn)行水解,該菌株能夠產(chǎn)出高水平的胞外多糖(ESP),其由葡萄糖、甘露糖、半乳糖組成(摩質(zhì)量比18:6:1),通過微生物發(fā)酵獲得游離的D-甘露糖并非易事。
生物轉(zhuǎn)化法
生物轉(zhuǎn)化法是通過酶促反應(yīng),在溫和的溫度、壓強(qiáng)和pH水平下將果糖或葡萄糖等轉(zhuǎn)化為D-甘露糖,酶促反應(yīng)中的酶有D-甘露糖異構(gòu)酶、纖維二糖差向異構(gòu)酶以及D-來蘇糖異構(gòu)酶,且來源廣泛。D-甘露糖異構(gòu)酶適用于大規(guī)模生產(chǎn),而纖維素差向異構(gòu)酶是唯一種將葡萄糖轉(zhuǎn)化為D-甘露糖的異構(gòu)酶,但該酶轉(zhuǎn)化率低,且轉(zhuǎn)化過程中生成大量副產(chǎn)物(D-果糖),因此不適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
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