專利名稱：：制造d-阿洛酮糖晶體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及由D-阿洛酮糖溶液通過利用過飽和制造D-阿洛酮糖晶體的方法。
背景技術(shù)：
：D-阿洛酮糖是在糖蜜或葡萄糖的異構(gòu)化中以痕量存在的天然糖，且是相對于糖具有約70%的甜度的單糖。已報道D-阿洛酮糖是對體重增加具有很小影響的增甜劑，因為其不被人體代謝，基本上不具有卡路里，并且抑制體脂肪的形成(Matu0，T.et.Al.,AsiaPac.J.Clin.Nutr.，10，233—237，2001；Matsuo，Τ·andK.Izumori,AsiaPac.J.Clin.Nutr.，13，S127，2004)。近來，已報道D-阿洛酮糖對非齲和抗齲功能的效果，且因此已積極地進行了作為有助于牙齒健康的材料和作為可代替糖的增甜劑的D-阿洛酮糖的開發(fā)。雖然D-阿洛酮糖已經(jīng)由于其性質(zhì)和功能而作為用以防止體重增加的增甜劑吸引了來自食品工業(yè)的注意力，但是在高溫下由果糖制得僅痕量的D-阿洛酮糖，且因而難以經(jīng)由化學(xué)合成制造D-阿洛酮糖。雖然已經(jīng)報道了通過使果糖與D-塔格糖差向異構(gòu)酶反應(yīng)或使果糖與D-阿洛酮糖差向異構(gòu)酶反應(yīng)的大規(guī)模生產(chǎn)方法，但是D-阿洛酮糖的產(chǎn)率如此低以致其生產(chǎn)成本是高的。近來，本發(fā)明人已報道了一種通過如下經(jīng)濟地制造D-阿洛酮糖的方法使葡萄糖異構(gòu)化為果糖，隨后使果糖與固定化細胞反應(yīng)，其產(chǎn)生D-阿洛酮糖差向異構(gòu)酶(韓國專利申請No.10-2009-0118465)。含有通過酶促反應(yīng)產(chǎn)生的D-阿洛酮糖的反應(yīng)溶液是含有約20重量％至30重量％的量的固體形式的D-阿洛酮糖的低純度產(chǎn)品，且因而需要以高的純度分離出D-阿洛酮糖。多種方法被應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)以便以高的純度將其分離出來。在糖的情況下，通常使用色譜法制備高純度的液體，隨后進行結(jié)晶以獲得高純度的糖產(chǎn)品。對于D-阿洛酮糖，尚有待開發(fā)工業(yè)上可適用的制造方法。通過經(jīng)由酵母發(fā)酵和使用大量乙醇除去D-阿洛酮糖反應(yīng)溶液中未反應(yīng)的果糖來制備粉末形式的D-阿洛酮糖的方法已被報道(KeiT.et.al.，J.Biosci.Bioeng.,90(4)，453-455,2000)。但是，大量乙醇的使用需要昂貴的用于防爆和收取產(chǎn)物的設(shè)備，且可產(chǎn)生問題，例如由使用有機溶劑導(dǎo)致的攪拌器故障和在所收取的產(chǎn)物中存在外來雜質(zhì)。此外，由于最終產(chǎn)品為細粉形式，它們在脫水、洗滌和干燥過程中可大量地損失。當(dāng)D-阿洛酮糖被粉末化以制造最終產(chǎn)品時，所述粉末彼此吸附，這在粉末顆粒之間引入雜質(zhì)，由此降低最終產(chǎn)品的純度。對于細粉形式的產(chǎn)品，體積的增加大于重量的增加，這導(dǎo)致由于高容量(volume)包裝和配給中的額外成本而使制造成本增加。此外，由于低的流動性，這樣的精細化學(xué)品產(chǎn)品在食品制造過程中是不利的。因此，仍然需要制造晶體形式而非細粉形式的純的D-阿洛酮糖的方法，以經(jīng)濟地制造D-阿洛酮糖而不使用有機溶劑如乙醇并改善制造過程中的流動性和產(chǎn)品價值。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明人已經(jīng)進行了關(guān)于由通過生物轉(zhuǎn)化或酶促反應(yīng)獲得的D-阿洛酮糖溶液制造D-阿洛酮糖晶體而不使用有機溶劑的方法的研究，其中通過使D-阿洛酮糖溶液保持為在介穩(wěn)區(qū)下的過飽和狀態(tài)(asupersaturatedstateunderametastablezone)而以適當(dāng)?shù)某叽缰圃霥-阿洛酮糖晶體，由此導(dǎo)致本發(fā)明的完成。本發(fā)明提供通過使D-阿洛酮糖溶液保持在存在于飽和曲線與過飽和曲線之間的介穩(wěn)區(qū)中而制造D-阿洛酮糖晶體的方法。通過參照附圖詳細描述其示例性實施方式，本發(fā)明的以上和其它特征和優(yōu)點將變得更加明晰，其中圖1是圖解與溫度有關(guān)的純的D-阿洛酮糖的飽和曲線及過飽和曲線的圖；圖2是圖解與溫度有關(guān)的80%(g/g溶液)濃度的D-阿洛酮糖的殘余量的圖；圖3是顯示使用顯微鏡觀察到的所制造的D-阿洛酮糖晶種的照片；圖4是顯示使用顯微鏡捕捉到的根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式通過溫度控制制造的D-阿洛酮糖晶體的照片；和圖5是顯示使用顯微鏡捕捉到的根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式通過真空濃縮制造的D-阿洛酮糖晶體的照片。具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的方面，提供制造純化的D-阿洛酮糖晶體的方法，包括從D-阿洛酮糖溶液中除去雜質(zhì)以獲得純化的D-阿洛酮糖溶液；將純化的D-阿洛酮糖溶液濃縮；和從處于在介穩(wěn)區(qū)下的過飽和狀態(tài)的濃縮的D-阿洛酮糖溶液中結(jié)晶出D-阿洛酮糖。如本文中所使用的，術(shù)語“過飽和狀態(tài)”是指其中溶質(zhì)溶解得超過溶劑的溶解能力的不穩(wěn)定狀態(tài)和其中溶質(zhì)可結(jié)晶成固體的狀態(tài)。因此，為了通過結(jié)晶從溶液中分離出溶質(zhì)，在溶液中應(yīng)達到過飽和狀態(tài)。通常，溶液的過飽和狀態(tài)可受到外部條件、雜質(zhì)、溫度、濃度、PH水平等的影響。如本文中所使用的，術(shù)語在“介穩(wěn)區(qū)”下的過飽和狀態(tài)是指從平衡濃度即飽和濃度到自發(fā)地形成晶體的最小過飽和濃度的范圍。在該范圍內(nèi)的濃度下不發(fā)生結(jié)晶如晶體成核。但是，當(dāng)晶體從外部添加到在該范圍內(nèi)的濃度的溶液中時，由于該溶液中的溶質(zhì)的量處于過飽和濃度，因此晶體生長自發(fā)地發(fā)生且晶體尺寸增加。即，當(dāng)將晶種引入到處于飽和濃度或更高濃度的溶液中以制造晶體時，晶種在介穩(wěn)區(qū)生長以形成晶體。當(dāng)將用于結(jié)晶的溶液過度濃縮或快速冷卻時，其達到超過介穩(wěn)區(qū)的過飽和狀態(tài)，且由此發(fā)生晶體成核而非晶體生長以形成多個微小的(微細的，fine)晶體。因此，為了獲得適當(dāng)尺寸的晶體，在使用于結(jié)晶的溶液保持為在介穩(wěn)區(qū)下的過飽和狀態(tài)的同時，結(jié)晶應(yīng)以適當(dāng)?shù)乃俣冗M行。在本發(fā)明的實施方式中，作為原料的D-阿洛酮糖溶液可通過表達D-阿洛酮糖差向異構(gòu)酶的棒桿菌屬的細菌或者通過從其中分離出的D-阿洛酮糖差向異構(gòu)酶制備。在本發(fā)明的實施方式中，如韓國專利申請No.2009-0118465中所描述的，D-阿洛酮糖溶液可通過如下獲得將通過培養(yǎng)谷氨酸棒桿菌(Corynebacteriumglutamicum)KCTC13032獲得的細胞或從其中分離出的酶固定在固定化載體中，并且向所述固定化細胞或酶提供果糖作為底物。為了從D-阿洛酮糖溶液獲得D-阿洛酮糖晶體，應(yīng)除去可影響D-阿洛酮糖的純化和結(jié)晶的其它物質(zhì)以形成高效結(jié)晶所需的條件。因此，根據(jù)本發(fā)明的制造D-阿洛酮糖晶體的方法可包括從D-阿洛酮糖溶液中除去雜質(zhì)以獲得純化的D-阿洛酮糖溶液。在本發(fā)明的實施方式中，D-阿洛酮糖溶液的獲得可包括使D-阿洛酮糖溶液通過填充有脫色劑的柱子以使D-阿洛酮糖溶液脫色；通過離子交換色譜法使脫色的D-阿洛酮糖溶液脫鹽；和使脫鹽的D-阿洛酮糖溶液通過填充有鈣活性基團附著于其上的離子交換樹脂的柱子以獲得純化的D-阿洛酮糖溶液。在本發(fā)明的實施方式中，D-阿洛酮糖溶液的脫鹽可通過色譜法進行，其中，使所述溶液通過填充有陽離子交換樹脂的柱子、填充有陰離子交換樹脂的柱子、和填充有陽離子樹脂與陰離子交換樹脂的混合物的柱子。通常，使用通過色譜法的分離以獲得高純度的D-阿洛酮糖。為了獲得D-阿洛酮糖晶體，D-阿洛酮糖溶液中的D-阿洛酮糖的量應(yīng)為約70%至約85%或更多。因此，在結(jié)晶之前應(yīng)將D-阿洛酮糖純化和濃縮至所需水平，因為通過D-阿洛酮糖差向異構(gòu)酶反應(yīng)制備的D-阿洛酮糖溶液中的D-阿洛酮糖的純度為約22%，其太低以至于不能直接進行結(jié)晶。為了獲得高純度的D-阿洛酮糖晶體，在結(jié)晶之前，可通過使所述溶液脫色和脫鹽而除去雜質(zhì)，和可通過色譜法例如用填充有鈣活性基團附著于其上的離子交換樹脂的柱子的色譜法純化D-阿洛酮糖。根據(jù)本發(fā)明的制造D-阿洛酮糖晶體的方法可包括將純化的D-阿洛酮糖溶液濃縮。在本發(fā)明的實施方式中，純化的D-阿洛酮糖溶液的濃縮可在約60°C至約70°C下進行。當(dāng)濃縮溶液的溫度升高到高于約70°C時，D-阿洛酮糖可熱變性。當(dāng)溫度降低到低于約60°C時，難以將所述溶液濃縮到所需水平。由于隨著濃縮的進行，反應(yīng)物的溫度通過蒸發(fā)熱快速地升高，溶液的濃縮應(yīng)在將溫度保持在約70V或更低的同時快速地進行。在本發(fā)明的實施方式中，D-阿洛酮糖溶液的濃縮可在約65°C或更低的溫度下進行。根據(jù)本發(fā)明的制造D-阿洛酮糖晶體的方法可包括通過控制處于在介穩(wěn)區(qū)下的過飽和狀態(tài)的濃縮的D-阿洛酮糖溶液的溫度和濃度而從該溶液中結(jié)晶出D-阿洛酮糖。在本發(fā)明的實施方式中，用在結(jié)晶中的濃縮的D-阿洛酮糖溶液可為約70%至約85%(g/g)或更高的D-阿洛酮糖溶液。在本發(fā)明的實施方式中，可向在結(jié)晶中使用的濃縮的D-阿洛酮糖溶液中以基于所述D-阿洛酮糖溶液中D-阿洛酮糖總量的約0.01%至約(g/g)的量添加D-阿洛酮糖晶種。在本發(fā)明中，通過使D-阿洛酮糖溶液保持為在介穩(wěn)區(qū)下的過飽和狀態(tài)而制造D-阿洛酮糖晶體，其中D-阿洛酮糖以高于或處于平衡濃度存在，在平衡濃度下，在溶液中D-阿洛酮糖與溶劑形成平衡狀態(tài)，并且晶體生長自發(fā)地發(fā)生。結(jié)晶所需的過飽和狀態(tài)可通過降低D-阿洛酮糖溶液的溫度或者改變D-阿洛酮糖溶液中的D-阿洛酮糖的濃度而保持。在本發(fā)明的實施方式中，結(jié)晶中的結(jié)晶進程可通過如下進行監(jiān)控以預(yù)定的時間間隔收集樣品以用肉眼或通過使用顯微鏡觀察樣品，或者分析通過樣品的離心獲得的上清液中的糖濃度。根據(jù)所述結(jié)果，可控制D-阿洛酮糖的溫度或濃度。在本發(fā)明的實施方式中，當(dāng)在將添加用D-阿洛酮糖晶種添加到D-阿洛酮糖溶液中之后，在溶液中D-阿洛酮糖的晶體生長停止或D-阿洛酮糖溶液的濃度不再變化時，可通過降低溫度來保持結(jié)晶中的D-阿洛酮糖溶液的在介穩(wěn)區(qū)下的過飽和狀態(tài)。在本發(fā)明的實施方式中，當(dāng)在向D-阿洛酮糖溶液中添加D-阿洛酮糖晶種并且在溶液的溫和攪拌例如以約IOrpm的攪拌下進行晶體生長之后，D-阿洛酮糖被濃縮至過飽和或更高水平時，可通過添加濃度低于所述D-阿洛酮糖溶液的濃度的D-阿洛酮糖溶液來保持結(jié)晶中的D-阿洛酮糖溶液在介穩(wěn)區(qū)下的過飽和狀態(tài)。在本發(fā)明的實施方式中，在結(jié)晶中待添加以使D-阿洛酮糖溶液保持為在介穩(wěn)區(qū)下的過飽和狀態(tài)的D-阿洛酮糖溶液包含濃度低于濃縮到過飽和或更高水平的D-阿洛酮糖溶液的濃度的D-阿洛酮糖。例如，待添加的D-阿洛酮糖溶液可為約60%至約70%的D-阿洛酮糖溶液。在本發(fā)明的實施方式中，結(jié)晶中的過飽和狀態(tài)可在飽和濃度與比該飽和濃度高約6%(g/g溶液)的濃度之間存在。過飽和濃度是物質(zhì)的固有性質(zhì)并且可通過將飽和溶液冷卻或濃縮獲得。過飽和濃度和過飽和溫度可分別定義為當(dāng)高度濃縮溶液的溫度從其達到飽和時的溫度緩慢降低時，該溶液達到不穩(wěn)定狀態(tài)以開始形成微小晶體時的濃度和溫度。產(chǎn)生微晶時的過飽和濃度可通過如下確定將去離子水添加到過飽和濃度的溶液中，對該溶液再加熱以使微晶快速溶解，將該溶液的溫度控制為在稀釋的濃度下的飽和溫度，并將該溶液再冷卻。物質(zhì)的介穩(wěn)區(qū)可通過重復(fù)該物質(zhì)在多種飽和濃度下的溶液的稀釋、加熱和再冷卻來確定。D-阿洛酮糖也具有其固有介穩(wěn)區(qū)的濃度范圍，且該范圍被確定為從飽和濃度或更高濃度到比飽和濃度高約6%。在將D-阿洛酮糖溶液保持在D-阿洛酮糖的介穩(wěn)區(qū)中的同時，可進行結(jié)晶以獲得形狀穩(wěn)定且尺寸大的晶體。在本發(fā)明的實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的制造D-阿洛酮糖晶體的方法可進一步包括收取在結(jié)晶中獲得的D-阿洛酮糖晶體，用去離子水洗滌晶體，和將晶體干燥。晶體的干燥可在流化床干燥器或真空干燥器中進行。在本發(fā)明的實施方式中，純化的D-阿洛酮糖晶體具有約0.Imm至約0.2mm的尺6在本發(fā)明的實施方式中，純化的D-阿洛酮糖晶體可通過包括如下的方法制造將通過酶促反應(yīng)等制造的D-阿洛酮糖溶液濃縮到約40%(g/g溶液)的濃度，以使所得溶液以約4米/小時的線速度通過填充有粒狀活性碳(GAC)脫色劑的柱子以脫色；將脫色的D-阿洛酮糖溶液在約40°C下以每小時2倍于下述離子交換樹脂體積的速度注入到各自填充有陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂、以及陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂的混合物的柱子中以使脫色的D-阿洛酮糖溶液脫鹽；將通過脫色和脫鹽純化的D-阿洛酮糖溶液濃縮到約60%(g/g溶液)的濃度，并使該溶液通過填充有鈣活性基團附著于其上的離子交換樹脂的分離柱，以使阿洛酮糖與果糖分離；在濃縮器中，在約70°C或更低的溫度下，將分離出的D-阿洛酮糖溶液濃縮至約85%(g/g)的濃度；向濃縮的D-阿洛酮糖溶液中注入基于在該濃縮的D-阿洛酮糖溶液中溶解的D-阿洛酮糖總量的約0.01%至約(g/g)的量的D-阿洛酮糖晶種，并控制溫度和濃度以從處于在介穩(wěn)區(qū)下的過飽和狀態(tài)的溶液中結(jié)晶出D-阿洛酮糖；和由經(jīng)歷結(jié)晶的溶液通過離心分離出D-阿洛酮糖晶體，洗滌該溶液和D-阿洛酮糖晶體，并在流化床干燥器或真空干燥器上干燥所述晶體。在下文中，將參照具體實施例詳細描述本發(fā)明。但是，這些實施例僅用于說明性目的，且本發(fā)明的范圍不限于這些實施例。實施例1通過使用棒桿菌屬的微生物制造低純度D-阿洛酮糖溶液如韓國專利申請No.10-2009-0118465中所公開的，通過采用連續(xù)制造D-阿洛酮糖的方法制備D-阿洛酮糖，該方法包括培養(yǎng)谷氨酸棒桿菌KCTC13032并且通過載體將果糖轉(zhuǎn)化為D-阿洛酮糖，所述微生物或從其中分離出的D-阿洛酮糖差向異構(gòu)酶固定在所述載體上。通過采用該方法制備的D-阿洛酮糖溶液中的D-阿洛酮糖的水平為約22%，該水平太低以至于不能直接從其進行結(jié)晶。實施例2低純度D-阿洛酮糖溶液的純化將實施例1中制造的D-阿洛酮糖溶液濃縮至約40%(g/g溶液)，隨后使其通過填充有粒狀活性炭的脫色柱以除去所述濃縮溶液中的有色物質(zhì)。實施例1中制造的D-阿洛酮糖溶液中的D-阿洛酮糖的純度為約22%(作為固體含量)，該純度如此低以致其不適于結(jié)晶。為了結(jié)晶，待結(jié)晶的物質(zhì)的純度應(yīng)增加到約70%至約90%或更高。為了通過色譜法有效分離D-阿洛酮糖，應(yīng)從D-阿洛酮糖溶液中除去離子。當(dāng)在待分離的溶液中存在離子組分時，分離樹脂中的活性基團被離子組分代替，使所述樹脂的分離能力降低，且因而重復(fù)使用該分離樹脂是不可能的。因此，使以上制備的脫色的D-阿洛酮糖溶液通過填充有被氫基團取代的陽離子交換樹脂和被羥基取代的陰離子交換樹脂的柱子，隨后在最后的步驟中使其通過填充有陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂的混合物的離子交換柱以除去溶液中的離子組分。溶液中的離子組分的除去通過使用電導(dǎo)計測量電導(dǎo)率證實。純化的溶液的電導(dǎo)率被控制為約10微西門子/厘米或者更低。實施例3通過色譜法制備高純度D-阿洛酮糖溶液將已通過在實施例2中脫色和脫鹽而從其中除去雜質(zhì)例如有色物質(zhì)和離子組分的低純度D-阿洛酮糖溶液濃縮至約60%(g/g溶液)，隨后使其通過被鈣基團取代的離子交換樹脂(PurolitePCR642K)以獲得純化的D-阿洛酮糖溶液。填充離子交換樹脂柱的離子交換樹脂的體積為約200L，待通過該柱子的樣品即實施例2中制備的純化的D-阿洛酮糖溶液的體積為約20L，且操作溫度為約60°C。注入樣品并用去離子水以約260L/h洗脫，然后通過使用HPLC系統(tǒng)(HP，Agilent1200系列)分別測量所收集的各級分中的果糖和D-阿洛酮糖的濃度。獲得純的D-阿洛酮糖級分且將含有D-阿洛酮糖和果糖的級分濃縮并再次用作待分離的樣品。被鈣基團取代的柱子(Bio-Rad，Inc.)用于HPLC分析柱，且去離子水以約0.5mL/min的流速施加。實施例4=D-阿洛酮糖溶液的濃縮為了獲得結(jié)晶所需的D-阿洛酮糖濃縮物，將在實施例3中純化的D-阿洛酮糖溶液置于真空濃縮器(EYELAInc.，N-11)中并濃縮至約80%(g/g溶液)。將該濃縮溶液等分到各試管中，使所述各試管停留在分別處于70°C、65°C和60°C的水浴中。以規(guī)則的時間間隔收集樣品以測量濃縮溶液的等分試樣中的殘余量。結(jié)果示于圖2中。當(dāng)濃縮溶液的溫度高于約70°C時，確認在3小時后D-阿洛酮糖熱變性且在22小時后僅剩下相對于初始量的約78%。盡管通過濃縮過程中的蒸發(fā)熱使內(nèi)部溫度保持在約40°C或更低，但是當(dāng)D-阿洛酮糖的量變?yōu)榧s80%(g/g溶液)或更高時，該溫度快速升高。由這些結(jié)果確認當(dāng)將D-阿洛酮糖濃縮至約80%(g/g溶液)或更高時，必須將濃縮物的內(nèi)部溫度快速降低至約70°C或更低，或者例如在約65°C或更低溫度下進行濃縮步驟。實施例5=D-阿洛酮糖晶種的制備將在實施例3中純化和分離的D-阿洛酮糖溶液(含有約IOOOg的D-阿洛酮糖)如實施例4中所描述的那樣濃縮至約85%(g/g溶液)。購買Ig95%純度的產(chǎn)品(Sigma)，將其放入研缽中，進行研磨，然后與乙醇溶液混合。使用裝有雙夾套2L反應(yīng)池(reactionbath)的反應(yīng)器系統(tǒng)(IKA，LR-2.ST)作為結(jié)晶器，將結(jié)晶器中的濃縮溶液的初始溫度控制為約50°C，添加所制備的95%純度的D-阿洛酮糖乙醇溶液作為晶種，且所得溶液以約IOOrpm的速度攪拌。在確認濃縮溶液和晶種混合之后，將攪拌速度再控制為約IOrpm且使混合物以約1°C/小時冷卻。使用顯微鏡確定D-阿洛酮糖晶體的數(shù)量快速增加時的濃度。該狀態(tài)被認為是過飽和現(xiàn)象。隨后，保持溫度以使晶體生長直到顯微鏡觀察和糖量測定分析顯示晶體不再生長或者上清液的糖濃度不再改變，然后使該溶液的溫度冷卻約1°C。在溫度冷卻至約33°C后，獲得最終的晶體狀態(tài)，其示于圖3中。在約33°C處停止冷卻，且進行通過離心的脫水、洗滌和干燥以獲得D-阿洛酮糖晶種。所獲得的最終的晶種的直徑在約0.04mm至約0.IOmm的范圍內(nèi)，且干重為約40%，相對于初始水溶液中存在的D-阿洛酮糖的重量。實施例6=D-阿洛酮糖的飽和濃度及過飽和濃度的確定重復(fù)實施例35中的程序以獲得純的D-阿洛酮糖。將所制備的D-阿洛酮糖溶解以獲得關(guān)于溫度的飽和曲線。在30°C處開始，當(dāng)添加少量的D-阿洛酮糖時D-阿洛酮糖不再溶解的濃度被定義為在相應(yīng)溫度下的飽和濃度，并且通過使溫度升高至80°C來確定飽和濃度，以作出圖1中所示的D-阿洛酮糖飽和曲線。此外，使D-阿洛酮糖溶解并將其濃縮至約85%(g/g溶液)。隨后，將D-阿洛酮糖溶液置于結(jié)晶器中并使其緩慢冷卻至快速形成微小晶體的溫度。添加去離子水以改變飽和濃度，然后重復(fù)冷卻實驗以確定各飽和溫度的過飽和濃度?；谒鼋Y(jié)果，制作圖1中所示的D-阿洛酮糖過飽和曲線。實施例7通過利用溫度變化的D-阿洛酮糖的結(jié)晶獲得如實施例3中所述那樣純化的D-阿洛酮糖溶液(含有約2780gD-阿洛酮糖)，將其濃縮至約85%(g/g溶液)，并置于結(jié)晶器中?？刂平Y(jié)晶器以使溫度保持在約50°C。將在實施例5中獲得的晶種置于研缽中且將其與乙醇混合以制備D-阿洛酮糖溶液。將所述D-阿洛酮糖乙醇溶液作為晶種引入到結(jié)晶器中的濃縮的D-阿洛酮糖溶液中，使得晶種以相對于用于結(jié)晶的溶液中的D-阿洛酮糖的0.3%(重量/重量)的量存在。隨后，將所得溶液用攪拌器以約IOOrpm進行攪拌以使晶種均勻地分布于所述濃縮的溶液中。然后，將攪拌器的速度降低至約lOrpm，以預(yù)定的時間間隔收集樣品以通過顯微鏡觀察晶體數(shù)目的增加和晶體尺寸的變化。通過使用1.5mL微管(microtube)對樣品進行離心，且上清液的濃度和純度分別通過糖量計和HPLC測量。當(dāng)溫度達到晶體尺寸的變化或上清液濃度的變化不再發(fā)生的點(飽和溫度)時，使結(jié)晶器的溫度冷卻約1°C，使得D-阿洛酮糖溶液將存在于其飽和濃度與其過飽和濃度之間的區(qū)域中，即，保持在介穩(wěn)區(qū)下的過飽和狀態(tài)。當(dāng)用于結(jié)晶的D-阿洛酮糖溶液通過快速冷卻而轉(zhuǎn)移至過飽和區(qū)時，微小晶體開始形成且晶種的量增加，最終導(dǎo)致晶體尺寸的減小。當(dāng)晶體尺寸小時，不易通過離心進行脫水，由此使得在真實過程中難以應(yīng)用所述晶體。使最終的上清液冷卻直到濃度達到約74%(g/g溶液)，且此時的晶體狀態(tài)如圖4中所示。將已完成結(jié)晶的溶液置于高速離心脫水器中并以約4000rpm離心約10分鐘以傾析上清液和僅收取晶體。隨后，在脫水期間以噴霧形式添加去離子水以從晶體的外表面洗出上清液。將在脫水后收取的D-阿洛酮糖轉(zhuǎn)移至流化床干燥器或真空干燥器以進行干燥。結(jié)果顯示干燥之后D-阿洛酮糖晶體的量為約1408g，與初始溶解的2789gD-阿洛酮糖相比，收取率為約50%。晶體尺寸范圍為約0.Imm約0.2mm，對應(yīng)于商業(yè)上可獲得的果糖或蔗糖尺寸的約1/2。實施例8通過利用濃度變化的D-阿洛酮糖的結(jié)晶由如實施例3中所述那樣純化的D-阿洛酮糖溶液獲得約5000g(固體含量)。其中，將約2/3濃縮至約60%(g/g溶液)且將剩余的1/3濃縮至約80%(g/g溶液)。將80%(g/g溶液)的濃縮溶液置于裝有IOL燒瓶的濃縮器(EYELAInc.，N-11)中，并且在以約IOrpm攪拌的同時進行濃縮。將作為晶種的在實施例5中制備的D-阿洛酮糖乙醇溶液在真空下添加至所述燒瓶，且將溫度計安裝在燒瓶中以測量內(nèi)部溫度的變化。隨著濃縮的進行，晶體生長。以預(yù)定的時間間隔收集樣品以通過顯微鏡觀察晶體數(shù)目的增加和晶體尺寸的變化，且將1.5ml微管用于離心，隨后通過糖量計測量上清液的濃度并通過HPLC測量上清液的純度。溶液有時被濃縮至過飽和或更高的水平，由此導(dǎo)致微小晶體的形成。結(jié)果，晶體尺寸減小。在這種情況下，注入先前制備的約60%(g/g溶液)的低濃度的D-阿洛酮糖溶液以使所產(chǎn)生的微小晶體溶解并且同時提高其純度已由于晶體的生長而降低的用于結(jié)晶的濃縮溶液的純度。收集樣品并對其進行離心。隨后，當(dāng)不再觀察到晶體尺寸的變化時，去除真空并使樣品在約40°C下靜置約12小時。這時的晶體狀態(tài)如圖4中所示。將其中已完成結(jié)晶的溶液置于高速離心脫水器中并以約4000rpm離心約10分鐘以傾析上清液和僅收取晶體。隨后，以噴霧形式添加去離子水以洗出在晶體外表面上的上清液。將在脫水后收取的D-阿洛酮糖晶體轉(zhuǎn)移至流化床干燥器或真空干燥器以進行干燥。觀察到干燥之后晶體的量為約沈5(^，與溶解的約5000gD-阿洛酮糖相比，收取率為約53%。確定晶體尺寸范圍為約0.Imm約0.2mm。當(dāng)將所述晶體與通過利用溫度變化制備的晶體相比時，由此獲得的晶體的長度大于通過溫度變化獲得的那些。有益效果根據(jù)本發(fā)明的實施方式的制造方法可用于由D-阿洛酮糖溶液通過不使用有機溶劑的經(jīng)濟的結(jié)晶過程制造純的且適于工業(yè)應(yīng)用的D-阿洛酮糖晶體。盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的示例性實施方式，但應(yīng)理解上述實施方式在所有方面中僅作為例子提供，而不限制本發(fā)明的改進和變型。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而非以上給出的詳細描述來規(guī)定。應(yīng)解釋為，所述權(quán)利要求的精神和范圍以及得自其等同物的所有改進或變型都屬于本發(fā)明的范圍。權(quán)利要求1.制造D-阿洛酮糖晶體的方法，該方法包括從D-阿洛酮糖溶液中除去雜質(zhì)以獲得純化的D-阿洛酮糖溶液；將所述純化的D-阿洛酮糖溶液濃縮；和從處于在介穩(wěn)區(qū)下的過飽和狀態(tài)的所述濃縮的D-阿洛酮糖溶液中結(jié)晶D-阿洛酮糖。2.權(quán)利要求1的方法，其中所述純化的D-阿洛酮糖溶液的獲得包括使所述D-阿洛酮糖溶液通過填充有脫色劑的柱子以使所述D-阿洛酮糖溶液脫色；通過離子交換色譜法使所述脫色的D-阿洛酮糖溶液脫鹽；和使所述脫鹽的D-阿洛酮糖溶液通過填充有鈣活性基團附著于其上的離子交換樹脂以獲得純化的D-阿洛酮糖溶液。3.權(quán)利要求1的方法，其中所述純化的D-阿洛酮糖溶液的濃縮在約60°C至約70°C的溫度下進行。4.權(quán)利要求1的方法，其中向在所述結(jié)晶中使用的所述濃縮的D-阿洛酮糖溶液中以基于所述濃縮的D-阿洛酮糖溶液中D-阿洛酮糖總量的約0.01%至約(g/g)的量添加D-阿洛酮糖晶種。5.權(quán)利要求1的方法，其中在所述結(jié)晶中使用的所述濃縮的D-阿洛酮糖溶液為約70%(g/g)或更高的D-阿洛酮糖溶液。6.權(quán)利要求1的方法，其中監(jiān)控所述結(jié)晶中的結(jié)晶進程，以在D-阿洛酮糖的晶體生長停止或所述D-阿洛酮糖溶液的濃度不再改變時，通過降低所述溶液的溫度使所述濃縮的D-阿洛酮糖溶液保持為在介穩(wěn)區(qū)下的過飽和狀態(tài)。7.權(quán)利要求1的方法，其中監(jiān)控所述結(jié)晶中的結(jié)晶進程，以在所述溶液中的D-阿洛酮糖被濃縮至過飽和或更高水平時，通過添加比所述溶液的濃度低的濃度的D-阿洛酮糖溶液使所述濃縮的D-阿洛酮糖溶液保持為在介穩(wěn)區(qū)下的過飽和狀態(tài)。8.權(quán)利要求1的方法，其中所述結(jié)晶中在介穩(wěn)區(qū)下的過飽和狀態(tài)在從飽和濃度到比所述飽和濃度高約6%(g/g溶液)的濃度的范圍內(nèi)存在。全文摘要本發(fā)明涉及制造D-阿洛酮糖晶體的方法，更具體地涉及由D-阿洛酮糖溶液通過利用過飽和制造D-阿洛酮糖晶體的方法。文檔編號C07H3/02GK102250157SQ20111012982公開日2011年11月23日申請日期2011年3月28日優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日發(fā)明者安準甲,宋相勛,樸承源,李康杓,李柱恒,洪暎鎬,金成俌,金政勛,金澤范申請人:Cj第一制糖株式會社