糖醇生产方法研究进展.docVIP

3糖醇生产方法研究进展

1,21,211岳敏,曹海龙,白雪芳,杜昱光()()1中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连,1160232中国科学院研究生院,北京,100049

摘要糖醇具有甜度低、能量值低、非致龋齿性、可供糖尿病患者食用等特点,近年来引起人们广泛的关注,文

中总结了木糖醇、甘露醇、山梨醇、赤藓糖醇、乳糖醇、麦芽糖醇和异麦芽糖醇的生产方法。工业上生产这些糖醇

主要采用的是化学合成法,但近年来出现的生物合成法已越来越引起人们的关注,这种方法条件温和、操作安

全、工艺简单、污染小、产物特异性高。

关键词糖醇,生产方法,化学合成法,生物合成法

糖醇是一类多元醇,它们的性质与糖类似,只是示。它是一种无味的白色结晶粉末,外表和蔗糖相糖的醛基或酮基还原为羟基而得到的一类化合物。似。其味凉,热量相当于葡萄糖,甜度相当于蔗糖,是糖醇在医药、化工、口腔及个人护理产品中有广泛应多元醇中最甜的甜味剂。

用。近年来,随着我国经济的发展和人民生活水平的

提高,我国糖醇行业得到迅猛发展,其产品种类迅速

增多,生产规模日渐增大,技术水平不断提高。到

2006年为止,我国山梨醇产量为50万t,约占世界产

量的1/3;木糖醇产量约315万t,为世界第一;化学图1木糖醇的化学结构式合成法生产的甘露醇产量已超过万吨,位于世界前由于它不是牙斑微生物的有效碳源,因此可有效列。麦芽糖醇、异麦芽酮糖醇、赤藓糖醇产量也迅速防止牙齿龋变;又由于它的代谢与胰岛素无关,因此增长,产品开始进入国际市场,我国已成为糖醇生产适用于糖尿病患者食用,还可作为人体非肠道营养的[1]大国。能量来源。每年木糖醇的市场约有314亿美元,1kg大多数糖醇的传统制备方法是在高温高压条件木糖醇约售4-5美元,它是目前所有糖醇中最引人下以镍做催化剂对糖进行加氢反应得到的,这种方法[2]注目的一种糖醇。生产速度快,易于大规模生产,但反应条件苛刻,副反

木糖醇的生产方法可分成3种:直接萃取法、化应多,污染大。近年来出现了用生物合成糖醇的方

法,主要包括酶法和微生物法。这2种方法安全、环学合成法和生物转化法。由于天然果蔬中木糖醇含境友好且产物特异性高,但目前生产能力还较低,生量极低,直接萃取法成本高,一般不予采用,本文主要产成本也较高。粗糖给料可以降低生产成本,因此利介绍后2种方法。用微生物法生产糖醇逐步成为研究热点。随着糖醇111化学合成法行业的不断发展,其生产方法也不断增多,本文综述

了常见糖醇———木糖醇、甘露醇、山梨醇、赤藓糖醇、目前,商品木糖醇是用玉米芯、甘蔗渣等农业作乳糖醇、麦芽糖醇和异麦芽糖醇的生产技术方法及其物为原料,从中提取木聚糖,之后水解成木糖;再从水在工业中的应用。解液中纯化、脱色、分离出木糖;纯净的木糖液在镍催

化下氢化成木糖醇;之后以结晶形式分离析出。整个

[3]过程大约有50%-60%的木糖转化为木糖醇。木

糖醇的生产成本之所以比较高,是因为水解产物需要1木糖醇纯化和脱色,且水解过程较复杂。化学合成法的脱酸过程有2条典型工艺,即中和木糖醇是一种五碳糖醇,其化学结构式如图1所[4]脱酸工艺和离子交换脱酸工艺。

第一作者:博士研究生(杜昱光研究员为通讯作者)。中和脱酸工艺是在纯化水解液时采用碱中和法。3中科院知识创新重要项目(No.KSCX22YW2W-012)这种工艺比较简单,酸碱消耗量少,成本低,设备较简收稿日期:2009-05-21单,投资少,易操作。但是设备易结垢,蒸汽消耗量

2009年第35卷第8期(总第26093期)

食品与发酵工业FOODANDEFNETARTMIONINDUSTRIES

大,设备利用率低,设备使用寿命短。;在没有木糖代谢途径的菌株中,通过将同源或异力

离子交换脱酸工艺是采用离子交换树脂利用离源的基因转入菌株中,构建相应的代谢途径,同时也子交换的方法将硫酸根除去。这种工艺较为复杂,树可通过过表达重要酶或敲除旁路代谢途径等手段,使

脂用量大,酸碱消耗量多