一种环糊精的制备方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201410840379.7 (22)申请日 2014.12.30 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 104531808 A (43)申请公布日 2015.04.22 (73)专利权人 山东百龙创园生物科技股份有限 公司 地址 251200 山东省德州 （禹城） 国家高新 技术产业开发区德信大街 (72)发明人 禚洪建李方华干昭波邵先豹 刘双双杨腾腾 (74)专利代理机构 济南金迪知识产权代理有限 公司 37219 代理人 朱家富 (51)Int.Cl. C12P 。

2、19/18(2006.01) C12P 19/16(2006.01) C12P 19/14(2006.01) C12P 19/04(2006.01) (56)对比文件 CN 103243140 A,2013.08.14, CN 1072185 A,1993.05.19, JP H0759586 A,1995.03.07, A. Biwer et al.Enzymatic production of cyclodextrins. Appl Microbiol Biotechnol .2002,第59卷(第6期),第609页摘 要， 第612页左栏第1段至右栏第3段， 第615页右 栏第2段， 图。

3、2. 金征宇等.环糊精制备过程的催化机制及其 影响因素. Journal of Food Science and Biotechnology .2013,第32卷(第1期),第1-8 页. 审查员 皇甫洁琼 (54)发明名称 一种环糊精的制备方法 (57)摘要 本发明涉及一种环糊精的制备方法， 包括如 下步骤： (1)制备淀粉浆； (2)向淀粉浆中加入- 淀粉酶、 葡萄糖苷酶和普鲁兰酶， 保温反应， 然后 加入环糊精葡萄糖基转移酶， 反应23h， 终止反 应， 制得环糊精料液； (3)向环糊精料液中加入 -淀粉酶、 葡萄糖苷酶和普鲁兰酶， 反应1.5 2h， 制得环糊精粗液； (4)向环糊精粗。

4、液中加入絮 凝剂和活性炭进行脱色， 然后经离交、 纳滤膜过 滤， 制得环糊精纯化液； (5)将环糊精纯化液经浓 缩、 干燥， 制得环糊精。 本发明在不使用有机溶剂 的条件下， 使反应产物中环糊精中和-环糊 精的比例大大提高， 而-环糊精的含量则相对 较少， 大大提高了环糊精的应用范围和应用效 果。 权利要求书1页 说明书6页 CN 104531808 B 2017.10.17 CN 104531808 B 1.一种环糊精的制备方法， 包括如下步骤： (1)向淀粉中加水调淀粉浆的质量浓度至1525， 温度6070， pH至5.56.5， 制得淀粉浆； (2)向步骤(1)制得的淀粉浆中加入 -淀粉。

5、酶、 葡萄糖苷酶和普鲁兰酶， -淀粉酶的加 入量为每克淀粉加入510U， 葡萄糖苷酶的加入量为5001500U每克干淀粉， 普鲁兰酶的 加入量为每克淀粉加入515U， 保温反应2.53.5h， 然后加入环糊精葡萄糖基转移酶， 环 糊精葡萄糖基转移酶的加入量为每克淀粉加入1030U， 在温度5060的条件下， 反应2 3h， 终止反应， 制得环糊精料液； (3)向步骤(2)制得的环糊精料液中加入 -淀粉酶、 葡萄糖苷酶和普鲁兰酶， -淀粉酶 的加入量为每克淀粉加入1.33.5U， 葡萄糖苷酶的加入量为每克淀粉加入50120U， 普鲁 兰酶的加入量为每克淀粉加入23U， 在温度6070、 pH5.。

6、56.5的条件下， 反应1.5 2h， 制得环糊精粗液； (4)向步骤(3)制得的环糊精粗液中加入絮凝剂和活性炭进行脱色， 然后经离交、 纳滤 膜过滤， 制得环糊精纯化液； (5)将步骤(4)制得的环糊精纯化液经浓缩、 干燥， 制得环糊精。 2.如权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 所述步骤(1)中的淀粉选自玉米淀粉、 小 麦淀粉、 木薯淀粉或马铃薯淀粉。 3.如权利要求2所述的制备方法， 其特征在于， 淀粉选自木薯淀粉。 4.如权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 所述步骤(2)的终止反应条件为： 加热至 145150， 保持1015分钟。 5.如权利要求1所述的制备方法， 其特征。

7、在于， 所述步骤(4)中脱色步骤如下： 向步骤(3)制得的环糊精粗液中加入聚氯化铝， 添加量为2030mg/L， 静置保温30 40min， 然后按质量百分比45的比例加入活性炭， 搅拌3040min， 经过滤， 即得。 6.如权利要求5所述的制备方法， 其特征在于， 所述的过滤采用板框过滤， 过滤压力 0.5Mpa， 水流量3.54.5t/h。 7.如权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 所述步骤(4)中离交为采用连续离子交 换系统进行处理， 离交后料液透光率98。 8.如权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 所述步骤(4)中纳滤膜过滤的滤膜孔径 为0.0040.01 m， 过滤压力。

8、为510MP。 权利要求书 1/1 页 2 CN 104531808 B 2 一种环糊精的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种环糊精的制备方法， 属于糖化工技术领域。 背景技术 0002 环糊精(Cyclodextrin， 简称CD)是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基 转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称， 通常含有612个D-吡喃葡萄糖单元。 其中 研究得较多并且具有重要实际意义的是含有6、 7、 8个葡萄糖单元的分子， 分别称为 、 、 环糊精。 根据X-线晶体衍射、 红外光谱和核磁共振波谱分析的结果， 确定构成环糊精分子的 每个D(+)-吡喃葡萄糖都是椅式构象。 各葡。

9、萄糖单元均以1， 4-糖苷键结合成环。 由于连接葡 萄糖单元的糖苷键不能自由旋转， 环糊精不是圆筒状分子而是略呈锥形的圆环。 0003 环糊精分子具有中空的圆筒状结构， 内部疏水、 外部亲水， 可将许多化学物质包接 在其环形空隙里， 从而改变这些被包接物质的溶解度、 挥发性及化学反应性能等理化性质， 因而在食品、 医药、 化学、 农业、 分析化学以及环保等领域有着广泛的应用。 0004 中国专利文献CN1850867A(申请号200610042878.7)公开了一种用淀粉直接制备 麦芽糖基- -环糊精的方法， 本发明的特点是在同一反应器中利用不同生物酶的不同特性， 将淀粉转化为 -环糊精和麦芽。

10、糖， 并使其具适当的配比， 再利用普鲁蓝酶将麦芽糖和 -环 糊精以 -1-6糖苷键相连， 得到麦芽糖基- -环糊精。 0005 正如上述专利文献中记载的方法， 目前工业中大量制备和广泛应用的是 -环糊 精， 但是 -环糊精水溶性不好导致其使用范围较为狭窄， 和-环糊精水溶性好， 用途广 泛， 但是其生产工艺相对复杂， 市场价格较高。 0006 中国专利文献CN103243140A(申请号201310139121.X)公开了一种复合环糊精的 制备方法， 其以玉米淀粉为底物， 采用天野酶制剂公司的环糊精糖基转移酶(CGTase)， 催化 淀粉制备复合环糊精。 本发明所涉及的复合环糊精包含 -、 -。

11、、 -环糊精混合物及麦芽低 聚糖， 四种成分的比例随制备工艺调整可以发生相应的变化。 0007 中国专利文献CN102936299A(申请号201210525470.0)公开了一种-环糊精的制 备方法， 所述方法包括： 按照12-18的质量百分浓度进行淀粉调浆， 在80-90的温度下搅 拌15-20分钟； 然后按照每克淀粉150-200单位的浓度加入CGT酶、 加体积占淀粉质量15- 20的有机溶液， 充分混合后在60-70的温度条件下反应4-5个小时； 按照每克淀粉补加 500-600个单位CGT酶的量加入CGT酶， 加入占淀粉体积25-30的有机溶剂， 以及占反应液 质量2-3的甘草酸， 。

12、充分反应8-9小时； 回收有机溶剂和分离出甘草酸， 然后结晶得到- 环糊精。 发明内容 0008 针对现有技术的不足， 本发明提供一种环糊精的制备方法。 0009 本发明的技术方案如下： 0010 一种环糊精的制备方法， 包括如下步骤： 说明书 1/6 页 3 CN 104531808 B 3 0011 (1)向淀粉中加水调淀粉浆的质量浓度至1525， 温度6070， pH至5.5 6.5， 制得淀粉浆； 0012 (2)向步骤(1)制得的淀粉浆中加入 -淀粉酶、 葡萄糖苷酶和普鲁兰酶， -淀粉酶 的加入量为每克淀粉加入510U， 葡萄糖苷酶的加入量为5001500U每克干淀粉， 普鲁兰 酶的。

13、加入量为每克淀粉加入515U， 保温反应2.53.5h， 然后加入环糊精葡萄糖基转移 酶， 环糊精葡萄糖基转移酶的加入量为每克淀粉加入1030U， 在温度5060的条件下， 反应23h， 终止反应， 制得环糊精料液； 0013 (3)向步骤(2)制得的环糊精料液中加入 -淀粉酶、 葡萄糖苷酶和普鲁兰酶， -淀 粉酶的加入量为每克淀粉加入1.33.5U， 葡萄糖苷酶的加入量为每克淀粉加入50120U， 普鲁兰酶的加入量为每克淀粉加入23U， 在温度6070、 pH 5.56.5的条件下， 反应 1.52h， 制得环糊精粗液； 0014 (4)向步骤(3)制得的环糊精粗液中加入絮凝剂和活性炭进行脱。

14、色， 然后经离交、 纳滤膜过滤， 制得环糊精纯化液； 0015 (5)将步骤(4)制得的环糊精纯化液经浓缩、 干燥， 制得环糊精。 0016 根据本发明优选的， 所述步骤(1)中的淀粉选自玉米淀粉、 小麦淀粉、 木薯淀粉或 马铃薯淀粉； 进一步优选的， 淀粉选自木薯淀粉。 0017 根据本发明优选的， 所述步骤(2)的终止反应条件为： 加热至145150， 保持10 15分钟。 0018 根据本发明优选的， 所述步骤(4)中脱色步骤如下： 0019 向步骤(3)制得的环糊精粗液中加入聚氯化铝， 添加量为2030mg/L， 静置保温30 40min， 然后按质量百分比45的比例加入活性炭， 搅拌。

15、3040min， 经过滤， 即得。 0020 根据本发明进一步优选的， 所述的过滤采用板框过滤， 过滤压力0.5Mpa， 水流量 3.54.5t/h。 0021 根据本发明优选的， 所述步骤(4)中离交为采用连续离子交换系统进行处理， 离交 后料液透光率98。 处理后的料液清澈透明， 无异味。 0022 根据本发明优选的， 所述步骤(4)中纳滤膜过滤的滤膜孔径为0.0040.01 m， 过 滤压力为510MP。 在压力的作用下， 葡萄糖、 麦芽糖、 麦芽三糖等小分子分离出来， 可以浓 缩后作为普通糖浆进行销售。 0023 上述 -淀粉酶、 葡萄糖苷酶、 普鲁兰酶和环糊精葡萄糖基转移酶均为本领域。

16、常用 酶试剂， 可市场购得。 0024 有益效果 0025 1、 本发明采用 -淀粉酶、 葡萄糖苷酶和普鲁兰酶对淀粉进行预处理， 通过对加酶 量和反应时间的控制， 控制淀粉水解程度， 利于后续的葡萄糖基转移酶的转化反应制备环 糊精； 0026 2、 本发明在不使用有机溶剂的条件下， 使反应产物中环糊精中 和-环糊精的比 例大大提高， 而 -环糊精的含量则相对较少， 大大提高了环糊精的应用范围和应用效果； 0027 3、 本发明采用膜分离技术将环糊精与其它葡萄糖、 麦芽糖、 麦芽三糖等小分子分 离， 葡萄糖、 麦芽糖、 麦芽三糖等小分子可以作为葡萄糖的淀粉糖浆进行销售， 分离工艺简 单， 大大降。

17、低了环糊精的生产成本， 提高了产品的竞争优势。 说明书 2/6 页 4 CN 104531808 B 4 具体实施方式 0028 下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明， 但本发明所保护范围不限于 此。 0029 原料来源 0030 -淀粉酶购自杰能科公司， 酶活为酶活20000U/mL； 0031 葡萄糖苷酶购自江苏锐阳生物科技有限公司， 酶活为3万U/g； 0032 普鲁兰酶购自杰能科公司， 酶活为1000ASPU/ml； 0033 环糊精葡萄糖基转移酶购自天野酶制剂公司， 活力600U/ml。 0034 实施例1 0035 一种环糊精的制备方法， 包括如下步骤： 0036 (1)向。

18、木薯淀粉中加水调淀粉浆的质量浓度至15， 温度60， pH至5.5， 制得淀粉 浆； 0037 (2)向步骤(1)制得的淀粉浆中加入 -淀粉酶、 葡萄糖苷酶和普鲁兰酶， -淀粉酶 的加入量为每克淀粉加入5U， 葡萄糖苷酶的加入量为每克淀粉加入500U， 普鲁兰酶的加入 量为每克淀粉加入5U， 保温反应2.5， 然后加入环糊精葡萄糖基转移酶， 环糊精葡萄糖基转 移酶的加入量为每克淀粉加入10U， 在温度50的条件下， 反应2h， 终止反应， 制得环糊精料 液； 0038 (3)向步骤(2)制得的环糊精料液中加入 -淀粉酶、 葡萄糖苷酶和普鲁兰酶， -淀 粉酶的加入量为每克淀粉加入1.3U， 葡萄。

19、糖苷酶的加入量为每克淀粉加入50U， 普鲁兰酶的 加入量为每克淀粉加入2U， 在温度60、 pH 5.5的条件下， 反应1.5h， 制得环糊精粗液； 0039 (4)向步骤(3)制得的环糊精粗液中加入聚氯化铝， 添加量为20mg/L， 静置保温 30min， 然后按质量百分比4的比例加入活性炭， 搅拌30min， 经板框过滤， 过滤压力 0.5Mpa， 水流量3.5t/h， 然后采用连续离子交换系统进行离交处理， 离交后料液透光率 98； 然后采用孔径为0.004 m的纳滤膜在过滤压力为5MP的条件下过滤， 制得环糊精纯化 液； 0040 (5)将步骤(4)制得的环糊精纯化液经浓缩、 干燥， 。

20、制得环糊精。 0041 所述步骤(2)的终止反应条件为： 加热至145， 保持10分钟。 0042 经检测， 环糊精中， -环糊精质量含量45， -环糊精质量含量50， -环糊精质 量含量5。 0043 实施例2 0044 一种环糊精的制备方法， 包括如下步骤： 0045 (1)向木薯淀粉中加水调淀粉浆的质量浓度至25， 温度70， pH至6.5， 制得淀粉 浆； 0046 (2)向步骤(1)制得的淀粉浆中加入 -淀粉酶、 葡萄糖苷酶和普鲁兰酶， -淀粉酶 的加入量为每克淀粉加入10U， 葡萄糖苷酶的加入量为每克淀粉加入1500U， 普鲁兰酶的加 入量为每克淀粉加入15U， 保温反应3.5h，。

21、 然后加入环糊精葡萄糖基转移酶， 环糊精葡萄糖 基转移酶的加入量为每克淀粉加入15U， 在温度60的条件下， 反应3h， 终止反应， 制得环糊 精料液； 说明书 3/6 页 5 CN 104531808 B 5 0047 (3)向步骤(2)制得的环糊精料液中加入 -淀粉酶、 葡萄糖苷酶和普鲁兰酶， -淀 粉酶的加入量为每克淀粉加入3.5U， 葡萄糖苷酶的加入量为每克淀粉加入120U， 普鲁兰酶 的加入量为每克淀粉加入3U， 在温度70、 pH 6.5的条件下， 反应2h， 制得环糊精粗液； 0048 (4)向步骤(3)制得的环糊精粗液中加入聚氯化铝， 添加量为30mg/L， 静置保温 40mi。

22、n， 然后按质量百分比5的比例加入活性炭， 搅拌40min， 经板框过滤， 过滤压力 0.5Mpa， 水流量4.5t/h， 然后采用连续离子交换系统进行离交处理， 离交后料液透光率 98； 然后采用孔径为0.01 m的纳滤膜在过滤压力为10MP的条件下过滤， 制得环糊精纯化 液； 0049 (5)将步骤(4)制得的环糊精纯化液经浓缩、 干燥， 制得环糊精。 0050 根据本发明优选的， 所述步骤(2)的终止反应条件为： 加热至145， 保持10分钟。 0051 经检测， 环糊精中， -环糊精质量含量47， -环糊精质量含量51， -环糊精质 量含量2。 0052 实施例3 0053 一种环糊精。

23、的制备方法， 包括如下步骤： 0054 (1)向木薯淀粉中加水调淀粉浆的质量浓度至19， 温度65， pH至6.0， 制得淀粉 浆； 0055 (2)向步骤(1)制得的淀粉浆中加入 -淀粉酶、 葡萄糖苷酶和普鲁兰酶， -淀粉酶 的加入量为每克淀粉加入8U， 葡萄糖苷酶的加入量为每克淀粉加入700U， 普鲁兰酶的加入 量为每克淀粉加入10U， 保温反应3.0h， 然后加入环糊精葡萄糖基转移酶， 环糊精葡萄糖基 转移酶的加入量为每克淀粉加入30U， 在温度55的条件下， 反应2.5h， 终止反应， 制得环糊 精料液； 0056 (3)向步骤(2)制得的环糊精料液中加入 -淀粉酶、 葡萄糖苷酶和普鲁。

24、兰酶， -淀 粉酶的加入量为每克淀粉加入3.5U， 葡萄糖苷酶的加入量为每克淀粉加入120U， 普鲁兰酶 的加入量为每克淀粉加入3U， 在温度65、 pH 6.0的条件下， 反应1.8h， 制得环糊精粗液； 0057 (4)向步骤(3)制得的环糊精粗液中加入聚氯化铝， 添加量为25mg/L， 静置保温 35min， 然后按质量百分比4.5的比例加入活性炭， 搅拌35min， 经板框过滤， 过滤压力 0.5Mpa， 水流量4.0t/h， 然后采用连续离子交换系统进行离交处理， 离交后料液透光率 98； 然后采用孔径为0.01 m的纳滤膜在过滤压力为8MP的条件下过滤， 制得环糊精纯化 液； 00。

25、58 (5)将步骤(4)制得的环糊精纯化液经浓缩、 干燥， 制得环糊精。 0059 根据本发明优选的， 所述步骤(2)的终止反应条件为： 加热至145， 保持10分钟。 0060 经检测， 环糊精中， -环糊精质量含量49， -环糊精质量含量48， -环糊精质 量含量3。 0061 对比例1 0062 一种环糊精的制备方法， 包括如下步骤： 0063 (1)向木薯淀粉中加水调淀粉浆的质量浓度至15， 温度60， pH至5.5， 制得淀粉 浆； 0064 (2)向步骤(1)制得的淀粉浆中加入 -淀粉酶、 葡萄糖苷酶和普鲁兰酶， -淀粉酶 的加入量为每克淀粉加入50U， 葡萄糖苷酶的加入量为每克淀。

26、粉加入200U， 普鲁兰酶的加入 说明书 4/6 页 6 CN 104531808 B 6 量为每克淀粉加入50U， 保温反应2.5， 然后加入环糊精葡萄糖基转移酶， 环糊精葡萄糖基转 移酶的加入量为每克淀粉加入5U， 在温度50的条件下， 反应2h， 终止反应， 制得环糊精料 液； 0065 (3)向步骤(2)制得的环糊精料液中加入 -淀粉酶、 葡萄糖苷酶和普鲁兰酶， -淀 粉酶的加入量为每克淀粉加入10U， 葡萄糖苷酶的加入量为每克淀粉加入300U， 普鲁兰酶的 加入量为每克淀粉加入10U， 在温度60、 pH 5.5的条件下， 反应1.5h， 制得环糊精粗液； 0066 (4)向步骤(3。

27、)制得的环糊精粗液中加入聚氯化铝， 添加量为20mg/L， 静置保温 30min， 然后按质量百分比4的比例加入活性炭， 搅拌30min， 经板框过滤， 过滤压力 0.5Mpa， 水流量3.5t/h， 然后采用连续离子交换系统进行离交处理， 离交后料液透光率 98； 然后采用孔径为0.004 m的纳滤膜在过滤压力为5MP的条件下过滤， 制得环糊精纯化 液； 0067 (5)将步骤(4)制得的环糊精纯化液经浓缩、 干燥， 制得环糊精。 0068 根据本发明优选的， 所述步骤(2)的终止反应条件为： 加热至145， 保持10分钟。 0069 经检测， 环糊精中， -环糊精质量含量25， -环糊精质。

28、量含量25， -环糊精质 量含量50。 0070 对比例2 0071 一种环糊精的制备方法， 包括如下步骤： 0072 (1)向木薯淀粉中加水调淀粉浆的质量浓度至15， 温度60， pH至5.5， 制得淀粉 浆； 0073 (2)向步骤(1)制得的淀粉浆中加入 -淀粉酶、 葡萄糖苷酶和普鲁兰酶， -淀粉酶 的加入量为每克淀粉加入5U， 葡萄糖苷酶的加入量为每克淀粉加入500U， 普鲁兰酶的加入 量为每克淀粉加入5U， 保温反应1.5h， 然后加入环糊精葡萄糖基转移酶， 环糊精葡萄糖基转 移酶的加入量为每克淀粉加入15U， 在温度50的条件下， 反应5h， 终止反应， 制得环糊精料 液； 007。

29、4 (3)向步骤(2)制得的环糊精料液中加入 -淀粉酶、 葡萄糖苷酶和普鲁兰酶， -淀 粉酶的加入量为每克淀粉加入1.3U， 葡萄糖苷酶的加入量为每克淀粉加入50U， 普鲁兰酶的 加入量为每克淀粉加入2U， 在温度60、 pH 5.5的条件下， 反应4h， 制得环糊精粗液； 0075 (4)向步骤(3)制得的环糊精粗液中加入聚氯化铝， 添加量为20mg/L， 静置保温 30min， 然后按质量百分比4的比例加入活性炭， 搅拌30min， 经板框过滤， 过滤压力 0.5Mpa， 水流量3.5t/h， 然后采用连续离子交换系统进行离交处理， 离交后料液透光率 98； 然后采用孔径为0.004 m的。

30、纳滤膜在过滤压力为5MP的条件下过滤， 制得环糊精纯化 液； 0076 (5)将步骤(4)制得的环糊精纯化液经浓缩、 干燥， 制得环糊精。 0077 根据本发明优选的， 所述步骤(2)的终止反应条件为： 加热至145， 保持10分钟。 0078 经检测， 环糊精中， -环糊精质量含量15， -环糊精质量含量30， -环糊精质 量含量55。 0079 结果分析 0080 由上述实施例13及对比例12的检测结果可以看出， 改变酶的添加量及反应时 间都使 -环糊精和-环糊精的含量大幅度减少， 而 -环糊精含量大幅度上升， 不利于最终 说明书 5/6 页 7 CN 104531808 B 7 产品的产出。 说明书 6/6 页 8 CN 104531808 B 8 。