本發明涉及用含有阿洛酮糖的糖漿制備阿洛酮糖晶體。相關技術的討論許多食品和飲品產品含有營養甜味劑，例如蔗糖(通常稱為“糖”或“食糖”)、葡萄糖、果糖、玉米糖漿、高果糖玉米糖漿等。雖然就味道和功能特性而言是理想的，但是營養甜味劑(如蔗糖)的過量攝入長期以來與飲食相關的健康問題(如肥胖癥、心臟病、代謝紊亂和牙齒問題)的增加有關。這種趨勢令人擔憂，使得消費者越來越意識到采用更健康的生活方式和降低飲食中營養甜味劑水平的重要性。近年來，人們開始開發營養甜味劑的替代品，特別側重于開發低卡路里或零卡路里的甜味劑。營養甜味劑的一個被提議的替代物是阿洛酮糖(也稱為d-阿洛酮糖)。阿洛酮糖被稱為“稀少糖”，因其在自然界中含量很少。阿洛酮糖的甜度約為蔗糖的70%，但卡路里僅為蔗糖卡路里的約5%?(約0.2千卡/克)。因此，阿洛酮糖基本上可以被認為是一種“零卡路里”甜味劑。鑒于天然果糖的稀缺，阿洛酮糖的制備依賴于容易獲得的果糖的差向異構化。酮糖-3-差向異構酶可以使果糖和阿洛酮糖相互轉化，已知多種酮糖-3-差向異構酶可以進行這種轉化。這種差向異構化反應通常使用果糖最初溶解于其中的水性介質進行，其中由于差向異構化得到的含阿洛酮糖的產物是阿洛酮糖水溶液的形式。反應產物的進一步加工和純化可以按照已知的程序進行，由此制備阿洛酮糖糖漿，其含有相當高濃度和純度的阿洛酮糖。這種阿洛酮糖糖漿能夠用于許多可消耗產品(包括食品和飲品)作為常規“糖”糖漿如葡萄糖糖漿、高果糖玉米糖漿等的替代品。然而，對于其他應用，期望使用“干燥的”自由流動的結晶形式的阿洛酮糖，即通常類似于食用糖的形式。雖然已經報道了一些開發制備結晶阿洛酮糖的方法的嘗試(例如參見美國專利號8,524,888和wo?2016/064087)，但普遍地認為阿洛酮糖是一種糖類，它很難以可控、有效的方式結晶來可靠地以高產率獲得形狀和大小合適的晶體。因此，改進阿洛酮糖的結晶方法仍然很有意義。

背景技術：

技術實現思路

1、本發明的各個方面可以總結如下：

2、方面1：用于制備阿洛酮糖晶體的方法，其中所述方法包括：

3、a)?冷卻并攪拌包含第一部分的阿洛酮糖糖漿和阿洛酮糖晶種的第一混合物，并且使溶解在所述阿洛酮糖糖漿中的阿洛酮糖開始結晶，從而形成包含阿洛酮糖晶體和第一母液的第一糖膏，所述第一母液含有殘余的溶解阿洛酮糖，繼續冷卻和攪拌，直至達到阿洛酮糖晶體的第一預選目標產率；

4、b)?任選地，將所述第一糖膏分離成第一部分(其可進行進一步的加工步驟，例如從所述母液部分中分離阿洛酮糖晶體，以及洗滌和/或干燥分離的阿洛酮糖晶體)和第二部分；

5、c)?任選地，將阿洛酮糖糖漿的第二部分與所述第一糖膏的第二部分混合以形成第二混合物；以及

6、d)?任選地，冷卻并攪拌所述第二混合物，并且使溶解在所述阿洛酮糖糖漿的第二部分中的阿洛酮糖開始結晶，從而形成包含阿洛酮糖晶體和第二母液的第二糖膏，所述第二母液含有殘余的溶解阿洛酮糖，繼續冷卻和攪拌，直至達到阿洛酮糖晶體的第二預選目標產率。

7、在方面1的各種實施方案中，至少執行步驟a)和步驟b)，至少執行步驟a)至步驟c)，或者至少執行步驟a)至步驟d)。

8、方面2：根據方面1所述的方法，其中，所述第一混合物通過將所述第一部分的阿洛酮糖糖漿和干燥的阿洛酮糖晶體混合而獲得。

9、方面3：根據方面1所述的方法，其中，所述第一混合物通過將所述第一部分的阿洛酮糖糖漿和包含阿洛酮糖晶體和母液的留底料(heel)混合而獲得。

10、方面4：根據方面1至方面3中任一者所述的方法，其中，如果執行步驟d)，則在步驟a)和步驟d)中)分別使用葉端速為0.02?m/s至2?m/s的攪拌器攪拌所述第一混合物和所述第二混合物。

11、方面5：根據方面1至方面4中任一者所述的方法，其中，步驟a)還包括，在溶解在所述阿洛酮糖糖漿中的阿洛酮糖開始結晶之后，將至少一個額外部分的阿洛酮糖糖漿與所述第一混合物混合。

12、方面6：根據方面1至方面5中任一者所述的方法，其中，步驟a)中所述的冷卻包括將所述第一混合物的溫度從在初始溫度范圍內降低到在第二溫度范圍內，并將所述第一混合物的溫度保持在所述第二溫度范圍內一段時間。

13、方面7：根據方面1至方面6中任一者所述的方法，其中，執行步驟d)，并且步驟d)中所述的冷卻包括將所述第二混合物的溫度從在初始溫度范圍內降低到在第二溫度范圍內，并將所述第二混合物的溫度保持在所述第二溫度范圍內一段時間。

14、方面8：根據方面1至方面7中任一者所述的方法，其中，所述阿洛酮糖糖漿具有70重量%至95重量%、75重量%至90重量%、或80重量%至85重量%的干固體含量。

15、方面9：根據方面1至方面8中任一者所述的方法，其中，所述阿洛酮糖糖漿具有至少70%、至少75%、至少80%、至少85%或至少90%的阿洛酮糖純度。

16、方面10：根據方面1至方面9中任一者所述的方法，其包括從在所述第一糖膏的所述第一部分中的所述第一母液中分離阿洛酮糖晶體的額外步驟。

17、方面11：根據方面10所述的方法，其中，所述分離至少部分地通過選自離心、過濾、傾析、膜分離以及它們的組合的一種或多種物理分離方法來進行。

18、方面12：根據方面10或方面11所述的方法，其中，對從所述第一母液中分離的阿洛酮糖晶體進行：i)?用水、有機溶劑、有機溶劑的共混物、水和有機溶劑的共混物、或包含至少一種碳水化合物(例如阿洛酮糖)的水溶液中的至少一種洗滌；ii)?干燥；或它們的組合。

19、方面13：根據方面1至方面12中任一者所述的方法，其中，執行步驟b)至步驟d)并且重復至少一次。

20、方面14：用于制備阿洛酮糖晶體的方法，其中，所述方法包括：

21、a)?使包含i)進料糖漿(包含水和溶解的阿洛酮糖)和ii)再循環糖膏(包含阿洛酮糖晶體和再循環糖膏母液，所述再循環糖膏母液包含溶解的阿洛酮糖)的進料糖漿/再循環糖膏混合物通過第一階段結晶區，其中所述進料糖漿/再循環糖膏混合物已經冷卻到在第一結晶溫度范圍內，同時攪拌所述進料糖漿/再循環糖膏混合物，將所述進料糖漿/再循環糖膏混合物保持在所述第一結晶溫度范圍內，并使得溶解在所述進料糖漿和再循環糖膏母液中的阿洛酮糖開始結晶，從而形成包含阿洛酮糖晶體和第一母液的第一糖膏(所述第一母液含有殘余的溶解阿洛酮糖)，并從所述第一階段結晶區取出已經達到第一預選目標產率的所述第一糖膏；

22、b)?任選地，將從所述第一階段結晶區取出的所述第一糖膏冷卻至在第二結晶溫度范圍內，并將所述第一糖膏轉移至第二階段結晶區；

23、c)?任選地，使所述第一糖膏通過所述第二階段結晶區，同時攪拌所述第一糖膏，將所述第一糖膏保持在所述第二結晶溫度范圍內，并使得溶解在所述第一母液中的阿洛酮糖開始結晶，從而形成包含阿洛酮糖晶體和第二母液的第二糖膏(所述第二母液含有殘余的溶解阿洛酮糖)，并從所述第二階段結晶區取出已經達到第二預選目標產率的所述第二糖膏；以及

24、d)?任選地，重復步驟b和步驟c至少一次，以產生包含阿洛酮糖晶體和最終母液的最終糖膏。

25、在方面14的多種實施方案中，至少執行步驟a)和步驟b)，至少執行步驟a)至步驟c)，或者至少執行步驟a)至步驟d)。

26、方面15：根據方面14所述的方法，其中，執行步驟a)至步驟d)，并且包括從所述最終母液中分離在所述最終糖膏的至少一部分中的所述阿洛酮糖晶體的額外步驟。

27、方面16：根據方面14或方面15所述的方法，其中，執行步驟a)至步驟d)，并且部分的所述最終糖膏被用作所述再循環糖膏。

28、方面17：根據方面14至方面16中任一者所述的方法，其中，通過下述方式來獲得所述進料糖漿/再循環糖膏混合物：在混合容器中混合所述進料糖漿和包含阿洛酮糖晶體和含有溶解的阿洛酮糖的再循環糖膏母液的再循環糖膏，以提供所述進料糖漿/再循環糖膏混合物，并將所述進料糖漿/再循環糖膏混合物從所述混合容器轉移到所述第一階段結晶區中。

29、方面18：根據方面14至方面17中任一者所述的方法，其中，如果執行步驟c)，則在步驟a)和步驟c)中)分別使用葉端速為0.02?m/s至2?m/s的攪拌器攪拌所述第一混合物和所述第二混合物。

30、方面19：根據方面14至方面18中任一者所述的方法，其中，所述阿洛酮糖糖漿具有70重量%至95重量%、75重量%至90重量%、或80重量%至85重量%的干固體含量。

31、方面20：根據方面14至方面19中任一者所述的方法，其中，所述阿洛酮糖糖漿具有至少70%、至少75%、至少80%、至少85%或至少90%的阿洛酮糖純度。

32、方面21：根據方面15所述的方法，其中，所述分離至少部分地通過選自離心、過濾、傾析、膜分離以及它們的組合的一種或多種物理分離方法來進行。

33、方面22：根據方面15或方面21所述的方法，其中，對從所述最終母液中分離的阿洛酮糖晶體進行：i)?用水、有機溶劑、有機溶劑的共混物、水和有機溶劑的共混物、或包含至少一種碳水化合物(例如阿洛酮糖)的水溶液中的至少一種洗滌；ii)?干燥；或它們的組合。

34、方面23：根據方面14至方面22中任一者所述的方法，其中，所述進料糖漿/再循環糖膏混合物以活塞流方式(plug?flow?manner)通過所述第一階段結晶區，和/或如果進行步驟b)和步驟c)，則所述第一糖膏以活塞流方式通過所述第二階段結晶區。

35、方面24：根據方面1至方面23中任一者所述的方法，其中，所述方法以連續的方式執行。

36、方面25：阿洛酮糖晶體，其是根據方面1至方面24中任一者所述的方法獲得的。

37、方面26：可消耗產品，其包含如方面25所述的阿洛酮糖晶體和除阿洛酮糖晶體之外的至少一種額外成分，或使用如方面25所述的阿洛酮糖晶體和除阿洛酮糖晶體之外的至少一種額外成分制備。

38、方面27：制備可消耗產品的方法，其包括使用如方面25所述的阿洛酮糖晶體。

39、方面28：母液，其是根據方面1至方面24中任一者所述的方法獲得的。

40、方面29：根據方面28所述的母液，其中，所述母液適于用作人類或動物可消耗的產品，或者用作人類或動物可消耗的配制產品中的成分。

41、方面30：用于制備阿洛酮糖晶體的方法，其中所述方法包括：

42、a)?在第一亞環境壓力(sub-ambient?pressure)和第一溫度下蒸發進料阿洛酮糖糖漿，以制備具有阿洛酮糖糖漿目標飽和度的第一過飽和阿洛酮糖糖漿；

43、b)?將晶種引入到所述第一過飽和阿洛酮糖糖漿中，并使阿洛酮糖結晶，以制備包含阿洛酮糖晶體和第一過飽和母液的第一糖膏，所述第一過飽和母液具有第一目標母液飽和度，所述第一目標母液飽和度高于所述阿洛酮糖糖漿目標飽和度；

44、c)?在所述第一亞環境壓力和所述第一溫度下蒸發所述第一糖膏，以制備包含阿洛酮糖晶體和第二過飽和母液的第二糖膏，所述第二過飽和母液具有第二目標母液飽和度，所述第二目標母液飽和度低于所述第一目標母液飽和度；

45、d)?將所述第一亞環境壓力升至第二亞環境壓力，并且將所述第二糖膏冷卻至第二溫度，以制備包含阿洛酮糖晶體和第三過飽和母液的第三糖膏，所述第三過飽和母液具有第三目標母液飽和度；

46、e)?將所述第二糖膏在所述第二亞環境壓力和所述第二溫度下保持一段時間，以制備包含阿洛酮糖晶體和第三母液的第三糖膏，所述第三母液具有第三目標母液飽和度；

47、f)?將所述壓力升至環境壓力，并且將所述第三糖膏以一定冷卻速率冷卻至第三溫度，以制備包含阿洛酮糖晶體和第四過飽和母液的第四糖膏，所述第四過飽和母液具有第四目標母液飽和度；

48、g)?使所述第四糖膏結晶一段結晶時間，以制備包含產物阿洛酮糖晶體和產物母液的產物糖膏，所述產物阿洛酮糖晶體以目標產率制備，所述產物母液具有目標產物母液過飽和度；以及

49、h)?從所述產物過飽和母液中分離出所述產物阿洛酮糖晶體，以所述目標產率提供阿洛酮糖晶體。

50、方面31：根據方面30所述的方法，其中所述目標產率為40%或更大。

51、方面32：根據方面30或方面31所述的方法，其中所述進料阿洛酮糖糖漿具有50重量%至80重量%的總干固體含量。

52、方面33：根據方面30至方面32中任一者所述的方法，其中所述進料阿洛酮糖糖漿中的阿洛酮糖的純度為至少80%，基于干固體重量計。

53、方面34：根據方面30至方面33中任一者所述的方法，其中所述進料阿洛酮糖糖漿的ph為2.5至6.0。

54、方面35：根據方面30至方面34中任一者所述的方法，其中所述進料阿洛酮糖糖漿的純度為至少95%，基于干固體重量計。

55、方面36：根據方面30至方面35中任一者所述的方法，其中所述進料阿洛酮糖糖漿的純度為至少98%，基于干固體重量計。

56、方面37：根據方面30至方面36中任一者所述的方法，其中所述晶種占所述進料阿洛酮糖糖漿的0.0001重量%至5重量%。

57、方面38：根據方面30至方面37中任一者所述的方法，其中所述晶種具有75微米或更小的平均粒度。

58、方面39：根據方面30至方面38中任一者所述的方法，其中所述晶種具有5微米至250微米的平均粒度。

59、方面40：根據方面30至方面39中任一者所述的方法，其中所述第一溫度為35℃至50℃。

60、方面41：根據方面30至方面40中任一者所述的方法，其中所述第一目標母液飽和度為1.05至1.15。

61、方面42：根據方面30至方面41中任一者所述的方法，其中所述第一過飽和母液包含基于干固體計85重量%至90重量%的阿洛酮糖。

62、方面43：根據方面30至方面42中任一者所述的方法，其中所述第二溫度為22℃至35℃。

63、方面44：根據方面30至方面43中任一者所述的方法，其中所述第二目標母液飽和度為1.05過飽和或更低。

64、方面45：根據方面30至方面44中任一者所述的方法，其中所述第二過飽和母液包含基于干固體計80重量%至95重量%的阿洛酮糖。

65、方面46：根據方面30至方面45中任一者所述的方法，其中所述第三溫度為20℃至25℃。

66、方面47：根據方面30至方面46中任一者所述的方法，其中所述第三目標母液飽和度為1.1至1.2過飽和。

67、方面48：根據方面30至方面47中任一者所述的方法，其中所述第四目標母液飽和度為1.05至1.2過飽和。

68、方面49：根據方面30至方面48中任一者所述的方法，其中所述分離至少部分地通過選自離心、過濾、傾析、膜分離以及它們的組合的一種或多種物理分離方法來進行。

69、方面50：根據方面30至方面49中任一者所述的方法，其中，對從所述最終母液中分離的阿洛酮糖晶體進行：i)?用水、有機溶劑、有機溶劑的共混物、水和有機溶劑的共混物、或包含至少一種碳水化合物的水溶液中的至少一種洗滌；ii)?干燥；或它們的組合。

70、方面51：阿洛酮糖晶體，其是根據方面30至方面50中任一者所述的方法獲得的。

71、方面52：可消耗產品，其包含如方面30至方面51中任一者所述的阿洛酮糖晶體和除阿洛酮糖晶體之外的至少一種額外成分，或使用如方面30至方面51中任一者所述的阿洛酮糖晶體和除阿洛酮糖晶體之外的至少一種額外成分制備。

72、方面53：制備可消耗產品的方法，其包括使用如方面30至方面51中任一者所述的阿洛酮糖晶體。

73、方面54：母液，其中所述母液是根據方面30至方面53中任一者所述的方法獲得的產物母液。

74、方面55：母液，其中所述母液是根據方面30至方面54中任一者所述的方法獲得的產物母液，并且其中所述母液適于用作人類或動物可消耗的產品，或者用作人類或動物可消耗的配制產品中的成分。

75、方面56：阿洛酮糖晶體產品，以體積計，其平均粒度為100微米至500微米，且其d10為10微米至100微米，如通過激光衍射測定的。

76、方面57：根據方面56所述的阿洛酮糖晶體產品，其以體積計的d90為300微米至1000微米，如通過激光衍射測定的。

77、方面58：根據方面56或方面57所述的阿洛酮糖晶體產品，其以體積計的中值粒度為50微米至250微米，如通過激光衍射測定的。

78、方面59：根據方面56至方面58中任一者所述的阿洛酮糖晶體產品，其中所述產品的堆密度為至少30?lb/ft3。

79、方面60：可消耗產品，其包含如方面56至方面59中任一者所述的阿洛酮糖晶體產品和除阿洛酮糖晶體之外的至少一種額外成分。

80、方面61：用于制備阿洛酮糖晶體的方法，其中所述方法包括：

81、a)?在亞環境壓力和第一溫度下蒸發進料阿洛酮糖糖漿，以制備具有阿洛酮糖糖漿目標飽和度的第一過飽和阿洛酮糖糖漿；

82、b)?將晶種引入到所述第一過飽和阿洛酮糖糖漿中，并使所述阿洛酮糖以一定結晶速率結晶，以制備包含阿洛酮糖晶體和第一過飽和母液的第一糖膏，所述第一過飽和母液具有第一目標母液飽和度，所述第一目標母液飽和度高于所述阿洛酮糖糖漿目標飽和度；

83、c)?在所述亞環境壓力和低于所述第一溫度的第二溫度下蒸發所述第一糖膏，以制備包含阿洛酮糖晶體和第二過飽和母液的第二糖膏，所述第二過飽和母液具有第二目標母液飽和度，所述第二目標母液飽和度低于所述第一目標母液飽和度；

84、d)?將所述壓力升至環境壓力，并且將所述第二糖膏以一定冷卻速率冷卻至低于所述第二溫度的第三溫度，以制備包含阿洛酮糖晶體和第三過飽和母液的第三糖膏，所述第三過飽和母液具有第三目標母液飽和度；

85、e)?使所述第三糖膏結晶一段結晶時間，以制備包含產物阿洛酮糖晶體和產物母液的產物糖膏，所述產物阿洛酮糖晶體以目標產率制備，所述產物母液具有目標產物母液過飽和度；以及

86、f)?從所述產物過飽和母液中分離出所述產物阿洛酮糖晶體，以所述目標產率提供阿洛酮糖晶體。

87、方面62：根據方面61所述的方法，其中所述阿洛酮糖糖漿目標飽和度為1.05至1.20。

88、方面63：根據方面61或方面62所述的方法，其中所述第一目標母液飽和度為1.10至1.35。

89、方面64：根據方面61至方面63中任一者所述的方法，其中所述過飽和阿洛酮糖糖漿具有78重量%至90重量%的總干固體含量。

90、方面65：根據方面61至方面64中任一者所述的方法，其中所述目標產率為40%或更大。

91、方面66：根據方面61至方面65中任一者所述的方法，其中步驟c)中的阿洛酮糖晶體的產率為5重量%至20重量%。

92、方面67：根據方面61至方面66中任一者所述的方法，其中步驟c)中的阿洛酮糖的結晶速率為每小時1重量%至5重量%。

93、方面68：根據方面61至方面67中任一者所述的方法，其中步驟e)中的結晶時間為5小時至50小時。

94、方面69：根據方面61至方面68中任一者所述的方法，其中所述進料阿洛酮糖糖漿具有50重量%至80重量%的總干固體含量。

95、方面70：根據方面61至方面69中任一者所述的方法，其中所述進料阿洛酮糖糖漿中的阿洛酮糖的純度為至少80%，基于干固體重量計。

96、方面71：根據方面61至方面70中任一者所述的方法，其中所述進料阿洛酮糖糖漿的ph為2.5至6.0。

97、方面72：根據方面61至方面71中任一者所述的方法，其中所述進料阿洛酮糖糖漿的純度為至少95%，基于干固體重量計。

98、方面73：根據方面61至方面72中任一者所述的方法，其中所述進料阿洛酮糖糖漿的純度為至少98%，基于干固體重量計。

99、方面74：根據方面61至方面73中任一者所述的方法，其中所述晶種占所述進料阿洛酮糖糖漿的0.0001重量%至5重量%。

100、方面75：根據方面61至方面74中任一者所述的方法，其中所述晶種具有75微米或更小的平均粒度。

101、方面76：根據方面61至方面75中任一者所述的方法，其中所述晶種具有5微米至250微米的平均粒度。

102、方面77：根據方面61至方面76中任一者所述的方法，其中所述第一溫度為30℃至70℃。

103、方面78：根據方面61至方面77中任一者所述的方法，其中所述第一目標母液飽和度為1.10至1.15。

104、方面79：根據方面61至方面78中任一者所述的方法，其中所述第一過飽和母液包含基于干固體計85重量%至90重量%的阿洛酮糖。

105、方面80：根據方面61至方面79中任一者所述的方法，其中所述第二溫度為25℃至50℃。

106、方面81：根據方面61至方面80中任一者所述的方法，其中所述亞環境壓力為25毫巴至55毫巴。

107、方面82：根據方面61至方面81中任一者所述的方法，其中所述第三溫度為5℃至50℃。

108、方面83：根據方面61至方面82中任一者所述的方法，其中所述第二目標母液飽和度為1.05過飽和或更低。

109、方面84：根據方面61至方面83中任一者所述的方法，其中所述第二過飽和母液包含基于干固體計80重量%至95重量%的阿洛酮糖。

110、方面85：根據方面61至方面84中任一者所述的方法，其中所述第三目標母液飽和度為1.05至1.2過飽和。

111、方面86：根據方面61至方面85中任一者所述的方法，其中所述分離至少部分地通過選自離心、過濾、傾析、膜分離以及它們的組合的一種或多種物理分離方法來進行。

112、方面87：根據方面61至方面86中任一者所述的方法，其中，對從所述最終母液中分離的阿洛酮糖晶體進行：i)?用水、有機溶劑、有機溶劑的共混物、水和有機溶劑的共混物、或包含至少一種碳水化合物的水溶液中的至少一種洗滌；ii)?干燥；或它們的組合。

113、方面88：阿洛酮糖晶體，其是根據方面61至方面87中任一者所述的方法獲得的。

114、方面89：可消耗產品，其包含如方面61至方面87中任一者所述的阿洛酮糖晶體和除阿洛酮糖晶體之外的至少一種額外成分，或使用如方面61至方面87中任一者所述的阿洛酮糖晶體和除阿洛酮糖晶體之外的至少一種額外成分制備。

115、方面90：制備可消耗產品的方法，其包括使用根據方面61至方面87中任一者所述的方法獲得的阿洛酮糖晶體。

116、方面91：母液，其中所述母液是根據方面61至方面87中任一者所述的方法獲得的產物母液。

117、方面92：母液，其中所述母液是根據方面61至方面87中任一者獲得的產物母液，并且其中所述母液適于用作人類或動物可消耗的產品，或者用作人類或動物可消耗的配制產品中的成分。