CN101880245A - 一种从西瓜中提纯瓜氨酸的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从西瓜中提纯瓜氨酸的方法，工艺步骤包括西瓜去瓤酸水超声提取2-3次，沉降剂沉降杂质，大孔树脂柱和强酸性阳离子树脂柱串联纯化瓜氨酸，氨水洗脱，浓缩结晶，粗结晶物酸水溶解、氨水调节ph重结晶等。本方法提取效率高，能耗低，所得产品纯度高。

Description

一种从西瓜中提纯瓜氨酸的方法

技术领域：

本发明涉及一种从西瓜中提纯瓜氨酸的方法，特别是一种应用沉降剂和树脂柱分离纯化瓜氨酸的方法。

背景技术：

西瓜为葫芦科植物西瓜的果实。我国南北皆有西瓜栽培。瓜呈圆形或椭圆形，皮色有浓绿、绿、白或绿色夹蛇纹等。瓤多汁而甜，呈浓红、淡红、黄或白色。

西瓜堪称“瓜中之王”，味道甘味多汁，清爽解渴，是盛夏佳果，西瓜除不含脂肪和胆固醇外，含有大量葡萄糖、苹果酸、果糖、蛋白氨基酸、及丰富的维生素C等物质，是一种富有营养、纯净、食用安全的食品。

西瓜性味，甘、寒、无毒，在古今用于民俗治病和食疗保健的资料甚丰。皮及瓤均为利尿剂，治肾炎水肿、糖尿病、黄疸；西瓜仁有清肺润肠助消化作用，另据报道，西瓜子仁中还有一种能降低血压的物质，并可缓解急性膀胱炎的症状。西瓜中的配糖体也有降低血压作用。；西瓜皮(中医称西瓜翠衣)可治闪腰岔气和口唇生疮。

瓜氨酸是一种α氨基酸，首先抽取出瓜氨酸的西瓜而来。主要分布在西瓜皮中。

分子式：C6H13N303

分子量：175.19

水溶解性200g/L(20℃)

瓜氨酸提高免疫系统功能，维护关节运动的机能，平衡正常的血糖水平，含丰富的抗氧化剂吸收有害的自由基，帮助保持胆固醇的正常水平。

瓜氨酸还可以提高建康的性生活功能。瓜氨酸可在人体内与氨作用，生成精氨酸和一氧化氮。一氧化氮会活化guanylyl cyclase酵素，导致平滑肌舒张。它也可以使人的血管获得松弛，用于增强男性性功能，以及治疗性功能障碍，被称为“天然伟哥”。

前瓜氨酸的生产方法有：(1)化学法；(2)发酵法；(3)酶法；(4)直接提取法。化学法生产瓜氨酸，过程控制比较困难，产品中含有旋光对映体D一瓜氨酸，影响产品质量，生产过程中产生大量废水，污染环境但化学法是国内目前瓜氨酸工业化生产的主要方法。发酵法生产的难点在于瓜氨酸产率低，从发酵液中提取瓜氨酸的成本较高。酶法生产是指在精氨酸脱亚胺酶的作用下，精氨酸被转化为瓜氨酸，此法酶解条件要求较高。直接提取法从西皮等植物中提取瓜氨酸的方法。随着人们对天然产物的需求越来越大，天然瓜氨酸已成为瓜氨酸市场的主力军。

从植物中提取瓜氨酸的方法，一般水提取，膜过滤，阳离子交换树脂吸附，活性炭脱色或大孔树脂脱色，结晶重结晶。如专利200810056075“一种从西瓜或打瓜中提取复合氨基酸的方法”所公开的方法是：榨汁、超滤纳滤、离子交换树脂吸附、脱色、喷雾干燥。再如专利200610113510“一种从西瓜中提取瓜氨酸的方法”和专利200710120714“一种从西瓜或打瓜等植物组织中提取天然L-瓜氨酸的工业方法”，所公开的方法主要工序也是膜处理、离子交换树脂吸附，结晶。专利200510072130“一种从西瓜皮中提取瓜氨酸的方法”所公开的方法是采用压汁浓缩、离子交换树脂吸附、结晶等方法。周小华等发表的“HD.8树脂分离天花粉中的L.瓜氨酸”文献公开的方法是采用天花粉为原料水提，离子交换树脂吸附、大孔树脂吸附脱色等工序。

以上工艺存在除杂效果不好、能耗大，产品含量低。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种从西瓜中提纯瓜氨酸的方法，该工艺能够提高产品含量高，降低能耗。

本发明的目的是这样来实现的：

一种从西瓜中提纯瓜氨酸的方法，其特征在于包括以下几个步骤：

超声提取：取西瓜去瓤粉碎，加入3-6倍量酸性水超声提取1-2小时，提取2-3次，合并提取液；

沉降澄清：将提取液加入澄清剂澄清，得澄清液；

树脂分离纯化：将澄清液加入大孔树脂和强酸性阳离子交换树脂串联柱吸附，氨水洗脱阳离子交换树脂柱，收集瓜氨酸流分；

浓缩结晶：将瓜氨酸流分浓缩密度1.4-1.5，低温结晶；

重结晶：将结晶物滤出，依次用去离子水和乙醇洗涤后，酸水加入溶解，氨水调节至等电点重复结晶2-3次，干燥即得瓜氨酸产品。

步骤1)中超声波频率可选于20-80KHz。

步骤2)中絮凝剂可选101果汁澄清剂、聚凝净或ZTC1+1天然澄清剂的一种，用量为提取液的0.5-3％。优选ZTC1+1天然澄清剂。

步骤3)中大孔树脂可选D3520、DM11或NK-II树脂的一种，强酸性阳离子树脂可选HD-8、003×7或D061树脂的一种，两种树脂用量比为1∶2-3，氨水浓度为0.1-1mol/L，用量为003×7或D061树脂的一种，两种树脂用量比为1∶2-3，氨水浓度为0.1-1mol/L，用量为柱体积的4-8倍量。优选NK-II和003×7串联柱。

步骤4)低温为1-10℃。

步骤1)、5)中的酸水为ph1-3的无机中强酸或有机强酸的水溶液。

步骤5)中乙醇为80-100％乙醇。

综上所述，本发明存在以下优点：酸水超声提取，提取时间短、杂质少、能耗低；沉降剂澄清，减少大孔树脂负载量，延长树脂寿命；大孔树脂和阳离子树脂串联，提高离子交换树脂的吸附量，所得产品含量高。

下面将结合具体实施方式进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于下列实施方式。

具体实施方式：

实施例1：

西瓜去瓤，取西瓜皮5kg粉碎投入超声提取罐，加入15Lph1的盐酸水溶液以频率80KHz超声提取1小时，提取3次，合并提取液，取225mlZTC1+1型沉降剂加入搅拌均匀，沉淀，取上清液泵入D3520大孔树脂和003×7阳离子树脂串联柱饱和吸附，去离子水冲洗中性，取8BV浓度为0.1mol/L氨水洗脱阳离子树脂柱，收集洗脱液，减压回收至密度1.5放置低温结晶，离心结晶物(结晶物含量61％)，依次用去离子水和90％的乙醇洗涤，ph1的酸水溶解，氨水调节ph6等电点低温结晶2次，结晶物再用水和99％乙醇洗涤后干燥，得瓜氨酸产品13g，含量90％。

实施例2：

西瓜去瓤，取西瓜皮5kg粉碎投入超声提取罐，加入30Lph2的硫酸水溶液以频率20KHz超声提取2小时，提取2次，合并提取液，取1.8L101果汁澄清剂沉降剂加入搅拌均匀，沉淀，取上清液泵入DM11大孔树脂和D061阳离子树脂串联柱饱和吸附，去离子水冲洗中性，取4BV浓度为1mol/L氨水洗脱阳离子树脂柱，收集洗脱液，减压回收至密度1.4，放置低温结晶，离心结晶物(结晶物含量58％)，依次用去离子水和95％的乙醇洗涤，ph3的酸水溶解，氨水调节ph6等电点低温结晶3次，结晶物再用水和99％乙醇洗涤后干燥，得瓜氨酸产品11g，含量91％。

西瓜去瓤，取西瓜皮5kg粉碎投入超声提取罐，加入15Lph3的醋酸水溶液以频率60KHz超声提取1小时，提取3次，合并提取液，取450ml聚凝净沉降剂加入搅拌均匀，沉淀，取上清液泵入D3520大孔树脂和HD-8阳离子树脂串联柱饱和吸附，去离子水冲洗中性，取6BV浓度为0.3mol/L氨水洗脱阳离子树脂柱，收集洗脱液，减压回收至密度1.5放置低温结晶，离心结晶物(结晶物含量60％)，依次用去离子水和80％的乙醇洗涤，ph2的酸水溶解，氨水调节ph6等电点结晶2次，结晶物用水和99％乙醇洗涤后干燥，得瓜氨酸产品11g，含量90％。

实施例4：

西瓜去瓤，取西瓜皮5kg粉碎投入超声提取罐，加入15Lph1的柠檬酸水溶液以频率60KHz超声提取1小时，提取3次，合并提取液，取225mlZTC1+1型沉降剂加入搅拌均匀，沉淀，取上清液泵入NK-II大孔树脂和003×7阳离子树脂串联柱饱和吸附，去离子水冲洗中性，取6BV浓度为0.2mol/L氨水洗脱阳离子树脂柱，收集洗脱液，减压回收至密度1.5放置低温结晶，离心结晶物(结晶物含量58％)，依次用去离子水和90％的乙醇洗涤，ph3的酸水溶解，氨水调节ph6等电点结晶2次，结晶物用水和乙醇洗涤后干燥，得瓜氨酸产品10g，含量92％。

实施例5：

西瓜去瓤，取西瓜皮10kg粉碎投入超声提取罐，加入50Lph1的盐酸水溶液以频率80KHz超声提取1小时，提取2次，合并提取液，取450mlZTC1+1型沉降剂加入搅拌均匀，沉淀，取上清液泵入NK-II大孔树脂和003×7阳离子树脂串联柱饱和吸附，去离子水冲洗中性，取6BV浓度为0.2mol/L氨水洗脱阳离子树脂柱，收集洗脱液，减压回收至密度1.5放置低温结晶，离心结晶物(结晶物含量61％)，依次用去离子水和90％的乙醇洗涤，ph1的酸水溶解，氨水调节ph6等电点结晶2次，结晶物用水和乙醇洗涤后干燥，得瓜氨酸产品25g，含量91％。

Claims (7)

1.一种从西瓜中提纯瓜氨酸的方法，其特征在于包括以下几个步骤：

1)超声提取：取西瓜去瓤粉碎，加入3-6倍量酸性水超声提取1-2小时，提取2-3次，合并提取液；

2)沉降澄清：将提取液加入澄清剂澄清，得澄清液；

3)树脂分离纯化：将澄清液加入大孔树脂和强酸性阳离子交换树脂串联柱吸附，氨水洗脱阳离子交换树脂柱，收集瓜氨酸流分；

4)浓缩结晶：将瓜氨酸流分浓缩密度1.4-1.5，低温结晶；

5)重结晶：将结晶物滤出，依次用去离子水和乙醇洗涤后，酸水加入溶解，氨水调节至等电点重复结晶2-3次，干燥即得瓜氨酸产品。

2.根据权利要求1从西瓜中提纯瓜氨酸的方法，其特征在于步骤1)中超声波频率可选于20-80KHz。

3.根据权利要求1从西瓜中提纯瓜氨酸的方法，其特征在于步骤2)中絮凝剂可选101果汁澄清剂、聚凝净或ZTC1+1天然澄清剂的一种，用量为提取液的0.5-3％。

4.根据权利要求1从西瓜中提纯瓜氨酸的方法，其特征在于步骤3)中大孔树脂可选D3520、DM11或NK-II树脂的一种，强酸性阳离子树脂可选HD-8、003×7或D061树脂的一种，两种树脂用量比为1∶2-3，氨水浓度为0.1-1mol/L，用量为柱体积的4-8倍量。

5.根据权利要求1从西瓜中提纯瓜氨酸的方法，其特征在于步骤4)低温为1-10℃。

6.根据权利要求1从西瓜中提纯瓜氨酸的方法，其特征在于步骤1)、5)中的酸水为ph1-3的无机中强酸或有机强酸的水溶液。

7.根据权利要求1从西瓜中提纯瓜氨酸的方法，其特征在于步骤5)中乙醇为80-100％乙醇。