CN102093281B

CN102093281B - 从加纳籽中分离5-羟基色氨酸的方法

Info

Publication number: CN102093281B
Application number: CN2010105891254A
Authority: CN
Inventors: 肖红; 王晓莹; 肖金霞; 郭文华
Original assignee: SHANXI JIAHE PLANT CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: SHAANXI JIAHE PHYTOCHEM CO., LTD.
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2030-12-15
Also published as: CN102093281A

Abstract

本发明提供一种从加纳籽中分离五羟基色氨酸的方法，主要解决了现有方法收率低和成本高的问题。本发明的具体技术解决方案包括以下步骤：1]脱脂，2]提取，3]除杂后结晶，4]重结晶，5]母液处理；该方法通过简单可行的工艺和设备即可分离得到含量大于98％的五羟基色氨酸，产品最终有效成分回收率可达到86％以上，适于工业化生产，并且该方法中所用有机溶剂少，对环境污染少，利于环保，生产安全性高。

Description

从加纳籽中分离5-羟基色氨酸的方法

技术领域

本发明属于生物化学技术领域，具体涉及一种从加纳籽中分离5-羟基色氨酸(5-HTP)的方法。

背景技术

加纳籽为豆科灌木植物加纳谷物Griffonia simplicifolia的干燥种子，种子长圆形，长约1.5厘米，宽约1厘米，种皮呈黑色，有皱纹，胚乳黄绿色，略带豆香味。该植物野生于非洲加纳、象牙海岸和多哥等西非国家，每年12月到次年2月采收。其有效成分5-羟基色氨酸是人体血清素的前体物质，可以帮助人体平衡这种荷尔蒙从而控制人体情绪、提高睡眠质量，并可以有效控制食欲，提高饱食中枢的敏感性，在减肥过程的饮食控制中，降低饥饿感，使减肥过程更轻松容易达成，作为食品添加剂在国内外得到广泛应用。

CN101648900A公开了一种从加纳籽中分离5-羟基色氨酸的方法，利用超临界萃取除油，除油后物料再用水或醇类溶剂或水与醇类溶剂的混合液提取3-5次，合并提取液，微滤、超滤，经离子交换树脂吸附，洗脱，真空浓缩，低温结晶，离心分离，微波干燥后得到高纯度5-羟基色氨酸干粉。此发明在得到5-羟基色氨酸共采用了四个主要的步骤，其工艺繁琐，在每个步骤均损失成分，且步骤中所用的超临界、微滤和超滤等设备昂贵，造成了生产成本的大大提高，不利于大规模化生产。

CN1760182A公开了“一种高纯度5-羟基色氨酸的制备方法”，其使用超临界萃取脱油方法和膜分离技术分离纯化5-羟基色氨酸，将脱除脂溶性杂质能力最强且不使用任何有机溶剂的超临界二氧化碳萃取技术和高效除去大分子杂质的膜分离技术相结合用于5-羟基色氨酸的制备过程中，该工艺对设备要求高，人员技术水平严格，生产成本高，不利于规模化生产，并且产品有效成分回收率较低。

李玉山中报道了一种5-羟基色氨酸的提取分离方法，确定最佳提取工艺为80％乙醇10倍量，在70度的条件下提取2h，共提取2次，将提取液浓缩至无醇石油醚脱脂，得到结晶，90％乙醇溶解加入活性炭脱色，得到结晶，母液用硅胶树脂处理，脱色结晶。该文献未脱脂直接将原料粉碎提取，提取浓缩无醇后脱脂。由于加纳籽原料中含有10％左右的油，原料经提取后，油可完全被醇提取出来，在生产上经浓缩至无醇后，再用石油醚脱脂，其所用石油醚量非常大，并且需要脱脂2-3次，这样的操作在实验室是非常简单可行的，但不适易于大生产，因此该工艺需要大量的石油醚；由于石油醚的闪点非常低，易着火，给生产带来了极大的安全隐患，另生产上若按此种方法脱脂，需大量的萃取工作要做，造成生产周期延长。

目前实际生产工艺中的收率较低，一般仅在6％左右，公开的提取方法中有的收率甚至更低。

发明内容

本发明提供一种从加纳籽中分离5-羟基色氨酸(5-HTP)的方法，主要解决了现有方法收率低和成本高的问题。

本发明的具体技术解决方案如下：

1]脱脂

将加纳籽原料粉碎至20-40目，在平转式浸出器中用有机溶剂进行脱脂，得脱脂物料；所述平转式浸出器密闭，脱脂过程在密闭空间内进行，所述有机溶剂为石油醚与乙酸乙酯或石油醚与丙酮的混合体系；

2]提取

用脱脂物料5-6倍质量的溶剂对脱脂物料进行2-3次的温浸提取，提取温度为45-65℃，提取过程中加入相当于加纳籽原料质量0.2％-10％的酶，提取完成后进行过滤并得到提取液，将提取液合并浓缩至热测比重1.01-1.10，得到提取浓缩液；所述溶剂为水、醇类溶剂或水与醇类溶剂的混合溶剂；

3]除杂后结晶

向经步骤2处理所得的提取浓缩液中加入吸附剂，搅拌30min-2h后过滤；将过滤液浓缩至热测比重为1.10-1.30，放置产生结晶，该结晶经离心后，母液备用，结晶干燥后得到粗品，粗品中5-羟基色氨酸的含量为80％-90％；所述吸附剂的质量为步骤1]选取的原料质量的1.0％-5.0％；

4]重结晶

将经步骤3]处理所得的结晶用2-10倍结晶质量，浓度为60％-85％的乙醇溶液，在60-80℃的条件下溶解，溶解后加入相当于结晶质量1％-10％的活性炭脱色10min-50min后过滤，将过滤液浓缩至热测比重1.02-1.10后，放置结晶；结晶经离心后，母液备用，结晶干燥；干燥后可得到收率为8.2-8.5％，含量98％以上的产品；

5]母液处理

将上述步骤3]、步骤4]过程中的母液合并，加水稀释至热测比重1.0-1.05后经大孔树脂分离，水洗除杂；除杂完成后，用3-5倍柱体积，浓度为20％-50％的乙醇洗脱有效成分，将含有有效成分的洗脱液浓缩至热测比重1.05-1.20，放置产生结晶；结晶经离心后，母液备用，结晶干燥，干燥后可得到收率为1.0-1.3％，含量为98％以上的产品。

上述步骤1]中的最佳混合体系为石油醚和乙酸乙酯，其最佳质量比为98∶2。

上述步骤2]中所用的酶为植物提取酶、纤维素酶或糖化酶任一或任意二者以任意比例混合，其最佳酶为植物提取酶和纤维素酶，质量比10∶1，用量为原料质量的0.5％。

上述步骤3]中所用的吸附剂为硅藻土、活性炭、氧化镁、氧化铝、活性白土任一或任意两种以任意比例混合；最佳吸附剂为氧化铝，最佳加入量为原料重量的1.5％。

上述步骤5]中所用的大孔树脂为D101、LS-300、7HP或LS-305。

本发明的优点在于：

该方法通过简单可行的工艺和设备即可分离得到含量大于98％的5-羟基色氨酸，产品最终有效成分回收率可达到86％以上，适于工业化生产，并且该方法中所用有机溶剂少，对环境污染少，利于环保，生产安全性高。

脱脂在提取有效成分前进行，并且脱脂设备安全；混合试剂的使用，不仅可脱除油类物质，而且还可除掉极性小的物质，给后序的结晶和除杂工艺减轻负担，避免对有效成分的干扰。

提取过程中加入适量的酶，大大提高了提取速度，有效降解了杂质成分，间接提高工艺过程中样品的含量；将母液的充分利用，降低生产成本；整个工艺的有效结合，使收率高，成本低。

附图说明

图1是实施例1得到的5-羟基色氨酸终产品含量测定结果的HPLC高效液相图谱；

图2是实施例2得到的5-羟基色氨酸终产品含量测定结果的HPLC高效液相图谱；

图3是实施例3得到的5-羟基色氨酸终产品含量测定结果的HPLC高效液相图谱。

具体实施方式

本发明的工艺如下：

1]脱脂

将加纳籽原料粉碎至20-40目，在平转式浸出器中用有机溶剂进行脱脂，得脱脂物料；所述平转式浸出器密闭，脱脂过程在密闭空间内进行，所述有机溶剂为石油醚与乙酸乙酯或石油醚与丙酮的混合体系；混合体系以石油醚和乙酸乙酯为佳，二者最佳比例为98∶2；

2]提取

用脱脂物料5-6倍质量的溶剂对脱脂物料进行2-3次的温浸提取，提取温度为45-65℃，提取过程中加入相当于加纳籽原料质量0.2％-10％的酶，提取完成后进行过滤并得到提取液，将提取液合并浓缩至热测比重1.01-1.10，得到提取浓缩液；所述溶剂为水、醇类溶剂或水与醇类溶剂的混合溶剂；上述的酶一般为植物提取酶、纤维素酶或糖化酶任一或任意二者以任意比例混合，最佳的酶为植物提取酶和纤维素酶，质量比10∶1，用量为原料质量的0.5％；

3]除杂后结晶

向经步骤2处理所得的提取浓缩液中加入吸附剂，搅拌30min-2h后过滤；将过滤液浓缩至热测比重为1.10-1.30，放置产生结晶，该结晶经离心后，母液备用，结晶干燥得到粗品；5-羟基色氨酸的含量为80％-90％；所述吸附剂的质量为步骤1]选取的原料质量的1.0％-5.0％；吸附剂一般选择硅藻土、活性炭、氧化镁、氧化铝、活性白土任一或任意两种以任意比例混合；最佳吸附剂为氧化铝，最佳加入量为原料重量的1.5％；

4]重结晶

将经步骤3]处理所得的结晶用2-10倍结晶质量，浓度为60％-85％的乙醇溶液，在60-80℃的条件下溶解，待溶解后加入相当于结晶质量1％-10％的活性炭脱色10min-50min后过滤，将过滤液浓缩至热测比重1.02-1.10后，放置结晶；结晶经离心后，母液备用，结晶干燥；干燥后可得到收率为8.2-8.5％，含量98％以上的产品；

5]母液处理

将上述步骤3]、步骤4]过程中的母液合并，加水稀释至热测比重1.0-1.05后经大孔树脂分离，水洗除杂；除杂完成后，用3-5倍柱体积，浓度为20％-50％的乙醇洗脱有效成分，将含有有效成分的洗脱液浓缩至热测比重1.05-1.20，放置产生结晶；结晶经离心后，母液备用，结晶干燥，干燥后可得到收率为1.0-1.5％，含量为98％以上的产品；所用的大孔树脂一般为D101、LS-300、7HP或LS-305。

以下结合具体实施例对本发明进行详述：

实施例1

1]脱脂：将100kg加纳籽原料粉碎至20目，原料中5-羟基色氨酸的含量为10.8％，在密闭的平转式浸出器中用石油醚和丙酮＝95∶5的混合体系进行脱脂，得脱脂物料；脱脂1次，每次2h；

2]提取：用脱脂物料6倍质量的水对脱脂物料进行3次的温浸提取，提取温度为50℃，提取过程中加入相当于加纳籽原料质量1％的植物提取酶，提取完成后进行过滤并得到提取液，将提取液合并浓缩至热测比重1.05，得到提取浓缩液；

3]除杂后结晶：向经步骤2处理所得的提取浓缩液中加入1kg的氧化铝，搅拌50min后过滤；将过滤液浓缩至热测比重为1.15，放置产生结晶，该结晶经离心后，母液备用，结晶干燥；干燥后可得到13.2kg，含量为87.1％的5-羟基色氨酸粗品；

4]重结晶：将经步骤3]处理所得的粗品用30kg，浓度为80％的乙醇在60℃的条件下溶解，待溶解后加入1kg的活性炭脱色，脱色30min后进行过滤；将过滤液浓缩至热测比重1.05后，放置结晶；结晶经离心后，母液备用，结晶干燥；干燥后可得到8.5kg，含量为98.4％的5-羟基色氨酸，收率为8.5％；

5]母液处理：将上述步骤3]、步骤4]过程中的母液合并，加水稀释至热测比重1.05后经大孔树脂LS-300分离，水洗除杂；除杂完成后，用3倍柱体积，浓度为30％的乙醇洗脱有效成分，将含有有效成分的洗脱液浓缩至热测比重1.05，放置产生结晶；结晶经离心后，母液备用，结晶干燥，干燥后可得到1.5kg，含量为99.1％的5-羟基色氨酸，收率为1.5％；

将8.5kg含量为98.4％的5-羟基色氨酸和1.5kg含量为99.1％的5-羟基色氨酸产品合并混匀后，得到10kg，含量为98.7％的产品，终产品的收率为10％，有效成分回收率为：91.4％。

表1

组分	保留时间min	峰面积μVs	峰高μV	含量％
					5-HTP	7.180	6275174	385731	98.7

实施例2

1]脱脂：将100kg加纳籽原料粉碎至30目，原料中5-羟基色氨酸的含量为10.8％，在密闭的平转式浸出器中用石油醚和丙酮＝98∶2的混合体系进行脱脂，得脱脂物料；脱脂1次，每次1.5h；

2]提取：用脱脂物料6倍质量，浓度为80％乙醇对脱脂物料进行3次，每次1.5h的温浸提取，提取温度为55℃，提取过程中加入相当于加纳籽原料质量0.5kg的混合酶，其为植物提取酶和纤维素酶的混合酶，其中植物提取酶为454g，纤维素酶为46g，提取完成后进行过滤并得到提取液，将提取液合并浓缩至热测比重1.08，得到提取浓缩液；

3]除杂后结晶：向经步骤2处理所得的提取浓缩液中加入2kg的活性炭，搅拌1.5h后过滤；将过滤液浓缩至热测比重为1.30，放置产生结晶，该结晶经离心后，母液备用，结晶干燥；干燥后可得到12.5kg，含量为83.6％的5-羟基色氨酸粗品；

4]重结晶：将经步骤3]处理所得的粗品用50kg，浓度为80％的乙醇在70℃的条件下溶解，待溶解后加入0.8kg的活性炭脱色，脱色40min后进行过滤；将过滤液浓缩至热测比重1.10后，放置结晶；结晶经离心后，母液备用，结晶干燥；干燥后可得到8.2kg，含量为98.6％的5-羟基色氨酸，收率为8.2％；

5]母液处理：将上述步骤3]、步骤4]过程中的母液合并，加水稀释至热测比重1.04后经大孔树脂LS-300分离，水洗除杂；除杂完成后，用4倍柱体积浓度为20％的乙醇，洗脱有效成分，将含有有效成分的洗脱液浓缩至热测比重1.10，放置产生结晶；结晶经离心后，母液备用，结晶干燥，干燥后可得到1.3kg，含量为98.5％的5-羟基色氨酸，收率为1.3％；

将8.2kg含量为98.6％的5-羟基色氨酸和1.3kg含量为98.5％的5-羟基色氨酸产品合并混匀后，得到9.5kg，含量为98.5％的产品，终产品的收率为9.5％。有效成分回收率为：86.6％。

表2

组分	保留时间min	峰面积μVs	峰高μV	含量％
					5-HTP	6.191	6635398	278772	98.5

实施例3

1]脱脂：将100kg加纳籽原料粉碎至20目，原料中5-羟基色氨酸的含量为10.8％，在密闭的平转式浸出器中用石油醚和乙酸乙酯＝90∶10的混合体系进行脱脂，得脱脂物料；脱脂1次，每次2h；

2]提取：用脱脂物料5倍质量的水对脱脂物料进行3次，每次1.5h的温浸提取，提取温度为60℃，提取过程中加入1.5kg的糖化酶，提取完成后进行过滤并得到提取液，将提取液合并浓缩至热测比重1.06，得到提取浓缩液；

3]除杂后结晶：向经步骤2处理所得的提取浓缩液中加入1kg的混合吸附剂，其为0.75kg的硅藻土和0.25kg的氧化铝，搅拌1.5h后过滤；将过滤液浓缩至热测比重为1.19，放置产生结晶，该结晶经离心后，母液备用，结晶干燥；干燥后可得到12.1kg，含量为87.9％的5-羟基色氨酸粗品；

4]重结晶：将经步骤3]处理所得的粗品用45kg，浓度为70％的乙醇在80℃的条件下溶解，待溶解后加入0.9kg的活性炭脱色，脱色40min后进行过滤；将过滤液浓缩至热测比重1.08后，放置结晶；结晶经离心后，母液备用，结晶干燥；干燥后可得到8.3kg，含量为98.3％的5-羟基色氨酸，收率为8.3％；

5]母液处理：将上述步骤3]、步骤4]过程中的母液合并，加水稀释至热测比重1.01后经大孔树脂7HP分离，水洗除杂；除杂完成后，用5倍柱体积浓度为40％的乙醇洗脱有效成分，将含有有效成分的洗脱液浓缩至热测比重1.08，放置产生结晶；结晶经离心后，母液备用，结晶干燥，干燥后可得到1.4kg，含量为98.6％的5-羟基色氨酸，收率为1.4％；

将8.3kg含量为98.3％的5-羟基色氨酸和1.4kg含量为98.6％的5-羟基色氨酸产品合并混匀后，得到9.7kg，含量为98.5％的产品，终产品的收率为9.7％。有效成分回收率为：88.5％。

表2

组分	保留时间min	峰面积μVs	峰高μV	含量％
					5-HTP	7.180	6834362	278547	98.5

Claims

1.一种从加纳籽中分离5-羟基色氨酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1]脱脂

2]提取

用脱脂物料5-6倍质量的溶剂对脱脂物料进行2-3次的温浸提取，提取温度为45-65℃，提取过程中加入相当于加纳籽原料质量0.2％-10％的酶，提取完成后进行过滤并得到提取液，将提取液合并浓缩至热测比重1.01-1.10，得到提取浓缩液；所述溶剂为水、醇类溶剂或水与醇类溶剂的混合溶剂；所述酶为植物提取酶、纤维素酶或糖化酶任一或任意二者以任意比例混合；

3]除杂后结晶

4]重结晶

将经步骤3]处理所得的结晶用2-10倍结晶质量，浓度为60％-85％的乙醇溶液，在60-80℃的条件下溶解，待溶解后加入相当于结晶质量1％-10％的活性炭脱色10min-50min后过滤，将过滤液浓缩至热测比重1.02-1.10后，放置结晶；结晶经离心后，母液备用，结晶干燥；干燥后可得到收率为8.2％-8.5％，含量98％以上的产品；

5]母液处理

将上述步骤3]、步骤4]过程中的母液合并，加水稀释至热测比重1.0-1.05后经大孔树脂分离，水洗除杂；除杂完成后，用3-5倍柱体积，浓度为20％-50％的乙醇洗脱有效成分，将含有有效成分的洗脱液浓缩至热测比重1.05-1.20，放置产生结晶；结晶经离心后，母液备用，结晶干燥，干燥后可得到收率为1.0％-1.5％，含量为98％以上的产品。

2.根据权利要求1所述的从加纳籽中分离5-羟基色氨酸的方法，其特征在于：所述步骤1]中的混合体系为石油醚和乙酸乙酯，石油醚和乙酸乙酯的质量比为98∶2。

3.根据权利要求2所述的从加纳籽中分离5-羟基色氨酸的方法，其特征在于：所述步骤3]中所用的吸附剂为硅藻土、活性炭、氧化镁、氧化铝、活性白土任一或任意两种以任意比例混合。

4.根据权利要求3所述的从加纳籽中分离5-羟基色氨酸的方法，其特征在于：所述步骤5]中所用的大孔树脂为D101、LS-300、7HP或LS-305。

5.根据权利要求4所述的从加纳籽中分离5-羟基色氨酸的方法，其特征在于：所述步骤3]中所用的吸附剂为氧化铝，加入量为原料重量的1.5％。

6.根据权利要求5所述的从加纳籽中分离5-羟基色氨酸的方法，其特征在于：所述步骤2]中的酶为植物提取酶和纤维素酶，质量比10∶1，用量为原料质量的0.5％。