CN103145602A

CN103145602A - 5-羟基色氨酸的新型提取纯化工艺

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Publication number: CN103145602A
Application number: CN2013100617416A
Authority: CN
Inventors: 李玉山
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2013-06-12

Abstract

5-羟基色氨酸的新型提取纯化工艺，该工艺主要包括以下步骤：1)加纳籽压榨除油；2)饼粕的提取；3)提取液浓缩，脱脂；4)浓缩液结晶；5)结晶物离心，干燥；6)结晶母液的再处理。尤其是对结晶母液用4种方法处理，有效的利用了稀缺资源，提高了收率，总收率可达12.5％。压榨和提取过程中采用了抗氧化处理技术，该工艺先进独特，具有提取条件温和，提取率高，生产成本低，收率高，操作简便的特点，整个生产过程做到了资源节约，环境友好，适合工业化生产。

Description

5-羟基色氨酸的新型提取纯化工艺

技术领域

本发明涉及5-羟基色氨酸的新型提取纯化工艺。

背景技术

5-羟基色氨酸(5-hydroxytryptophan)，是从非洲豆科灌木植物加纳谷物Griffonia simplicifolia的种子提取的一种天然氨基酸，分子式：C₁₁H₁₂N₂0₃，分子量：220.23。种子呈长圆形，长约1.5厘米，宽约1厘米，种皮黑色，有皱纹，胚乳黄绿色，略带豆香味，干粒果实重约80克，野生于非洲加纳、象牙海岸和多哥等西非国家。5-羟基色氨酸是纯天然草药处方，有镇静作用，它是人体内一种荷尔蒙(serotonin)的前驱物质，可以帮助人体内产生这种荷尔蒙，使其在体内达到平衡。它会影响我们的情绪、睡眠和食欲，造成脑中的血清素不平衡时需5-羟基色氨酸来维持身体处于正常状态。结构式如下

5-羟基色氨酸(5-HTP)在体内维生素B₆的帮助下可通过脱羧基转化为5-羟色胺(5-HT)，又被称为血清素。5-羟基色氨酸是神经递质5-羟色胺(5-HT)的前体，该物及其代谢产物具有生物学活性，参与细胞间的信号传递，参与体内的多种活动，人类的抑郁、睡眠、食欲以及疼痛均与之有关。5-羟色胺存在于在脑部、血小板、肠胃、中枢神经系统中，它是脑部控制情绪、行为、胃口、睡眠、冲动的重要化学物质。5-羟基色氨酸能有效帮助产生复合胺，因此可促进情绪、神经系统的健康。研究表明，5-羟基色氨酸可抑制食欲，减少脂肪摄取，减少焦虑，控制情绪，促进睡眠。也可作为食品成分，在许多饮食所含的蛋白质中可以找到。5-羟基色氨酸是处方药-百忧解(Prozac)的天然替代品。百忧解这类的药物，可防脑细胞太快耗尽血清素，而5-羟基色氨酸可增加脑细胞的血清素制造量，对于正常神经和脑的功能有帮助。血清素可以帮助睡眠，也可有效的控制疼痛。因此5-羟基色氨酸也成功用于治疗睡眠失调。由于血清素是褪黑素(一种调节睡眠和清醒周期的天然荷尔蒙)的前身，因此当血清素的含量提高时，褪黑素的含量也就增加，使得睡眠更为香甜。此外，使用5-羟基色氨酸能帮助抑制食欲，它能使人体所摄取的碳水化合物更少且更快感到饱足，每天摄取750毫克的5-羟基色氨酸可以减少碳水化合物的吸收，并且不使体重增加，进而达到减轻体重的效果。

目前，提取5-羟基色氨酸的工艺有水提取，醇提取，但在后序纯化中收率普遍不高，产品色泽不好，而且产生大量结晶母液无法处理，浪费了资源，污染了环境。也可化学合成，在高压反应釜内，加入Raney-Ni和ZnO催化剂、色氨酸、羟基乙酸和盐酸合成，未见工业化报道。微生物法大体上可以分为直接发酵法、微生物转化法和酶法。近年来还出现了将直接发酵法与化学合成法相结合，直接发酵法与转化法相结合生产5-羟基色氨酸的研究。但合成的5-羟基色氨酸在发酵的过程中容易受污染，日本曾发生过污染产品致死事件。

化学合成法和微生物法仅限于理论，目前还无法工业化生产，制备5-羟基色氨酸还是通过从非洲加纳籽中提取。本发明采用独特的工艺，提取了高纯度，色泽亮的5-羟基色氨酸，尤其是对结晶母液进行了多种方式的处理。具有工艺简单、生产周期短、成本低的特点，符合环保和安全的要求，适于规模型工业化生产。

发明内容

第一压榨：LYZ×24型低温螺旋榨油机，加纳籽用5％的亚硫酸钠润湿，压榨，收集黄绿色的饼粕。

第二提取：压榨好的饼粕用80％甲醇8，6，4倍量在60℃下分别提取2.0h，1.5h，1.0h。

第三浓缩：提取液在减压下浓缩至酒精度20％

第四脱脂：浓缩液加入等体积石油醚(60～90°)萃取3次。或加入pH2-3的盐酸水液溶解，

第五脱色：所得的水溶液再用活性炭脱色。

第六结晶：萃取液在10℃下结晶。

第七离心，干燥：结晶物离心，漂洗，干燥。

第八母液处理：结晶母液与结晶物漂洗液合并处理。

具体实施方式

方式一：1.压榨：取600kg加纳籽，用LYZ×24型低温螺旋榨油机压榨，入榨料温30～40℃，加纳籽用10％亚硫酸钠浸湿，使含水量12％左右，进料时先少后多，逐渐加量，禁止下料过快，不断捅料门，防止断料，断料时间或停机时间一般不超过5min，主电机配置变频器，榨油机先调速至12r/min，待温度上升至35℃时，调至10r/min，并分2～3次把饼粕厚度调至10mm左右，主机电流35～40A。2.提取：取压榨好的饼粕500kg投入多功能提取罐中，加入3000kg80％甲醇在60℃提取2h，提取前先浸泡1h，提取液过滤。滤渣再以2000kg80％甲醇在60℃提取1.5h，提取液过滤。滤渣再以1500kg80％甲醇在60℃提取1.0h，3.浓缩：3次提取液在40～50℃下减压浓缩，浓缩至酒精度15％，放凉，备用。4.脱脂：浓缩液中加入2倍，2倍，1倍体积的石油醚(60～90°)，分别在50℃搅拌下30min，静置1h，收集水溶液。5.脱色：上述水溶液中加入5kg活性炭在60℃下脱色30min，热过滤，得到滤液。6.结晶：将脱色好料液移至结晶槽上的结晶缸内(结晶槽内冷却水保持冷却循环，并保证结晶槽内水温不高于10℃)，并充分搅拌。7.离心，干燥：给离心机内铺好干净的滤布，空转离心机1分钟使滤袋紧贴离心机内壁，将结晶好物料倒入离心机离心约5分钟，待离心机出液口母液成滴时，关闭离心机将离心物料装入干净塑料袋内，每批约离心3～4次。将离心后的湿品均分两次转移到干燥机中，在-(0.06～0.08)MPa温度40～50℃条件下干燥2.5小时。得到5-羟基色氨酸41.6kg。8.结晶母液处理：母液中先加入1％PAM絮凝剂50L，充分搅拌，过滤，得到的滤液中加入聚合氯化铁铝絮凝剂溶液20L，充分搅拌，过滤，滤液通过732离子交换树脂，水洗，所得水液在50～60℃下减压浓缩至比重1.15，不高于10℃下结晶48h，离心，干燥，得到5-羟基色氨酸8.2kg。

方式二：1.压榨：同方式一。2.提取：取压榨好的饼粕300kg投入多功能提取罐中，加入纯化水3000kg，再加入10％亚硫酸钠液20L，维生素C2kg，充分搅拌浸泡1h，升温至50℃，在此温度下提取2h，过滤。滤渣加入纯化水2500kg，10％亚硫酸钠液8L，维生素C0.6kg，升温至50℃，在此温度下提取1.5h，过滤。滤渣加入纯化水2000kg，10％亚硫酸钠液4L，维生素C0.3kg，升温至50℃，在此温度下提取1.0h，过滤。3.浓缩：3次提取液在50～55℃下减压浓缩，浓缩至比重1.20，放凉。4.脱脂：浓缩液中加入pH2～3的盐酸水液调pH3～4，充分搅拌，过滤。滤液用氨水调pH6.0～6.5。5.脱色：上述水溶液中加入3kg活性炭在60℃下脱色30min，热过滤，得到滤液。6.结晶：方法同方式一。7.离心，干燥：方法同方式一。得到5-羟基色氨酸17.2kg。8.结晶母液处理：结晶母液通过D208树脂，水洗，收集水液，在50～55℃下减压浓缩至比重1.15，不高于10℃下结晶48h，离心，干燥，得到5-羟基色氨酸15.4kg。

方式三：压榨，提取，浓缩，脱脂，脱色，结晶，离心，干燥与方式一同。结晶母液的处理：母液用pH2～3的盐酸水液调pH3～4，过滤，滤液通过已处理好的732型离子交换树脂柱，先用纯化水洗去杂质，再用pH9～10的氨水洗脱，收集洗脱液，50～55℃下减压浓缩至比重1.15，不高于10℃下结晶48h，离心，干燥，得到5-羟基色氨酸。

方式四：压榨，提取，浓缩，脱脂，脱色，结晶，离心，干燥与方式二同。结晶母液的处理：母液中加入氧化镁6kg，加入硅藻土8kg，在50℃下保温搅拌30min，过滤，滤液在50～55℃下减压浓缩至比重1.15，不高于10℃下结晶48h，离心，干燥，得到5-羟基色氨酸。

方式五：压榨，提取，浓缩，脱脂，脱色，结晶，离心，干燥与方式一同。结晶母液的处理：母液通过已处理好的AB-8树脂，水洗，收集水液，在50～55℃下减压浓缩至比重1.15，不高于10℃下结晶48h，离心，干燥，得到5-羟基色氨酸。

方式六：压榨，提取，浓缩，脱脂，脱色，结晶，离心，干燥与方式二同。结晶母液的处理：母液中加入1％PAM絮凝剂60L，充分搅拌，过滤，得到的滤液中加入聚合氯化铁铝絮凝剂溶液40L，充分搅拌，过滤，滤液通过732离子交换树脂，水洗，所得水液在50～60℃下减压浓缩至比重1.15，不高于10℃下结晶48h，离心，干燥，得到5-羟基色氨酸。

方式七：压榨，提取，浓缩，脱脂，脱色，结晶，离心，干燥与方式一同。结晶母液的处理：母液母液中加入氧化镁5kg，加入硅藻土6kg，在50℃下保温搅拌30min，过滤，滤液在50～55℃下减压浓缩至比重1.15，不高于10℃下结晶48h，离心，干燥，得到5-羟基色氨酸。

方式八：压榨，提取，浓缩，脱脂，脱色，结晶，离心，干燥与方式二同。结晶母液的处理：母液用pH2～3的盐酸水液调pH3～4，过滤，滤液通过已处理好的732型离子交换树脂柱，先用纯化水洗去杂质，再用pH9～10的氨水洗脱，收集洗脱液，50～55℃下减压浓缩至比重1.15，不高于10℃下结晶48h，离心，干燥，得到5-羟基色氨酸。

Claims

1.5-羟基色氨酸的新型提取纯化工艺，其特征在于，以非洲加纳籽为原料，该方法依次经以下步骤：

(1)压榨：LYZ×24型低温螺旋榨油机，加纳籽用5％的亚硫酸钠润湿，压榨，收集黄绿色的饼粕。

(2)提取：压榨好的饼粕用甲醇或纯化水提取。

(3)浓缩：甲醇提取液在40～50℃减压下浓缩至酒精度15％，水提取液50～55℃下减压浓缩至比重1.20。

(4)脱脂：甲醇提取浓缩液加入等体积石油醚(60～90°)萃取3次。水提取浓缩液加入pH2～3的盐酸水液溶解，

(5)脱色：所得的水溶液再用活性炭脱色。

(6)结晶：脱脂脱色水溶液在10℃下结晶。

(7)离心，干燥：结晶物离心，干燥。

(8)母液处理：结晶母液再处理。

2.根据权利1所述5-羟基色氨酸的新型提取纯化工艺，其特征在于，步骤(1)中压榨前加纳籽用10％亚硫酸润湿，使水分含量在12％左右。榨油机先调速至12r/min，待温度上升至35℃时，调至10r/min，并分2～3次把饼粕厚度调至10mm左右，主机电流35～40A。

3.根据权利1所述的5-羟基色氨酸的新型提取纯化工艺，其特征在于，步骤(2)中甲醇提取，在60℃以6，4，3倍量(w/w)80％甲醇提取2.0，1.5，1.0h。纯化水提取，在50℃以10，8，6倍量(w/w)提取2.0，1.5，1.0h。首次提取均先浸泡1h，水提取时加入亚硫酸钠和维生素C。

4.根据权利1所述的5-羟基色氨酸的新型提取纯化工艺，其特征在于，步骤(4)中甲醇浓缩液中加入2倍，2倍，1倍量的石油醚(60～90°)，分别在50℃搅拌下30min。水提取浓缩液加入pH2～3的盐酸水液调pH3～4。

5.根据权利1所述5-羟基色氨酸的新型提取纯化工艺，其特征在于，步骤(5)中脱脂水液在60℃下用活性炭脱色30min。

6.根据权利1所述5-羟基色氨酸的新型提取纯化工艺，其特征在于，步骤(6)中结晶温度不超过10℃，步骤(7)中在-(0.06～0.08)MPa温度40～50℃条件下干燥2.5小时。

7.根据权利1所述5-羟基色氨酸的新型提取纯化工艺，其特征在于，步骤(8)中不论是甲醇提取还是纯化水提取，母液的处理有4种方式，絮凝沉淀除杂：先以1％PAM絮凝剂处理，再用聚合氯化铁铝处理。母液树脂脱色法：所用树脂可为D208，AB-8树脂，色素树脂吸附，有效成分随水液洗脱。离子树脂交换法：母液用盐酸调pH值3～4后，通过732型树脂，有效成分的离子被树脂吸附，杂质成分被洗脱，再用氨水洗脱有效成分。氧化镁和硅藻土法：氧化镁可不可逆的吸附鞣质，硅藻土具有除杂，脱色作用，二者联用，效果更佳。

8.根据权利1，2，3，4，5，6，7所述5-羟基色氨酸的新型提取纯化工艺，其特征在于，以非洲加纳籽为原料，以甲醇提取和水两种方式提取，先结晶得到大量的5-羟基色氨酸，尤其是对结晶母液用4种方法处理，有效的利用了稀缺资源，提高了收率，总收率可达12.5％。