CN105218598B - 微波辅助水解几丁质制备d- 氨基葡萄糖盐酸盐的方法 - Google Patents

Abstract

微波辅助水解几丁质制备氨基葡萄糖盐酸盐的方法，属于医药、保健品原料生产技术领域，以粗品几丁质为起始原料，采用微波辅助盐酸进行酸解，水解液通过微滤组合超滤膜分离技术精制，滤出杂质及大分子物质，浓缩、结晶，获得D‑氨基葡萄糖盐酸盐产品的方法。采用微波辅助酸解技术可以在较低的酸浓度下（10‑15%）快速水解几丁质，且水解率可达到90%以上，水解液采用微滤组合超滤膜分离精制技术，解决传统水解工艺生产成本高、效率低、废弃物排放多的技术难题。

Description

微波辅助水解几丁质制备D- 氨基葡萄糖盐酸盐的方法

技术领域

本发明属于医药、保健品原料生产技术领域。

背景技术

氨基葡萄糖（Glucosamine），2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖，简称氨糖，是具有重要应用价值的骨关节炎的膳食补充剂和临床治疗的辅助用药，能够强化软骨结构，预防关节病变，修复骨质疏松导致的软骨受损，舒缓关节炎引起的疼痛、僵硬和肿胀。随着世界范围内的人口结构的老龄化趋势，骨关节炎患者愈来愈多，氨糖作为膳食补充剂大量用于骨关节炎的预防和辅助治疗，全球氨糖市场已发展到3万吨以上规模。

伴随着氨糖市场的快速发展，其产品品质和原料来源问题逐渐突出。目前市场上的氨糖主要为甲壳源氨糖，是以虾蟹壳中的甲壳素为原料，依次通过碱浸脱除蛋白质、酸浸去除矿物质等多个步骤进行生产的，尽管最终产品纯度均能够满足医药和食品标准，但仍然存在微量的过敏因子，容易引发皮疹、骚痒、腹泻、过敏性哮喘等症状。尤其在欧美市场，有大量的人群是虾蟹蛋白过敏者。与此同时，伊斯兰教国家及一些崇尚素食的人群拒绝带有虾蟹原料气味的甲壳源氨糖。近年来，国际市场上产生了安全性更好的植物源氨糖，其生产的原料不是来自动物的甲壳素，而是来自于植物原料转化而成的真菌几丁质。

传统制备氨糖的工艺就是直接用酸水解几丁质，几丁质水解是在浓酸（>20%）和高温（>100℃）条件下完成的。微波技术因具有促进反应的高效性和强选择性，操作简便，副产物少，产率高及产物易于提纯等优点而被广泛应用于蛋白质水解、有机合成、酯化等反应过程中，近十年来，微波辐射在化学加工领域内的应用已经成热点课题。同样，微波处理能对物质内部结构产生显著的影响，已广泛用于天然成分的提取高效提取与降解等方面。微波辅助水解几丁质制备氨糖利用的是微波能够直接加强分子振动，促进反应进程的原理，微波可以在较低的酸浓度下（10-15%）快速水解几丁质。

发明内容

本发明的目的是提出一种能克服现有技术缺陷的质量好、副产少的微波辅助水解几丁质制备氨糖的方法。

本发明技术方案是：将粗品几丁质和盐酸在微波条件下进行酸解，然后取酸解生成的水解液通过微滤组合超滤方法，滤出杂质及大分子物质后，经浓缩、结晶，取得D- 氨基葡萄糖盐酸盐。

本发明通过微波辅助酸水解、膜分离精制得到目标产品D- 氨基葡萄糖盐酸盐，采用的原料粗品几丁质可以取自发酵柠檬酸的玉米渣、食用菌渣等提取的粗品几丁质。

本发明采用微波辅助酸解技术，利用的是微波能够直接加强分子振动，促进反应进程的原理，微波可以在较低的酸浓度下（10-15%）快速水解几丁质，且水解率可达到90%以上，而传统的几丁质水解是在浓酸（>20%）和高温（>100℃）条件下完成的，克服了传统水解工艺生产成本高、效率低的技术难题。

本发明与现有技术相比，其显著优点是 ：

1、本发明提供了一种高效的生产工艺与传统提取方法相比，微波辅助水解工艺技术可以缩短生产时间50%、酸用的消耗以及废物的产生降低30%，同时可以提高水解率。它的优越性不仅在于降低了操作费用，而且也合乎环境保护要求，是一种有广阔发展前途的新工艺。

2、采用微滤组合超滤精制技术，免去传统活性炭脱色增加排放大量的活性炭废弃物，同时具有工艺简单、生产效率高的优点。

进一步地，本发明所述粗品几丁质中几丁质的质量含量＞30%。本发明采用超声波-酶法辅助提取工艺，细胞壁几丁质含量得到提高，有利于后续的微波酸水解效率，如粗品几丁质中几丁质含量太低水解效率低需要消耗大量酸，同时排放的废弃物多，效益不显著。

所述粗品几丁质和盐酸的投料质量比为1∶1 ～1.5。在这个比例刚好能将物料浸润，搅拌起来，比例高会增加酸用量。

盐酸的体积浓度为12～15%。在微波辅助作用下，该浓度条件可以达到水解率90%以上，浓度低水解率低，传统的几丁质水解是在浓酸条件下（>20%），酸消耗量大。

所述微波条件是：频率2450MHz，功率：5～40W/kg料液。微波功率根据物料的量来可控调节，避免功率低水解效率低，功率大能耗高的缺点。

酸解的温度条件为65～75℃，即可达到要求的水解反应条件，不需要高温反应，增加能耗，起到节能的效果。

所述微滤组合超滤方法中的有机膜超滤膜的过滤系数为2000D，可实现有机膜超滤精制。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步的阐述。

实施例1

分别称取发酵柠檬酸菌丝渣提取的粗品几丁质1000kg（含几丁质35%）、体积浓度为12%的盐酸1000 ～1200kg加入专用微波反应釜中，开启搅拌、充分搅匀；开启微波发生装置，微波频率2450MHz，调节微波功率15KW，并控制反应釜料液温度65～70℃，水解1.5 小时。水解液采用陶瓷膜微滤组合2000D的有机膜超滤精制，膜分离后的料液，减压浓缩，浓缩至30%的体积，冷却、静置、结晶；乙醇洗涤结晶物料，真空干燥，干燥温度为65℃，获得水分含量﹤0.1%的D-氨基葡萄糖盐酸盐302.5kg，产品收率为86. 4%。

实施例2

分别称取食用菌渣提取的粗品几丁质1500kg（含几丁质32%）、体积浓度为15%的盐酸1800kg加入专用微波反应釜中，开启搅拌、充分搅匀；开启微波发生装置，微波频率2450MHz，调节微波功率20KW，并控制反应釜料液温度70～75℃，水解1 小时。水解液采用陶瓷膜微滤组合2000D的有机膜超滤精制，膜分离后的料液，减压浓缩，浓缩至30%的体积，冷却、静置、结晶；乙醇洗涤结晶物料，真空干燥，干燥温度为65℃，水分含量﹤0.1%的D-氨基葡萄糖盐酸盐419kg，产品收率为 87.3%。

Claims (2)

1.微波辅助水解几丁质制备D- 氨基葡萄糖盐酸盐的方法，其特征在于：将以发酵柠檬酸的玉米渣、食用菌渣提取的粗品几丁质和盐酸在微波条件下进行酸解，然后取酸解生成的水解液通过微滤组合超滤方法，滤出杂质及大分子物质后，经浓缩、结晶，取得D- 氨基葡萄糖盐酸盐；

所述粗品几丁质中几丁质的质量含量＞30%；

所述粗品几丁质和盐酸的投料质量比为1∶1 ～1.5；

盐酸的体积浓度为12～15%；

所述微波条件是：频率2450MHz，功率：5～40W/kg物料；

酸解的温度条件为65～75℃。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述微滤组合超滤方法中的有机膜超滤膜的过滤系数为2000D。