CN105367414B

CN105367414B - 一种倍子、倍花酵解物的混合过滤方法

Info

Publication number: CN105367414B
Application number: CN201410411392.0A
Authority: CN
Inventors: 高从翠
Original assignee: Xiangxi Beiyuan Agricultural Science And Technology Co Ltd; Xiangxi Gaoyuan Biochemical Technology Co Ltd
Current assignee: Xiangxi Beiyuan Agricultural Science And Technology Co Ltd; Xiangxi Gaoyuan Biochemical Technology Co Ltd
Priority date: 2014-08-20
Filing date: 2014-08-20
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2034-08-20
Also published as: CN105367414A

Abstract

一种倍子、倍花酵解物的混合过滤方法。本发明公开了一种由倍子酵解物和倍花酵解物制备没食子酸的方法，包括：(A)备水：在浸提设备内加入需过滤的酵解物的50～250重量％的水量，预热到水温40～90摄氏度；(B)混料：将五倍子固体酵解物和倍花固体酵解物，按五倍子固体酵解物：倍花固体酵解物＝1：0.2～0.5的比例放入有预热水的浸提设备内进行搅拌加热至沸腾；(C)过滤：煮沸后放料进行真空抽滤，抽干后滤液放入结晶池，让其自然冷却结晶；(D)甩干：滤液结晶35～48小时后，即可进行固液分离，所得固体为没食子酸粗品；(E)粗品进行脱色、干燥、粉碎，获得没食子酸成品。

Description

一种倍子、倍花酵解物的混合过滤方法

技术领域

本发明涉及一种由五倍子酵解物和倍花酵解物制备没食子酸的方法，具体而言由五倍子、倍花酵解物提取没食子酸的混合过滤方法。

技术背景

生物工程，是二十一世纪化学工业的主导方向！我国在走过了以资源的大量消耗、大量“三废”对环境高污染为代价的高速发展之后，越来越呼唤可持续发展的高附加值的绿色循环经济。

没食子酸，亦称五倍子酸或倍酸，其化学名称：3,4,5-三羟基苯甲酸，英文名：GALLIC ACID，外观为白色或灰白色结晶粉末。是一种名贵的精细化工产品，广泛用于有机合成、化工、医药、食品、印染、国防及电子工业等领域。

目前，生产没食子酸的主要原料为五倍子、倍花或塔拉，主要生产方法是化学法(酸水解法或碱水解法)，此法一是产品质量不稳定，化学杂质较多；二是酸、碱对设备腐蚀严重；三是产生的酸碱废水严重污染环境。所以最理想的生产方法还是生物提取法。

五倍子发酵生产没食子酸，我国从上世纪三十年代开始研究和试制，八十年代开始进行工业化大生产，但因发酵物果胶重、黏度大，致使过滤难、效率低的技术难题困扰了行业数十年；而倍花发酵生产没食子酸，因其单宁含量低、果胶少，过滤易、但结晶难，需耗费大量热能进行浓缩后方可结晶析出，导致能耗很大，生产运行成本高。

如能解决以上技术难题，可使该行业低污染的生物提取法，逐步取代高污染的酸碱提取法。因此，解决过滤难和结晶难迫在眉睫。

发明内容

本发明所解决的技术问题是：改单一过滤为混合过滤，进行资源整合，取长补短，优势共享。即：取五倍子酵解物滤液易结晶之长、补倍花酵解物滤液难结晶之短，取倍花酵解物易过滤之长、补倍子酵解物难过滤之短，即达到操作简、成本低、污染小、效率高。简单化，就是最经济、最优化。

本发明提供了一种由倍子酵解物和倍花酵解物制备没食子酸的方法，该方法包括以下步骤：

(A)备水：在浸提设备例如夹层浸提锅(内胆为304材质)内加入需过滤的酵解物的100％～300％重量，优选150～250％重量的水量，预热到水温60～90摄氏度，优选70～80摄氏度；

(B)混料：将(例如已分开发酵12～20天的)五倍子酵解物和倍花酵解物，按1：0.2～0.5(即倍花干料重约为倍子干料重的五分之一至二分之一)的比例放入有预热水的浸提设备内进行搅拌加热至沸腾(例如99～100摄氏度)，该步骤可以在常压或加压下进行，优选控制气压在0.20～0.3兆帕(计示压力)；

(C)过滤：煮沸后(优选煮沸后10～30分钟)放料进行真空抽滤，抽干后滤液放入结晶池让其冷却结晶，优选滤渣再重复加水加热过滤一遍；

(D)甩干：滤液结晶30～48小时后，即可进行固液分离，所得固体为没食子酸粗品，其分离出的液体(母液)优选用于浓缩再结晶回收粗品；

(E)粗品进行脱色、干燥、粉碎，获得没食子酸成品。

本申请所述的五倍子酵解物、倍花酵解物可以是按照现有微生物发酵法获得的任意五倍子酵解物、倍花酵解物，也可以从市场上购得。例如五倍子酵解物、倍花酵解物可以按照专利CN1052511C(申请号93107994.2)中公开的方法来制备。

本发明的优点和效果：

1、五倍子含单宁约为52～60％(平均值为56％)，而倍花约为20～40％(均值为30％)，按适宜比例混合，其单宁含量(均值)为40～50％，低于倍子含单宁均值，果胶低，易过滤，高于倍花含单宁均值，浓度大，易结晶，取长补短，资源整合，优势共享。

2、每批干倍子800公斤酵解物，原单一提取过滤需8小时，现在干倍子720公斤、干倍花160公斤合计880公斤原料的酵解物，同样设备同样人员进行混合过滤只需约6小时，过滤速度比纯倍子提取过滤快25％以上，且保留了原有易结晶效果，比等量纯倍花酵解物提取结晶效果提高了50％以上，且保留了原有的易过滤效果。

3、每批干倍花800公斤的酵解物，原单一过滤所得滤液需进行长时间的浓缩方能自然冷却结晶，每批料约需耗煤590公斤以上，耗电80度以上，耗水3吨以上。按每生产一吨没食子酸需要5.5吨干倍花计算，新方法每吨成品可省煤4.08吨以上，省电550以上，省水20吨以上，每吨产品共省费用5200元以上。

4、操作简、成本低、污染小、效率高。简单化，就是最经济、最优化。

具体实施方式

以下通过实施例来具体说明本发明。

实施例1

使用五倍子酵解物和倍花酵解物，按照以下步骤制备：

(A)备水：在夹层浸提锅(内胆为304材质)内加入需过滤的酵解物的200重量％的水量，进行预热到水温60摄氏度；

(B)混料：将已分开发酵18天的五倍子酵解物和倍花酵解物，按1：0.33(即倍花干料重约为倍子干料重的三分之一)的比例放入有预热水的夹层浸提锅内进行搅拌加热至沸腾(99～100摄氏度)，控制气压在0.20～0.3兆帕；

(C)过滤：煮沸后20分钟放料进行真空抽滤，抽干后滤液放入结晶池让其自然冷却结晶，滤渣再重复加水加热过滤一遍；

(D)甩干：滤液结晶41小时后进行固液分离，所得固体为没食子酸粗品，其分离出的液体(母液)用于浓缩再结晶回收粗品；

(E)粗品进行脱色、干燥、粉碎、检验、包装，获得没食子酸成品。

结果，混合过滤只需约5.5小时。过滤速度比纯五倍子提取过滤快30％以上，且保留了原有易结晶效果，比纯倍花发酵提取结晶效果提高了45％以上，且保留了原有的易过滤效果。

其中五倍子酵解物如中国专利公开CN1052511C所述按照以下步骤制备：

制酶：按照以下成分配比制备培养基：单宁50g/L，蔗糖14g/L，NH₄Cl 3g/L，KH₂PO₄1g/L、MgSO₄·7H₂O 0.5g/L、ZnSO₄·7H₂O 0.3g/L、酵母膏0.5g/L，将除了单宁以外的成分混合后分装在几个500mL震荡烧瓶中，灭菌。灭菌后加入单宁。用5mol NaOH调节溶液起始pH值为5～6.5，接着立即加入黑曲霉菌No.316菌种，放置在THZ-82A恒温振荡器上反应。设定温度30,摄氏度，调节转速为130～140r/min，使反应液中的溶解氧保持在3.5～5.0O₂g/L·h，用5mol NaOH调节数次，使反应液的pH值保持在3.5～4.5之间，连续反应40小时以上，然后用于制酸。

制酸：将五倍子粉装入带有半自动加氨装置和外接酸度计、溶氧仪的反应瓶中，加入适量热水溶解，使溶液单宁浓度为8％(W/V)。冷却至室温后加入约20％(V/V)新制备的酶溶液，放置在恒温振荡器上反应。设定温度35摄氏度，转速为140～150r/min，溶氧量4.5～5g O₂/L·h。反应过程中连续加入氨水使反应液pH值为5.5。反应时间40小时以上，直至单宁水解完全为止。反应产物用盐酸调节pH值至1～2，经过粗结晶、脱色、重结晶后得到产品。

倍花酵解物按照以上步骤制备，只是在制酸中原料采用倍花。

实施例2

按照以下步骤进行混合过滤：

(A)备水：在夹层浸提锅(内胆为304材质)内加入需过滤的酵解物的60重量％的水量，进行预热到水温80摄氏度；

(B)混料：将已分开发酵16天的五倍子固体酵解物和倍花固体酵解物(按照上述方法制备)，按1：0.5(即倍花干料重约为倍子干料重的二分之一)的比例放入有预热水的夹层浸提锅内进行搅拌加热至沸腾(99～100摄氏度)，控制气压在0.3～0.4兆帕；

(C)过滤：煮沸后15分钟放料进行真空抽滤，抽干后滤液放入结晶池，让其自然冷却结晶，滤渣再重复加水加热过滤一遍；

(D)甩干：滤液结晶40小时后进行固液分离，所得固体为没食子酸粗品，其分离出的液体(母液)用于浓缩再结晶回收粗品；

结果，混合过滤只需约5小时。过滤速度比纯五倍子提取过滤快35％以上，且保留了原有易结晶效果，比纯倍花发酵提取结晶效果提高了45％以上，且保留了原有的易过滤效果。

Claims

1.一种由倍子酵解物和倍花酵解物制备没食子酸的方法，该方法包括以下步骤：

（A）备水：在浸提设备内加入需过滤的酵解物的50~150重量%的水量，预热到水温40~90摄氏度；

（B）混料：将五倍子固体酵解物和倍花固体酵解物，按五倍子固体酵解物：倍花固体酵解物=1：0.2~0.5的比例放入有预热水的浸提设备内进行搅拌加热至沸腾；

（C）过滤：煮沸后放料进行真空抽滤，抽干后滤液放入结晶池，让其自然冷却结晶；

（D）甩干：滤液结晶30~48小时后，即可进行固液分离，所得固体为没食子酸粗品；

（E）粗品进行脱色、干燥、粉碎，获得没食子酸成品。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤（A）中，在浸提设备内加入需过滤的酵解物的80~120重量%的水量，预热到水温60~70摄氏度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤（B）控制气压在0.1~0.8兆帕。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤（B）控制气压在0.3~0.4兆帕。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤（C）获得的滤渣再重复加水加热过滤一遍。

6.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤（C）获得的滤渣再重复加水加热过滤一遍。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤（D）中，固液分离所获得的液体用于浓缩再结晶回收粗品。