CN106631696A - 一种吸附苯乙醇的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸附苯乙醇的方法，包括如下步骤，将吸附剂与发酵液混合，发酵液中的2‑苯乙醇被吸附剂吸附富集，所述吸附剂为被覆聚合物的大孔SiO2。所述发酵液中2‑苯乙醇的浓度为400～600mg/kg。本方法能够从发酵液中吸附富集2‑苯乙醇，选择性高，操作简单，且分离效率高。

Description

一种吸附苯乙醇的方法
技术领域
本发明涉及天然成分的分离和富集技术领域，具体涉及一种吸附苯乙醇的方法。
背景技术
2-苯乙醇(2-phenylethanol)，2-苯基乙醇，是一种具有玫瑰花香的芳香醇，天然存在于很多花(如玫瑰，风信子等)和植物的精油中。广泛应用于食品和化妆品行业中，可用于配制玫瑰香型及其他香型的食用和日用香精。
目前，全球2-苯乙醇的年产量近万吨，绝大部分都是采用化学合成方法生产，仅有很少一部分从天然玫瑰油汇总提取。采用化学合成方法生产的2-苯乙醇，常含有一些难以除去的副产物。这些副产物，如联二苯、β-氯代乙苯、氯乙醇等，带有不良气味，甚至是对人体健康有害的致癌物质。化学合成产品的弊端显而易见。随着生活水平的提高和对健康的关注，人们越来越重视食品的安全性，更崇尚“绿色”和“天然”。各国的法律对化学合成的添加剂进行了更严格的限制，食品和化妆品的生产越来越倾向于使用天然产物。在美国和欧洲，标记为“天然”的产物必须是采用物理方法从天然材料中提取或采用微生物和酶生物催化转化法生产的产品。在美国市场，化学合成的2-苯乙醇市场价格约为3.5＄/kg，而天然2-苯乙醇价格高达1000＄/kg以上，供不应求。
利用微生物合成的方法可以大规模地生产天然2-苯乙醇。微生物转化合成2-苯乙醇具有生产成本低、周期短、对环境污染少等优点，将逐渐成为2-苯乙醇生产的主流。
许多酵母菌具有合成2-苯乙醇的能力，但酵母自身合成2-苯乙醇浓度比较低，工业化前景不大，而以L-苯丙氨酸为底物，由酵母细胞生物转化合成天然2-苯乙醇则具有很大的可行性。然而，2-苯乙醇对酵母细胞有较大毒性，因而当发酵液中的2-苯乙醇累积到一定浓度时，酵母细胞就会失活，不再进行转化反应，发酵液中的2-苯乙醇浓度很低，大大增加后续分离纯化的成本，难以进行工业化生产。
2-苯乙醇的提取是发酵法生产2-苯乙醇的重要步骤，提取工艺主要有有机溶剂萃取法和吸附分离法。对于有机溶剂萃取法，常用的萃取剂一般为氯仿、四氯化碳、甲苯、二甲苯和石油醚等，不仅生产成本高，而且不同程度的溶剂残留势必会影响产品的香气质量，不同质量等级的2-苯乙醇有不同的用途，只有经过较高成本的纯化后，2-苯乙醇产品才能达到食用和日用香料的质量标准。目前，对于从发酵液中分离和纯化天然2-苯乙醇的尚缺乏简单可行的方法。
发明内容
本发明提供了一种吸附苯乙醇的方法，能够从发酵液中吸附富集2-苯乙醇，选择性高，操作简单，且分离效率高。
一种吸附苯乙醇的方法，包括如下步骤，将吸附剂与发酵液混合，发酵液中的2-苯乙醇被吸附剂吸附富集，所述吸附剂为被覆聚合物的大孔SiO2；
所述发酵液为采用发酵法合成2-苯乙醇过程中发酵结束后得到的混合液。
作为优选，所述被覆聚合物的大孔SiO2为硅基-苯乙烯-二乙烯基苯聚合物(SiO2-P)，是一类新型无机/有机载体材料，美国专利US6843921中公开了SiO2-苯乙烯-二乙烯基苯聚合物，SiO2-P是一种含多孔二氧化硅载体颗粒的有机高聚合物复杂载体，其制备方法如下：
(1)将大孔的SiO2用浓硝酸洗涤、抽滤、去离子水洗至中性，重复10余次，干燥。
(2)真空并有氩气保护条件下，以1,2,3-三氯丙烷和m-二甲苯为溶剂，向大孔SiO2中加入48.7g的m/p-甲酸基苯乙烯，8.9g的m/p-二乙烯基苯，72.2g二辛基临苯二甲酸酯，54.0g甲基安息香酸钠，0.56gα,α-偶二异丁腈和0.57g 1,1′-偶二环己胺-1-腈，由室温逐步加热到90℃，并保持13小时，之后，逐步冷却至室温。
(3)分别用丙酮和甲醇洗涤、抽滤上述产物，重复10余次，干燥。
本发明采用的吸附剂对于2-苯乙醇有特殊的吸附性能，能从2-苯乙醇含量较低的发酵液中有效吸附富集2-苯乙醇。
每g吸附剂与800～1500mL发酵液混合；为保证吸附效果，作为优选，每g吸附剂与800～1000mL发酵液混合。
发酵液中2-苯乙醇的浓度将会影响吸附效果，优选地，所述发酵液中2-苯乙醇的浓度为400～600mg/kg。
为了保证分离效果，优选地，吸附剂与发酵液在室温下(25±5℃)混合吸附，吸附时间为400～1500min。混合吸附在振荡条件下进行，振荡速率为120～150rpm。
本发明吸附苯乙醇的方法，能够从发酵液中吸附富集2-苯乙醇，选择性高，操作简单，且分离效率高。
附图说明
图1为本发明实施例1中吸附剂从发酵液中吸附2-苯乙醇的吸附量随吸附时间变化的关系图。
具体实施方式
实施例1
(1)搅拌条件下，置1.57ml 2-苯乙醇于3000ml去离子水中，密封，室温下搅拌48h，配制成含有2-苯乙醇的发酵液，所述发酵液中2-苯乙醇的浓度为521.2mg/kg，与真实发酵液中苯乙醇浓度接近。
(2)将步骤(1)得到的发酵液与吸附剂SiO2-P接触混合，混合时的用量比为：每250mL发酵液对应0.25g吸附剂。
(3)将步骤(2)所得混合液在TAITECMM-10型振荡器上进行吸附实验，振荡器振荡速率为120rpm，室温298K下操作，每隔一定时间移取2ml溶液，经微孔滤膜过滤，以HPLC测定滤液中苯乙醇的浓度，据此计算SiO2-P的吸附量。
吸附结果如图1所示，图1中横坐标为吸附时间，纵坐标为吸附量。由图1可以看出，当吸附时间为1100min时，吸附达到平衡，吸附平衡时的吸附量为315.4mg/g，该吸附剂对2-苯乙醇具有较高的吸附能力。
实施例2
(1)搅拌条件下，置1.35ml 2-苯乙醇于3000ml去离子水中，密封，室温下搅拌48h，配制成含有2-苯乙醇的发酵液，所述发酵液中2-苯乙醇的浓度为448.2mg/kg，与真实发酵液中苯乙醇浓度接近。
(2)将步骤(1)得到的发酵液与吸附剂SiO2-P接触混合，混合时的用量比为：每250mL发酵液对应0.25g吸附剂。
(3)将步骤(2)所得混合液在TAITECMM-10型振荡器上进行吸附实验，振荡器振荡速率为120rpm，室温298K下操作，每隔一定时间移取2ml溶液，经微孔滤膜过滤，以HPLC测定滤液中苯乙醇的浓度，据此计算SiO2-P的吸附量。
吸附结果如下：当吸附时间为500min时，吸附达到平衡，吸附平衡时的吸附量为331.6mg/g，该吸附剂对2-苯乙醇具有较高的吸附能力。
实施例3
(1)搅拌条件下，置1.79ml 2-苯乙醇于3000ml去离子水中，密封，室温下搅拌48h，配制成含有2-苯乙醇的发酵液，所述发酵液中2-苯乙醇的浓度为594.2mg/kg，与真实发酵液中苯乙醇浓度接近。
(2)将步骤(1)得到的发酵液与吸附剂SiO2-P接触混合，混合时的用量比为：每250mL发酵液对应0.25g吸附剂。
(3)将步骤(2)所得混合液在TAITECMM-10型振荡器上进行吸附实验，振荡器振荡速率为150rpm，室温298K下操作，每隔一定时间移取2ml溶液，经微孔滤膜过滤，以HPLC测定滤液中苯乙醇的浓度，据此计算SiO2-P的吸附量。
吸附结果如下：当吸附时间为1400min时，吸附达到平衡，吸附平衡时的吸附量为351.2mg/g，该吸附剂对2-苯乙醇具有较高的吸附能力。
实施例4
(1)搅拌条件下，置1.57ml 2-苯乙醇于3000ml去离子水中，密封，室温下搅拌48h，配制成含有2-苯乙醇的发酵液，所述发酵液中2-苯乙醇的浓度为521.2mg/kg，与真实发酵液中苯乙醇浓度接近。
(2)将步骤(1)得到的发酵液与吸附剂SiO2-P接触混合，混合时的用量比为：每250mL发酵液对应0.20g吸附剂。
(3)将步骤(2)所得混合液在TAITECMM-10型振荡器上进行吸附实验，振荡器振荡速率为120rpm，室温298K下操作，每隔一定时间移取2ml溶液，经微孔滤膜过滤，以HPLC测定滤液中苯乙醇的浓度，据此计算SiO2-P的吸附量。
吸附结果如下：当吸附时间为1200min时，吸附达到平衡，吸附平衡时的吸附量为301.9mg/g，该吸附剂对2-苯乙醇具有较高的吸附能力。
实施例5
(1)搅拌条件下，置1.57ml 2-苯乙醇于3000ml去离子水中，密封，室温下搅拌48h，配制成含有2-苯乙醇的发酵液，所述发酵液中2-苯乙醇的浓度为521.2mg/kg，与真实发酵液中苯乙醇浓度接近。
(2)将步骤(1)得到的发酵液与吸附剂SiO2-P接触混合，混合时的用量比为：每250mL发酵液对应0.30g吸附剂。
(3)将步骤(2)所得混合液在TAITECMM-10型振荡器上进行吸附实验，振荡器振荡速率为120rpm，室温298K下操作，每隔一定时间移取2ml溶液，经微孔滤膜过滤，以HPLC测定滤液中苯乙醇的浓度，据此计算SiO2-P的吸附量。
吸附结果如下：当吸附时间为700min时，吸附达到平衡，吸附平衡时的吸附量为371.4mg/g，该吸附剂对2-苯乙醇具有较高的吸附能力。
实施例6
(1)搅拌条件下，置1.57ml 2-苯乙醇于3000ml去离子水中，密封，室温下搅拌48h，配制成含有2-苯乙醇的发酵液，所述发酵液中2-苯乙醇的浓度为521.2mg/kg，与真实发酵液中苯乙醇浓度接近。
(2)将步骤(1)得到的发酵液与吸附剂SiO2-P接触混合，混合时的用量比为：每375mL发酵液对应0.25g吸附剂。
(3)将步骤(2)所得混合液在TAITECMM-10型振荡器上进行吸附实验，振荡器振荡速率为120rpm，室温298K下操作，每隔一定时间移取2ml溶液，经微孔滤膜过滤，以HPLC测定滤液中苯乙醇的浓度，据此计算SiO2-P的吸附量。
吸附结果如下：当吸附时间为800min时，吸附达到平衡，吸附平衡时的吸附量为335.8mg/g，该吸附剂对2-苯乙醇具有较高的吸附能力。

Claims (6)

1.一种吸附苯乙醇的方法，其特征在于，包括如下步骤，将吸附剂与发酵液混合，发酵液中的2-苯乙醇被吸附剂吸附富集，所述吸附剂为被覆聚合物的大孔SiO2；
所述发酵液为采用发酵法合成2-苯乙醇过程中发酵结束后得到的混合液。
2.根据权利要求1所述的吸附苯乙醇的方法，其特征在于，每g吸附剂与800～1500mL发酵液混合。
3.根据权利要求1所述的吸附苯乙醇的方法，其特征在于，每g吸附剂与800～1000mL发酵液混合。
4.根据权利要求1所述的吸附苯乙醇的方法，其特征在于，所述发酵液中2-苯乙醇的浓度为400～600mg/kg。
5.根据权利要求1所述的吸附苯乙醇的方法，其特征在于，吸附剂与发酵液在室温下混合吸附，吸附时间为400～1500min。
6.根据权利要求1所述的吸附苯乙醇的方法，其特征在于，所述被覆聚合物的大孔SiO2为硅基-苯乙烯-二乙烯基苯聚合物。
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