CN108486193A - 一种维生素c葡萄糖苷的提纯方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种维生素C葡萄糖苷的提纯方法，包括以下步骤：1)主料与辅料混合，加入葡萄糖基转移酶和淀粉支链水解酶，发生葡萄糖基转移反应，反应结束后，加入α‑葡糖苷酶反应；2)对水解反应产物进行脱色处理和离子交换树脂纯化处理；3)纯化处理后的物料经过降温结晶，对结晶产物清洗和干燥。本发明提出的维生素C葡萄糖苷的提纯方法，优化了发酵条件、提纯条件，克服了现有技术中维生素C葡萄糖苷产物纯度低、结晶不均匀的缺点，提高了产率；本方法具有反应步骤少，成本低，操作简单，结晶后的产物不易结块的优点。

Description

一种维生素C葡萄糖苷的提纯方法
技术领域
本发明属于医药技术领域，具体涉及一种维生素C的衍生物的制备方法。
背景技术
维生素C葡萄糖苷，英文名Ascorbic Acid 2-glucoside(AA-2G),是维生素C和淀粉类物质经糖基转移酶作用的产物。其分子式：C12H18O11，分子量：338.27；比旋度+22～+24°，熔点为158.5～159.5℃；水中溶解度125g，水溶液稳定性良好。
维生素C葡萄糖苷保持了维生素C抗氧化的生理特性而且在脂肪和水中均具有相当的溶解度，被广泛应用于L-抗坏血酸使用不稳定的食品、化妆品及医药加工领域。当前工业化的维生素C葡萄糖苷合成方法主要是生物酶催化法，然后经过提取及分离技术、结晶干燥技术得到一定纯度的维生素C葡萄糖苷。目前，由于高效葡萄糖基转移酶专一高效催化技术还存在不足，反应产物会有混合物寡糖基维生素C衍生物(聚合度＝2～6)，直接分离有较大的生产成本和浪费。寡聚糖基可通过添加α-葡糖苷酶脱去寡糖基进而转变成维生素C葡萄糖苷。目前，分离纯化维生素C葡萄糖苷最常用的方法是离子交换法。此外，由于高纯度的维生素C葡萄糖苷存在着易吸水结块的不足，在生产应用中给转运、过筛、及原料混合带来很大的使用麻烦，也是维生素C葡萄糖苷生产企业需要解决的障碍。
发明内容
针对本技术领域存在的不足，本发明的目的在于提供一种酶催化法生产所得的维生素C葡萄糖苷的提纯、结晶工艺。
实现本发明目的的技术方案为：
一种维生素C葡萄糖苷的提纯方法，包括以下步骤：
1)主料与辅料混合，加入葡萄糖基转移酶和淀粉支链水解酶，发生葡萄糖基转移反应，转移反应后，加入α-葡糖苷酶催化水解葡萄糖支链，得到维生素C葡萄糖苷粗品；所述主料为维生素C，所述辅料为环糊精、乳糖、可溶性淀粉中的一种或多种；
2)对水解反应产物进行脱色处理和离子交换树脂纯化处理；
3)纯化处理后的物料经过降温结晶，对结晶产物清洗和干燥。
其中，步骤1)中，主料与辅料的质量比例为1：1.1～1.5，
优选地，主料与辅料的质量比例为1：1.2～1.3。
其中，每克底物加入50～500单位的葡萄糖基转移酶，每克底物加入200～1000单位淀粉支链水解酶。
其中，步骤1)中，调节水解反应物的pH值为4.5～7.0，每克底物加入α-葡糖苷酶40～200活性单位。
优选地，调节水解反应物的pH值为5.0～6.0，更优选5.2～5.5；调节pH值的调节剂为醋酸盐缓冲液。
其中，步骤1)是在气体保护条件下进行转移反应，待反应物料中抗坏血酸葡萄糖苷的浓度为120g/L～140g/L的时候停止转移反应，调整温度至50℃～60℃，将葡萄糖基转移酶和淀粉支链水解酶加热变性失活，添加α-葡糖苷酶进行水解反应，水解反应的时间为12～24小时；其中进行保护的气体为氮气，保持体系为无氧状态。
其中，步骤2)为，用活性炭对水解反应产物进行脱色处理，脱色处理后的物料经过阳离子交换树脂除盐，再经阴离子离子交换树脂纯化。
其中，步骤3)中，用两段降温的方式结晶，第一段是经过34～38小时从40±2℃降温至30±2℃，第二段是经过10～15小时从30±2℃降温至15±2℃。
更进一步地，步骤3)中，用占结晶产物质量1～10％的去离子水对结晶产物清洗；所述干燥的温度不超过55℃，干燥时间2～24小时；
优选干燥温度为30～50℃，采用真空干燥，干燥时间12～16小时。
本发明的有益效果在于：
本发明提出的维生素C葡萄糖苷的提纯方法，优化了发酵条件、提纯条件，克服了现有技术中维生素C葡萄糖苷产物纯度低、结晶不均匀的缺点，提高了产率；
本方法具有反应步骤少，成本低，操作简单，结晶后的产物不易结块的优点。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。
在实施例中，如无特别说明，所采用的方法均为本领域的常规手段。
实施例中，葡萄糖基转移酶(α-环状糊精葡萄糖基转移酶)购自安琪公司。实施例中使用的其他原料均可市购。
实施例1
转化步骤中，投放L-抗坏血酸、水溶性淀粉作为水解原料，所述L-抗坏血酸与水溶性淀粉的投放质量比为1∶1.2。
用醋酸盐缓冲液调节pH至5，加入葡萄糖转移酶、支链淀粉酶进行氮气保护反应，每克底物200单位的葡萄糖基转移酶，每克底物500单位淀粉支链水解酶，反应至物料中抗坏血酸葡萄糖苷浓度为120g/L时加热停止转移反应；调整温度至55℃，将葡萄糖基转移酶和淀粉支链水解酶加热变性失活，然后降温至50℃，添加α-葡糖苷酶进行水解反应，每克底物加α-葡糖苷酶200活性单位；水解12小时；
上述步骤得到的维生素C葡萄糖苷溶液通过活性炭脱色处理，将滤液由阳离子交换树脂脱盐后，经阴离子交换树脂柱层析进行纯化以便去除游离葡萄糖等糖类物质，从而得到高浓度的维生素C葡萄糖苷溶液。
上述高浓度维生素C葡萄糖苷溶液加入溶液中维生素C葡萄糖苷重量约1％含量的晶种，先缓慢降温，经36小时使液温从40℃冷却到30℃，然后经12小时从30℃冷却到15℃。
对上述结晶产物使用2％晶体质量的去离子水进行晶体表面杂质冲洗，之后进行不超过45℃条件下进行2小时真空干燥，干燥完毕后，进行粉碎过筛、封装。产物纯度为≥98.5％。
对比例1：
采用和实施例1同样的原料配比，用醋酸盐缓冲液调节pH至4.7，加入葡萄糖转移酶、支链淀粉酶进行氮气保护反应，
直到抗坏血酸葡萄糖苷浓度为120g/L时加热停止转化；然后在适宜温度下调节pH至5.0，加入α-葡糖苷酶，水解12小时。
所得水解产物中寡糖基衍生物较多。由于葡萄糖基聚集体在转移酶催化转移时不是单一个的转移到抗坏血酸基团上的，形成的抗坏血酸葡萄糖苷的葡萄糖基侧链很多是以寡聚糖形式存在的，因此，抗坏血酸葡萄糖苷因此各实例中均需要α-葡糖苷酶进行酶切反应去除多余的葡萄糖残基，从而获得较高成分的抗坏血酸葡萄糖苷。
对比例2：
采用和实施例1同样的水解操作、纯化操作所得高浓度维生素C葡萄糖苷溶液加入占溶质质量比例1％的晶种，采用同样的速度降温，经36小时使液温从40℃冷却到15℃。
结晶的效果较差，不容易分离提纯。
实施例2
投放L-抗坏血酸/盐、水溶性淀粉，调节pH至6.0，加入葡萄糖转移酶、支链淀粉酶进行氮气保护反应，每克底物500单位的葡萄糖基转移酶，每克底物200单位淀粉支链水解酶。直到抗坏血酸葡萄糖苷浓度为140g/L时加热至60℃使此两种酶失活；然后降温至37.5℃，调节pH至5.0，每克底物加40活性单位的α-葡糖苷酶，水解24小时；其中L-抗坏血酸或L-抗坏血酸及其盐与可溶性淀粉的投放质量比为1∶1.5。
上述步骤得到的维生素C葡萄糖苷溶液通过活性炭等脱色处理，将滤液由阳离子交换树脂脱盐后，经阴离子交换树脂柱层析进行纯化以便去除游离葡萄糖等糖类物质，从而得到高浓度的维生素C葡萄糖苷溶液。
上述高浓度维生素C葡萄糖苷溶液加入0.5％的晶种，使用控温设备分段式进行36小时内液温从40℃冷却至30℃；然后经12小时从30℃冷却到15℃。
对上述结晶产物使用5％晶体质量的去离子水进行晶体表面杂质冲洗，之后进行50℃条件下进行18小时真空干燥，干燥完毕后，进行粉碎过筛、封装。产物纯度为≥98.5％。
实施例3
投放L-抗坏血酸/盐、水溶性淀粉，调节pH至5.5，加入葡萄糖转移酶、支链淀粉酶进行氮气保护反应，每克底物50单位的葡萄糖基转移酶，每克底物1000单位淀粉支链水解酶。直到抗坏血酸葡萄糖苷浓度为135g/L时加热停止转化；然后在37℃下调节pH至5.0，每克底物加150活性单位的α-葡糖苷酶，水解24小时；所述L-抗坏血酸或L-抗坏血酸及其盐与可溶性淀粉的投放质量比为1∶1.3。
上述步骤得到的维生素C葡萄糖苷溶液通过活性炭等脱色处理，将滤液由阳离子交换树脂脱盐后，经阴离子交换树脂柱层析进行纯化以便去除游离葡萄糖等糖类物质，从而得到高浓度的维生素C葡萄糖苷溶液。
上述高浓度维生素C葡萄糖苷溶液加入0.6％的晶种，使用控温设备分段式降温，先进行24小时内液温从40℃冷却至35℃，12小时内从35℃降温至30℃；然后经12小时从30℃冷却到15℃。
对上述结晶产物使用9％晶体质量的去离子水进行晶体表面杂质冲洗，之后进行50℃条件下进行24小时真空干燥，干燥完毕后，进行粉碎过筛、封装。产物纯度为≥98.5％。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及实例，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对本方法的判别模型作出一定的补充和优化。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种维生素C葡萄糖苷的提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)主料与辅料混合，加入葡萄糖基转移酶和淀粉支链水解酶，发生葡萄糖基转移反应，转移反应后，加入α-葡糖苷酶水解葡萄糖支链，得到维生素C葡萄糖苷粗品；所述主料为维生素C，所述辅料为环糊精、乳糖、可溶性淀粉中的一种或多种；
2)对水解反应产物进行脱色处理和离子交换树脂纯化处理；
3)纯化处理后的物料经过降温结晶，对结晶产物清洗和干燥。
2.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，步骤1)中，主料与辅料的质量比例为1：1.1～1.5。
3.根据权利要求2所述的提纯方法，其特征在于，主料与辅料的质量比例为1：1.2～1.3。
4.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，每克底物加入50～500单位的葡萄糖基转移酶，每克底物加入200～1000单位淀粉支链水解酶。
5.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，步骤1)中，调节水解反应物的pH值为4.5～7.0，每克底物加入α-葡糖苷酶40～200活性单位。
6.根据权利要求5所述的提纯方法，其特征在于，调节水解反应物的pH值为5.0～6.0，更优选5.2～5.5；调节pH值的调节剂为醋酸盐缓冲液。
7.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，步骤1)是在气体保护条件下进行转移反应，待反应物料中抗坏血酸葡萄糖苷的浓度为120g/L～140g/L的时候停止转移反应，调整温度至50℃～60℃，将葡萄糖基转移酶和淀粉支链水解酶加热变性失活，添加α-葡糖苷酶进行水解反应，水解反应的时间为12～24小时；其中进行保护的气体为氮气，保持体系为无氧状态。
8.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，步骤2)为，用活性炭对水解反应产物进行脱色处理，脱色处理后的物料经过阳离子交换树脂除盐，再经阴离子离子交换树脂纯化。
9.根据权利要求1～8任一项所述的提纯方法，其特征在于，步骤3)中，用两段降温的方式结晶，第一段是经过34～38小时从40±2℃降温至30±2℃，第二段是经过10～15小时从30±2℃降温至15±2℃。
10.根据权利要求1～8任一项所述的提纯方法，其特征在于，步骤3)中，用占结晶产物质量1～10％的去离子水对结晶产物清洗；所述干燥的温度不超过55℃，干燥时间2～24小时；
优选干燥温度为30～50℃，采用真空干燥，干燥时间12～16小时。
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