CN110241155A - 一种酶解法提取高纯度d-氨基葡萄糖的生产工艺及其制品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的是一种酶解法提取高纯度D‑氨基葡萄糖的生产工艺，该生产工艺包括以下具体步骤：原料溶解‑>第一阶段酶解‑>第二阶段酶解‑>第三阶段酶解‑>过滤酶解液‑>超滤脱色‑>去除无机离子‑>透析液浓缩‑>沉淀分离纯化干燥，最终制得高纯度的D‑氨基葡萄糖。同时，本发明还披露了一种酶解法提取高纯度D‑氨基葡萄糖的生产工艺制得的D‑氨基葡萄糖制品。本发明通过在不同反应条件下分别使用海洋芽孢杆菌溶菌酶S‑12、壳聚糖酶及β‑葡萄糖苷酶这三种催化剂，不仅可以极大地提高酶解法制备D‑氨基葡萄糖的生产效率，而且产品的出产率较高，同时，产品的纯度也相当高，解决了现有技术中酶解法生产D‑氨基葡萄糖所存在的技术局限性。
Description
技术领域
本发明涉及的是海洋水产品深加工技术领域，更具体地说是一种酶解法提取高纯度D-氨基葡萄糖的生产工艺及其制品。
背景技术
D-氨基葡萄糖是一种天然氨基单糖的衍生物,是软骨基质中合成蛋白聚糖所必需的重要成分，蛋白聚糖可以通过抑制胶原纤维的拉伸力来使关节软骨具有吸收冲击力的功能。目前市场上的产品主要是D-氨基葡萄糖盐酸盐或硫酸盐的成盐形式以及N-乙酰氨基葡萄糖，其中D-氨基葡萄糖的基团是主要的功能基团，如果以纯D-氨基葡萄糖作为有效活性成分，可以避免人体摄入多余的氯离子、硫酸根离子、以及钾或者钠离子，且其生物利用度更好，临床有效性，症状改善作用，病理组织结构改善作用及安全性都要高于其盐类产品。但纯D-氨基葡萄糖生产难度比较大，目前主要以氨基葡萄糖盐酸盐为原料用甲醇钠工艺，有机碱工艺和离子交换工艺来生产，产量上不去，工艺中反应步骤多、反应条件剧烈、副产物较多等问题。
现有技术中也有通过壳聚糖酶对虾蟹甲壳素进行直接酶解，得到氨基葡萄糖，但是这种利用壳聚糖酶直接酶解的方法最大的问题在于：不仅生产效率十分地低下、产品产出率低、产品纯度比较差，而且壳聚糖酶的成本高、转化时间长，不利于企业的实际生产投入。
发明内容
本发明公开的是一种酶解法提取高纯度D-氨基葡萄糖的生产工艺及其制品，其主要目的在于克服现有技术存在的上述不足和缺点，它不仅可以高效、高出产率地生产和制备D-氨基葡萄糖，而且反应条件温和、产品纯度高、成本较低，具有相当高的经济生产价值。
本发明采用的技术方案如下：
一种酶解法提取高纯度D-氨基葡萄糖的生产工艺，所述生产工艺包括以下具体步骤：
（1）原料溶解：将酸性溶液加入到盛放有10%浓度的壳聚糖溶液的溶解罐内，然后对混合溶液进行充分地搅拌，得到充分溶解的壳聚糖溶液，其中，搅拌溶解时间为30分钟，温度保持在46-48℃之间：
（2）第一阶段酶解：将步骤（1）得到的壳聚糖溶液加入到酶解罐中，并按照壳聚糖溶液：催化剂＝800-1200：0.8-1.2的重量份数比加入催化剂进行第一阶段的酶解，酶解时间为4小时，温度保持在46-48℃之间，其中，所述催化剂包括海洋芽孢杆菌溶菌酶S-12和壳聚糖酶；
（3）第二阶段酶解：在步骤（2）酶解后的酶解溶液中加入氢氧化钠溶液调整PH值至7.5，然后按照酶解溶液：催化剂＝1800-2200：0.8-1.2的重量份数比再次添加海洋芽孢杆菌溶菌酶催化剂，进行第二阶段酶解，酶解时间为2小时，温度保持在44-46℃之间；
（4）第三阶段酶解：在步骤（3）酶解后的酶解溶液中加入盐酸溶液调整PH值至6.5，然后按照酶解溶液：催化剂＝1800-2200：0.8-1.2的重量份数比添加β-葡萄糖苷酶催化剂，进行第三次酶解，酶解时间为1小时，温度保持在40-43℃之间；
（5）过滤酶解液：将步骤（4）酶解后得到的酶解液经过陶瓷膜过滤处理后，去除了部分未完全酶解的大分子悬浮物，得到澄清的透析液；
（6）超滤脱色：将步骤（5）得到的透析液进入超滤系统进行脱色，得到超滤透析液；
（7）去除无机离子：将步骤（6）得到的超滤透析液进入连续离子交换树脂的系统，去除残余的无机离子；
（8）透析液浓缩：将步骤（7）得到的超滤透析液进入到反渗透系统，进行透析液浓缩；
（9）沉淀分离纯化干燥：将步骤（8）得到的浓缩透析液加入1.2倍的95%食用酒精，对浓缩透析液进行沉淀，然后离心分离、洗涤、真空烘干和过筛，得到高纯度D-氨基葡萄糖结晶性粉末。
更进一步，所述步骤（2）中的海洋芽孢杆菌溶菌酶S-12和壳聚糖酶，的重量份数比为2：1。
更进一步，所述步骤（1）中的酸性溶液优选甲酸，其浓度为8%，其中壳聚糖溶液和甲酸溶液的重量份数比为100：1。
更进一步，所述步骤（2）中，壳聚糖溶液与催化剂的重量份数比为1000：1。
更进一步，所述步骤（3）中，酶解溶液与海洋芽孢杆菌溶菌酶催化剂的重量份数比为2000：1。
更进一步，所述步骤（4）中，酶解溶液与β-葡萄糖苷酶催化剂的重量份数比为2000：1。
一种酶解法提取高纯度D-氨基葡萄糖的生产工艺制得的D-氨基葡萄糖制品。
通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明方案的优点在于：
1、本发明通过在不同环境条件下分别使用海洋芽孢杆菌溶菌酶S-12、β-葡萄糖苷酶和壳聚糖酶这三种催化剂，不仅可以极大地提高酶解法制备D-氨基葡萄糖的生产效率，而且产品的出产率较高，其产品出产率可以达到80%，同时，产品的纯度也相当高，可以达到99%-101%，解决了现有技术中酶解法生产D-氨基葡萄糖所存在的技术局限性。
2、本发明在生产制备过程中，应用体系相对简单、原料来源也相当广泛，同时反应条件温和，过程安全可靠，非常适合于企业的投入与生产。
3、本发明在酶解制备生产过程中通过使用不同的催化剂，不仅提高了酶解效率和出产率，同时，降低了壳聚糖酶的使用量，降低了生产成本。
具体实施方式
实施例一：
一种酶解法提取高纯度D-氨基葡萄糖的生产工艺，所述生产工艺包括以下具体步骤：
（1）原料溶解：将酸性溶液加入到盛放有10%浓度的壳聚糖溶液的溶解罐内，然后对混合溶液进行充分地搅拌，得到充分溶解的壳聚糖溶液，其中，搅拌溶解时间为30分钟，温度保持在46-48℃之间：
（2）第一阶段酶解：将步骤（1）得到的壳聚糖溶液加入到酶解罐中，并按照壳聚糖溶液：催化剂＝1000：1的重量份数比加入催化剂进行第一阶段的酶解，酶解时间为4小时，温度保持在46-48℃之间，其中，所述催化剂包括海洋芽孢杆菌溶菌酶S-12和壳聚糖酶；
（3）第二阶段酶解：在步骤（2）酶解后的酶解溶液中加入氢氧化钠溶液调整PH值至7.5，然后按照酶解溶液：催化剂＝2000：1的重量份数比再次添加海洋芽孢杆菌溶菌酶催化剂，进行第二阶段酶解，酶解时间为2小时，温度保持在44-46℃之间；
（4）第三阶段酶解：在步骤（3）酶解后的酶解溶液中加入盐酸溶液调整PH值至6.5，然后按照酶解溶液：催化剂＝2000：1的重量份数比添加β-葡萄糖苷酶催化剂，进行第三次酶解，酶解时间为1小时，温度保持在40-43℃之间；
（5）过滤酶解液：将步骤（4）酶解后得到的酶解液经过陶瓷膜过滤处理后，去除了部分未完全酶解的大分子悬浮物，得到澄清的透析液；
（6）超滤脱色：将步骤（5）得到的透析液进入超滤系统进行脱色，得到超滤透析液；
（7）去除无机离子：将步骤（6）得到的超滤透析液进入连续离子交换树脂的系统，去除残余的无机离子；
（8）透析液浓缩：将步骤（7）得到的超滤透析液进入到反渗透系统，进行透析液浓缩；
（9）沉淀分离纯化干燥：将步骤（8）得到的浓缩透析液加入1.2倍的95%食用酒精，对浓缩透析液进行沉淀，然后离心分离、洗涤、真空烘干和过筛，得到高纯度D-氨基葡萄糖结晶性粉末。
更进一步，所述步骤（2）中的海洋芽孢杆菌溶菌酶S-12和壳聚糖酶，的重量份数比为2：1。
更进一步，所述步骤（1）中的酸性溶液优选甲酸，其浓度为8%，其中壳聚糖溶液和甲酸溶液的重量份数比为100：1。
一种酶解法提取高纯度D-氨基葡萄糖的生产工艺制得的D-氨基葡萄糖制品。
通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明方案的优点在于：
1、本发明通过在不同环境条件下分别使用海洋芽孢杆菌溶菌酶S-12，壳聚糖酶及β-葡萄糖苷酶这三种催化剂，不仅可以极大地提高酶解法制备D-氨基葡萄糖的生产效率，而且产品的出产率较高，其产品出产率可以达到80%，同时，产品的纯度也相当高，可以达到99%-101%，解决了现有技术中酶解法生产D-氨基葡萄糖所存在的技术局限性。
2、本发明在生产制备过程中，应用体系相对简单、原料来源也相当广泛，同时反应条件温和，过程安全可靠，非常适合于企业的投入与生产。
3、本发明在酶解制备生产过程中通过使用不同的催化剂，不仅提高了酶解效率和出产率，同时，降低了壳聚糖酶的使用量，降低了生产成本。
实施例二：
一种酶解法提取高纯度D-氨基葡萄糖的生产工艺，所述生产工艺包括以下具体步骤：
（1）原料溶解：将酸性溶液加入到盛放有10%浓度的壳聚糖溶液的溶解罐内，然后对混合溶液进行充分地搅拌，得到充分溶解的壳聚糖溶液，其中，搅拌溶解时间为30分钟，温度保持在46-48℃之间：
（2）第一阶段酶解：将步骤（1）得到的壳聚糖溶液加入到酶解罐中，并按照壳聚糖溶液：催化剂＝800：0.8的重量份数比加入催化剂进行第一阶段的酶解，酶解时间为4小时，温度保持在46-48℃之间，其中，所述催化剂包括海洋芽孢杆菌溶菌酶S-12和壳聚糖酶；
（3）第二阶段酶解：在步骤（2）酶解后的酶解溶液中加入氢氧化钠溶液调整PH值至7.5，然后按照酶解溶液：催化剂＝1800：0.8的重量份数比再次添加海洋芽孢杆菌溶菌酶催化剂，进行第二阶段酶解，酶解时间为2小时，温度保持在44-46℃之间；
（4）第三阶段酶解：在步骤（3）酶解后的酶解溶液中加入盐酸溶液调整PH值至6.5，然后按照酶解溶液：催化剂＝1800：0.8的重量份数比添加β-葡萄糖苷酶催化剂，进行第三次酶解，酶解时间为1小时，温度保持在40-43℃之间；
（5）过滤酶解液：将步骤（4）酶解后得到的酶解液经过陶瓷膜过滤处理后，去除了部分未完全酶解的大分子悬浮物，得到澄清的透析液；
（6）超滤脱色：将步骤（5）得到的透析液进入超滤系统进行脱色，得到超滤透析液；
（7）去除无机离子：将步骤（6）得到的超滤透析液进入连续离子交换树脂的系统，去除残余的无机离子；
（8）透析液浓缩：将步骤（7）得到的超滤透析液进入到反渗透系统，进行透析液浓缩；
（9）沉淀分离纯化干燥：将步骤（8）得到的浓缩透析液加入1.2倍的95%食用酒精，对浓缩透析液进行沉淀，然后离心分离、洗涤、真空烘干和过筛，得到高纯度D-氨基葡萄糖结晶性粉末。
更进一步，所述步骤（2）中的海洋芽孢杆菌溶菌酶S-12和壳聚糖酶，的重量份数比为2：1。
更进一步，所述步骤（1）中的酸性溶液优选甲酸，其浓度为8%，其中壳聚糖溶液和甲酸溶液的重量份数比为100：1。
一种酶解法提取高纯度D-氨基葡萄糖的生产工艺制得的D-氨基葡萄糖制品。
实施例三：
一种酶解法提取高纯度D-氨基葡萄糖的生产工艺，所述生产工艺包括以下具体步骤：
（1）原料溶解：将酸性溶液加入到盛放有10%浓度的壳聚糖溶液的溶解罐内，然后对混合溶液进行充分地搅拌，得到充分溶解的壳聚糖溶液，其中，搅拌溶解时间为30分钟，温度保持在46-48℃之间：
（2）第一阶段酶解：将步骤（1）得到的壳聚糖溶液加入到酶解罐中，并按照壳聚糖溶液：催化剂＝1200： 1.2的重量份数比加入催化剂进行第一阶段的酶解，酶解时间为4小时，温度保持在46-48℃之间，其中，所述催化剂包括海洋芽孢杆菌溶菌酶S-12和壳聚糖酶；
（3）第二阶段酶解：在步骤（2）酶解后的酶解溶液中加入氢氧化钠溶液调整PH值至7.5，然后按照酶解溶液：催化剂＝2200： 1.2的重量份数比再次添加海洋芽孢杆菌溶菌酶催化剂，进行第二阶段酶解，酶解时间为2小时，温度保持在44-46℃之间；
（4）第三阶段酶解：在步骤（3）酶解后的酶解溶液中加入盐酸溶液调整PH值至6.5，然后按照酶解溶液：催化剂＝2200： 1.2的重量份数比添加β-葡萄糖苷酶催化剂，进行第三次酶解，酶解时间为1小时，温度保持在40-43℃之间；
（5）过滤酶解液：将步骤（4）酶解后得到的酶解液经过陶瓷膜过滤处理后，去除了部分未完全酶解的大分子悬浮物，得到澄清的透析液；
（6）超滤脱色：将步骤（5）得到的透析液进入超滤系统进行脱色，得到超滤透析液；
（7）去除无机离子：将步骤（6）得到的超滤透析液进入连续离子交换树脂的系统，去除残余的无机离子；
（8）透析液浓缩：将步骤（7）得到的超滤透析液进入到反渗透系统，进行透析液浓缩；
（9）沉淀分离纯化干燥：将步骤（8）得到的浓缩透析液加入1.2倍的95%食用酒精，对浓缩透析液进行沉淀，然后离心分离、洗涤、真空烘干和过筛，得到高纯度D-氨基葡萄糖结晶性粉末。
更进一步，所述步骤（2）中的海洋芽孢杆菌溶菌酶S-12和壳聚糖酶，的重量份数比为2：1。
更进一步，所述步骤（1）中的酸性溶液优选甲酸，其浓度为8%，其中壳聚糖溶液和甲酸溶液的重量份数比为100：1。
一种酶解法提取高纯度D-氨基葡萄糖的生产工艺制得的D-氨基葡萄糖制品。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不仅局限于此，凡是利用此构思对本发明进行非实质性地改进，均应该属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (7)
1.一种酶解法提取高纯度D-氨基葡萄糖的生产工艺，其特征在于：所述生产工艺包括以下具体步骤：
（1）原料溶解：将酸性溶液加入到盛放有10%浓度的壳聚糖溶液的溶解罐内，然后对混合溶液进行充分地搅拌，得到充分溶解的壳聚糖溶液，其中，搅拌溶解时间为30分钟，温度保持在46-48℃之间：
（2）第一阶段酶解：将步骤（1）得到的壳聚糖溶液加入到酶解罐中，并按照壳聚糖溶液：催化剂＝800-1200：0.8-1.2的重量份数比加入催化剂进行第一阶段的酶解，酶解时间为4小时，温度保持在46-48℃之间，其中，所述催化剂包括海洋芽孢杆菌溶菌酶S-12和壳聚糖酶；
（3）第二阶段酶解：在步骤（2）酶解后的酶解溶液中加入氢氧化钠溶液调整PH值至7.5，然后按照酶解溶液：催化剂＝1800-2200：0.8-1.2的重量份数比再次添加海洋芽孢杆菌溶菌酶催化剂，进行第二阶段酶解，酶解时间为2小时，温度保持在44-46℃之间；
（4）第三阶段酶解：在步骤（3）酶解后的酶解溶液中加入盐酸溶液调整PH值至6.5，然后按照酶解溶液：催化剂＝1800-2200：0.8-1.2的重量份数比添加β-葡萄糖苷酶催化剂，进行第三次酶解，酶解时间为1小时，温度保持在40-43℃之间；
（5）过滤酶解液：将步骤（4）酶解后得到的酶解液经过陶瓷膜过滤处理后，去除了部分未完全酶解的大分子悬浮物，得到澄清的透析液；
（6）超滤脱色：将步骤（5）得到的透析液进入超滤系统进行脱色，得到超滤透析液；
（7）去除无机离子：将步骤（6）得到的超滤透析液进入连续离子交换树脂的系统，去除残余的无机离子；
（8）透析液浓缩：将步骤（7）得到的超滤透析液进入到反渗透系统，进行透析液浓缩；
（9）沉淀分离纯化干燥：将步骤（8）得到的浓缩透析液加入1.2倍的95%食用酒精，对浓缩透析液进行沉淀，然后离心分离、洗涤、真空烘干和过筛，得到高纯度D-氨基葡萄糖结晶性粉末。
2.根据权利要求1所述的一种酶解法提取高纯度D-氨基葡萄糖的生产工艺，其特征在于：所述步骤（2）中的海洋芽孢杆菌溶菌酶S-12和壳聚糖酶，的重量份数比为2：1。
3.根据权利要求1所述的一种酶解法提取高纯度D-氨基葡萄糖的生产工艺，其特征在于：所述步骤（1）中的酸性溶液优选甲酸，其浓度为8%，其中壳聚糖溶液和甲酸溶液的重量份数比为100：1。
4.根据权利要求1所述的一种酶解法提取高纯度D-氨基葡萄糖的生产工艺，其特征在于：所述步骤（2）中，壳聚糖溶液与催化剂的重量份数比为1000：1。
5.根据权利要求1所述的一种酶解法提取高纯度D-氨基葡萄糖的生产工艺，其特征在于：所述步骤（3）中，酶解溶液与海洋芽孢杆菌溶菌酶催化剂的重量份数比为2000：1。
6.根据权利要求1民述的一种酶解法提取高纯度D-氨基葡萄糖的生产工艺，其特征在于：所述步骤（4）中，酶解溶液与β-葡萄糖苷酶催化剂的重量份数比为2000：1。
7.一种包含有所述权利要求1至6任一所述生产工艺制得的D-氨基葡萄糖制品。
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