CN113788752A - 用模拟移动床色谱分离发酵液中2-酮基-d-葡萄糖酸的方法 - Google Patents

用模拟移动床色谱分离发酵液中2-酮基-d-葡萄糖酸的方法 Download PDF

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赵川福
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Abstract

本发明涉及一种采用模拟移动床色谱进行分离的方法，具体地说，涉及一种用模拟移动床色谱分离发酵液中2‑酮基‑D‑葡萄糖酸的方法，将含有2‑酮基‑D‑葡萄糖酸的发酵净化液经过色谱树脂进行色谱分离；并采用洗提剂提取，所得提取液为2‑酮基‑D‑葡萄糖酸甲醇溶液，且提取液中2‑酮基‑D‑葡萄糖酸提取率达到96%以上，2‑酮基‑D‑葡萄糖酸纯度达到95%以上。本发明可以提高2‑酮基‑D‑葡萄糖酸提取率和纯度，从而可以提高D‑异抗坏血酸钠产品的质量、总提取率和降低D‑异抗坏血酸钠产品单位产品能源消耗。

Description

用模拟移动床色谱分离发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的方法
技术领域
本发明涉及一种采用模拟移动床色谱进行分离的方法，具体地说，涉及一种用模拟移动床色谱分离发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的方法。
背景技术
D-异抗坏血酸钠是一种食品抗氧防腐保鲜助色剂，广泛用于肉类、鱼类、蔬菜、水果、酒类、饮料及罐头食品的防腐保鲜助色。现有D-异抗坏血酸钠生产技术存在如下技术瓶颈： （1）产品质量仍有欠缺：虽然我国该产品质量可以达到FCC规定的各项指标要求，但在一些定性指标如澄明度、色度等上存在一定缺陷； (2)能源消耗偏高：国内单位产品的能源消耗为原国外的1.5倍以上。（3）总提取率低：产品总提取率仅仅达到70%左右。
现行D-异抗坏血酸钠生产主要工艺是：通过微生物深层液体有氧发酵得到2-酮基-D-葡萄糖酸发酵液，经过酸化、过滤、离子交换获得发酵净化液，再经多级浓缩、酯化、转化等得到D-异抗坏血酸钠粗品，经过精制得D-异抗坏血酸钠。
原有工艺中，发酵过程没有消耗完的碳源、氮源，及发酵过程代谢产物等，在酯、转化步骤之前都没有去除，同时，在多级浓缩步骤中10%左右2-酮基-D-葡萄糖酸受热分解产生新的杂质，这些杂质既影响后续酯化和转化提取率等，又影响后续中间产品质量及成品质量。另外，在浓缩过程中消耗大量蒸汽热能，约占D-异抗坏血酸钠生产所需蒸汽总消耗量的25%左右，造成D-异抗坏血酸钠生产成本上升。
在公开号为CN101613332A的发明专利申请中，公开了一种利用离子排斥色谱分离富含古龙酸和维生素C溶液的方法，但是，到目前为止，未见将模拟移动床色谱用于2-酮基-D-葡萄糖酸发酵液的提取分离过程中。
发明内容
本发明目的是为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种可以提高2-酮基-D-葡萄糖酸提取率和纯度，从而可以提高D-异抗坏血酸钠产品的质量、总提取率和降低D-异抗坏血酸钠产品单位产品能源消耗的一种用模拟移动床色谱分离发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的方法。
本发明的技术方案：一种利用模拟移动床色谱直接分离发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的方法，将含有2-酮基-D-葡萄糖酸的发酵净化液经过色谱树脂进行色谱分离；并采用洗提剂提取，所得提取液为2-酮基-D-葡萄糖酸甲醇溶液，且提取液中2-酮基-D-葡萄糖酸提取率达到96%以上，2-酮基-D-葡萄糖酸纯度达到95%以上。
本发明中所得提取液送往酯化工序，加入适量硫酸，加热酯化得2-酮基-D-葡萄糖酸甲酯；所得甲酯经转化得D-异抗坏血酸钠粗品；所得D-异抗坏血酸钠粗品经过精制得D-异抗坏血酸钠合格成品。
优选地，色谱分离在模拟移动床色谱分离系统中进行，色谱分离发酵净化液的pH值控制在0.5～2.0，发酵净化液中2-酮基-D-葡萄糖酸的含量为16～27g/100ml；色谱分离的温度为35℃～55℃。
优选地，所述模拟移动床色谱分离系统进料的发酵液净化液，是2-酮基-D-葡萄糖酸发酵液经过酸化、过滤及离子交换处理所得净化液。
优选地，所述2-酮基-D-葡萄糖酸发酵液的过滤采用板框过滤，发酵液酸化后所得酸化液经板框过滤后得合格发酵净化液，其透光率≥98%。
优选地，所用的色谱树脂为非极性树脂、弱极性树脂或者中性树脂，粒径为0.3～0.8mm。
优选地，所用的色谱树脂为中性树脂，粒径0.35～0.55mm。
优选地，发酵净化液中2-酮基-D-葡萄糖酸的含量为18～25g/100ml;色谱分离发酵净化液的pH值控制在1.0～1.8，色谱分离的温度为40℃～50℃。
优选地，所用洗提剂为有机溶剂甲醇或者乙醇，甲醇或者乙醇与待处理发酵净化液体积比为1:1～3:1。
优选地，所用洗提剂为有机溶剂甲醇，甲醇与待处理发酵净化液体积比为1.5:1～2.5:1。
优选地，酸化过程为用硫酸、盐酸、硝酸或者草酸对发酵液进行酸化处理。
本发明的具体步骤如下：2-酮基-D-葡萄糖酸发酵净化液经过粒径为0.35～0.55mm的中性色谱树脂，在40～50℃条件下进行色谱分离，得到富含2-酮基-D-葡萄糖酸组分纯度在95%以上的提取液，2-酮基-D-葡萄糖酸提取收率为96%以上。其中，所述发酵净化液为2-酮基-D-葡萄糖酸发酵液经过酸化、板框过滤及离子交换后所得净化液。所述酸化过程为用硫酸对发酵液进行酸化处理，待分离发酵净化液的pH值为1.0～1.8。本发明分离所用色谱柱数量为4根以上，采用甲醇作为洗提剂，甲醇与待处理发酵净化液体积比为1.5～2.5。
本发明分离所用树脂为中性树脂。所得提取液送往酯化工序，加入适量硫酸，加热酯化得2-酮基-D-葡萄糖酸甲酯。所得甲酯经转化得D-异抗坏血酸钠粗品。所得D-异抗坏血酸钠粗品经过精制得D-异抗坏血酸钠合格成品。
本发明由于可以提高2-酮基-D-葡萄糖酸提取率和纯度，从而可以提高D-异抗坏血酸钠产品的质量、总提取率和降低D-异抗坏血酸钠产品单位产品能源消耗。
附图说明
图1为本发明模拟移动床分离2-酮基-D-葡萄糖酸的流程简图；
图中1.物料罐，2.甲醇罐，3.色谱柱一，4.色谱柱二，5.色谱柱三，6.色谱柱四，7.2-酮基-D-葡萄糖酸，8.杂糖杂酸罐。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
在带有4根色谱柱的模拟移动床色谱系统中，其色谱柱体积为2200mL/根，按照每根色谱柱装入2000mL中性色谱分离树脂，树脂粒径0.4～0.5mm。模拟移动床分离2-酮基-D-葡萄糖酸的流程简图如图1所示。
原料中富含2-酮基-D-葡萄糖酸的发酵净化液pH为1.6，主要组分为2-酮基-D-葡萄糖酸27%，杂糖杂酸等3%。模拟移动床温度为40℃，色谱分离参数如下： 洗提剂甲醇的流速为1.5（L/h），原料进料速度为0.8 L/h。
经过三个循环后，开始收集分离出的各组分。其成分组成如下：
Figure 760966DEST_PATH_IMAGE001
当富含2-酮基-D-葡萄糖酸的物料进完4.5L后，分别得到富含2-酮基-D-葡萄糖酸的组分7.62L和富含其它杂糖杂酸等组分4.6L，据此，物料经模拟移动床色谱分离后，得到2-酮基-D-葡萄糖酸1181.1g，2-酮基-D-葡萄糖酸的收率为97.21%，纯度98.73%。
将所得2-酮基-D-葡萄糖酸的甲醇溶液，加入占2-酮基-D-葡萄糖酸质量4%（w/w）左右的浓硫酸，加热到64℃左右搅拌反应3～4h得2-酮基-D-葡萄糖酸甲酯1217.04g。
实施例2
在带有4根色谱柱的模拟移动床色谱系统中，其色谱柱体积为2200mL/根，按照每根色谱柱2000mL体积装入中性色谱分离树脂，树脂粒径0.3～0.4mm。模拟移动床分离2-酮基-D-葡萄糖酸的流程简图如图1所示。
富含2-酮基-D-葡萄糖酸的发酵净化液pH为1.5，主要组分为2-酮基-D-葡萄糖酸24%，杂糖杂酸等组分3.7%。模拟移动床温度为45℃，色谱分离参数如下：洗提剂甲醇的流速为1.5（L/h），原料进料速度为0.5 L/h。
经过三个循环后，开始收集分离出的各组分。其成分组成如下：
Figure 631970DEST_PATH_IMAGE002
当富含2-酮基-D-葡萄糖酸的物料进完6.7L后，分别得到富含2-酮基-D-葡萄糖酸的组分14.8L和富含其他杂质组分6.8L，据此，物料经模拟移动床色谱分离后得到2-酮基-D-葡萄糖酸1583.6g，2-酮基-D-葡萄糖酸的收率为98.48%，纯度为97.72%。
将所得2-酮基-D-葡萄糖酸的甲醇溶液，加入占2-酮基-D-葡萄糖酸质量4%（w/w）左右的浓硫酸，加热到64℃左右搅拌反应3～4h得2-酮基-D-葡萄糖酸甲酯1653.14g。
实施例3
在带有4根色谱柱的模拟移动床色谱系统中，其色谱柱体积为2200mL/根，按照每根色谱柱2000mL体积装入中性色谱分离树脂，树脂粒径0.45～0.55mm。模拟移动床分离2-酮基-D-葡萄糖酸的流程简图如图1所示。
富含2-酮基-D-葡萄糖酸的发酵净化液pH为1.8，主要组分为2-酮基-D-葡萄糖酸22%，杂糖杂酸等组分5.9%。模拟移动床温度为50℃，色谱分离参数如下：洗提剂甲醇的流速为2.5（L/h），原料进料速度为0.65 L/h。
经过三个循环后，开始收集分离出的各组分。其成分组成如下：
Figure 832007DEST_PATH_IMAGE003
当富含2-酮基-D-葡萄糖酸的物料进完7.8L后，分别得到富含2-酮基-D-葡萄糖酸的组分23.9L和富含其他杂质组分7.9L，据此，物料经模拟移动床色谱分离后，得到2-酮基-D-葡萄糖酸1649.1g，2-酮基-D-葡萄糖酸的收率为96.1%，纯度为95.96%。
将所得2-酮基-D-葡萄糖酸的甲醇溶液，加入占2-酮基-D-葡萄糖酸质量4%（w/w）左右的浓硫酸，加热到64℃左右搅拌反应3～4h得2-酮基-D-葡萄糖酸甲酯1679.89g。

Claims (10)

1.一种利用模拟移动床色谱直接分离发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的方法，其特征在于：将含有2-酮基-D-葡萄糖酸的发酵净化液经过色谱树脂进行色谱分离；并采用洗提剂提取，所得提取液为2-酮基-D-葡萄糖酸甲醇溶液，且提取液中2-酮基-D-葡萄糖酸提取率达到96%以上，2-酮基-D-葡萄糖酸纯度达到95%以上。
2.根据权利1所述的一种利用模拟移动床色谱直接分离发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的方法，其特征在于：色谱分离在模拟移动床色谱分离系统中进行，色谱分离发酵净化液的pH值控制在0.5～2.0，发酵净化液中2-酮基-D-葡萄糖酸的含量为16～27g/100ml；色谱分离的温度为35℃～55℃。
3.根据权利2所述的一种利用模拟移动床色谱直接分离发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的方法，其特征在于：所述模拟移动床色谱分离系统进料的发酵液净化液，是2-酮基-D-葡萄糖酸发酵液经过酸化、过滤及离子交换处理所得净化液。
4.根据权利3所述的一种利用模拟移动床色谱直接分离发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的方法，其特征在于：所述2-酮基-D-葡萄糖酸发酵液的过滤采用板框过滤，发酵液酸化后所得酸化液经板框过滤后得合格发酵净化液，其透光率≥98%。
5.根据权利1所述的一种利用模拟移动床色谱直接分离发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的方法，其特征在于：所用的色谱树脂为非极性树脂、弱极性树脂或者中性树脂，粒径为0.3～0.8mm。
6.根据权利5所述的一种利用模拟移动床色谱直接分离发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的方法，其特征在于：所用的色谱树脂为中性树脂，粒径0.35～0.55mm。
7.根据权利2所述的一种利用模拟移动床色谱直接分离发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的方法，其特征在于：发酵净化液中2-酮基-D-葡萄糖酸的含量为18～25g/100ml;色谱分离发酵净化液的pH值控制在1.0～1.8，色谱分离的温度为40℃～50℃。
8.根据权利1所述的一种利用模拟移动床色谱直接分离发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的方法，其特征在于：所用洗提剂为有机溶剂甲醇或者乙醇，甲醇或者乙醇与待处理发酵净化液体积比为1:1～3:1。
9.根据权利8所述的一种利用模拟移动床色谱直接分离发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的方法，其特征在于：所用洗提剂为有机溶剂甲醇，甲醇与待处理发酵净化液体积比为1.5:1～2.5:1。
10.根据权利3所述的一种利用模拟移动床色谱直接分离发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的方法，其特征在于：酸化过程为用硫酸、盐酸、硝酸或者草酸对发酵液进行酸化处理。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1412172A (zh) * 2001-10-12 2003-04-23 伊斯曼化学公司 羧酸酯的制备
CN1507440A (zh) * 2000-12-22 2004-06-23 �Ϻ���ͨ��ѧ 生产l-抗坏血酸的连续方法
CN101554540A (zh) * 2009-04-22 2009-10-14 南京凯通粮食生化研究设计有限公司 一种用模拟移动床分离葡萄糖、甘露糖、低聚糖的方法
CN102329226A (zh) * 2011-11-02 2012-01-25 江西省德兴市百勤异Vc纳有限公司 2-酮基-d-葡萄糖酸的分离提取方法
CN109646998A (zh) * 2018-11-23 2019-04-19 吉林中粮生化有限公司 一种用于糖类物质分离的模拟移动床和方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1507440A (zh) * 2000-12-22 2004-06-23 �Ϻ���ͨ��ѧ 生产l-抗坏血酸的连续方法
CN1412172A (zh) * 2001-10-12 2003-04-23 伊斯曼化学公司 羧酸酯的制备
CN101554540A (zh) * 2009-04-22 2009-10-14 南京凯通粮食生化研究设计有限公司 一种用模拟移动床分离葡萄糖、甘露糖、低聚糖的方法
CN102329226A (zh) * 2011-11-02 2012-01-25 江西省德兴市百勤异Vc纳有限公司 2-酮基-d-葡萄糖酸的分离提取方法
CN109646998A (zh) * 2018-11-23 2019-04-19 吉林中粮生化有限公司 一种用于糖类物质分离的模拟移动床和方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周日尤: "模拟移动床分离技术的发展和应用", 《中国食品添加剂》 *

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