CN115108890A - 一种从发酵液分离制备羟基酪醇的方法 - Google Patents
一种从发酵液分离制备羟基酪醇的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115108890A CN115108890A CN202210925789.6A CN202210925789A CN115108890A CN 115108890 A CN115108890 A CN 115108890A CN 202210925789 A CN202210925789 A CN 202210925789A CN 115108890 A CN115108890 A CN 115108890A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydroxytyrosol
- separating
- membrane
- filtrate
- fermentation broth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- JUUBCHWRXWPFFH-UHFFFAOYSA-N Hydroxytyrosol Chemical compound OCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 JUUBCHWRXWPFFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 131
- 235000003248 hydroxytyrosol Nutrition 0.000 title claims abstract description 64
- 229940095066 hydroxytyrosol Drugs 0.000 title claims abstract description 64
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 32
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims abstract description 22
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 8
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 8
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 210000001082 somatic cell Anatomy 0.000 claims abstract description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 15
- 239000003480 eluent Substances 0.000 claims description 14
- ZTHYODDOHIVTJV-UHFFFAOYSA-N Propyl gallate Chemical compound CCCOC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 ZTHYODDOHIVTJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 235000010378 sodium ascorbate Nutrition 0.000 claims description 7
- PPASLZSBLFJQEF-RKJRWTFHSA-M sodium ascorbate Substances [Na+].OC[C@@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1[O-] PPASLZSBLFJQEF-RKJRWTFHSA-M 0.000 claims description 7
- 229960005055 sodium ascorbate Drugs 0.000 claims description 7
- 235000010352 sodium erythorbate Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000004320 sodium erythorbate Substances 0.000 claims description 7
- PPASLZSBLFJQEF-RXSVEWSESA-M sodium-L-ascorbate Chemical compound [Na+].OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1[O-] PPASLZSBLFJQEF-RXSVEWSESA-M 0.000 claims description 7
- RBWSWDPRDBEWCR-RKJRWTFHSA-N sodium;(2r)-2-[(2r)-3,4-dihydroxy-5-oxo-2h-furan-2-yl]-2-hydroxyethanolate Chemical compound [Na+].[O-]C[C@@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O RBWSWDPRDBEWCR-RKJRWTFHSA-N 0.000 claims description 7
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 claims description 6
- 235000010388 propyl gallate Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000000473 propyl gallate Substances 0.000 claims description 6
- 229940075579 propyl gallate Drugs 0.000 claims description 6
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 claims description 4
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 4
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 claims description 4
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000010828 elution Methods 0.000 claims description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 8
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 abstract description 2
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- RFWGABANNQMHMZ-UHFFFAOYSA-N 8-acetoxy-7-acetyl-6,7,7a,8-tetrahydro-5H-benzo[g][1,3]dioxolo[4',5':4,5]benzo[1,2,3-de]quinoline Natural products CC=C1C(CC(=O)OCCC=2C=C(O)C(O)=CC=2)C(C(=O)OC)=COC1OC1OC(CO)C(O)C(O)C1O RFWGABANNQMHMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- HKVGJQVJNQRJPO-UHFFFAOYSA-N Demethyloleuropein Natural products O1C=C(C(O)=O)C(CC(=O)OCCC=2C=C(O)C(O)=CC=2)C(=CC)C1OC1OC(CO)C(O)C(O)C1O HKVGJQVJNQRJPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 240000007817 Olea europaea Species 0.000 description 5
- RFWGABANNQMHMZ-HYYSZPHDSA-N Oleuropein Chemical compound O([C@@H]1OC=C([C@H](C1=CC)CC(=O)OCCC=1C=C(O)C(O)=CC=1)C(=O)OC)[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O RFWGABANNQMHMZ-HYYSZPHDSA-N 0.000 description 5
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000011576 oleuropein Nutrition 0.000 description 5
- RFWGABANNQMHMZ-CARRXEGNSA-N oleuropein Natural products COC(=O)C1=CO[C@@H](O[C@H]2O[C@@H](CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]2O)C(=CC)[C@H]1CC(=O)OCCc3ccc(O)c(O)c3 RFWGABANNQMHMZ-CARRXEGNSA-N 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 2
- 239000000287 crude extract Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 2
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- PFTAWBLQPZVEMU-ZFWWWQNUSA-N (+)-epicatechin Natural products C1([C@@H]2OC3=CC(O)=CC(O)=C3C[C@@H]2O)=CC=C(O)C(O)=C1 PFTAWBLQPZVEMU-ZFWWWQNUSA-N 0.000 description 1
- PFTAWBLQPZVEMU-UKRRQHHQSA-N (-)-epicatechin Chemical compound C1([C@H]2OC3=CC(O)=CC(O)=C3C[C@H]2O)=CC=C(O)C(O)=C1 PFTAWBLQPZVEMU-UKRRQHHQSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000024172 Cardiovascular disease Diseases 0.000 description 1
- ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N D-erythro-ascorbic acid Natural products OCC1OC(=O)C(O)=C1O ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 241000207836 Olea <angiosperm> Species 0.000 description 1
- QNVSXXGDAPORNA-UHFFFAOYSA-N Resveratrol Natural products OC1=CC=CC(C=CC=2C=C(O)C(O)=CC=2)=C1 QNVSXXGDAPORNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LUKBXSAWLPMMSZ-OWOJBTEDSA-N Trans-resveratrol Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1\C=C\C1=CC(O)=CC(O)=C1 LUKBXSAWLPMMSZ-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 1
- 229930003268 Vitamin C Natural products 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003064 anti-oxidating effect Effects 0.000 description 1
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 230000009702 cancer cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical group OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000026106 cerebrovascular disease Diseases 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 235000015872 dietary supplement Nutrition 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000002526 effect on cardiovascular system Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 235000012734 epicatechin Nutrition 0.000 description 1
- LPTRNLNOHUVQMS-UHFFFAOYSA-N epicatechin Natural products Cc1cc(O)cc2OC(C(O)Cc12)c1ccc(O)c(O)c1 LPTRNLNOHUVQMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 235000013373 food additive Nutrition 0.000 description 1
- 239000002778 food additive Substances 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000008821 health effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229940059442 hemicellulase Drugs 0.000 description 1
- 108010002430 hemicellulase Proteins 0.000 description 1
- 239000000852 hydrogen donor Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000010829 isocratic elution Methods 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004006 olive oil Substances 0.000 description 1
- 235000008390 olive oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 polyphenol compound Chemical class 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- QEVHRUUCFGRFIF-MDEJGZGSSA-N reserpine Chemical compound O([C@H]1[C@@H]([C@H]([C@H]2C[C@@H]3C4=C(C5=CC=C(OC)C=C5N4)CCN3C[C@H]2C1)C(=O)OC)OC)C(=O)C1=CC(OC)=C(OC)C(OC)=C1 QEVHRUUCFGRFIF-MDEJGZGSSA-N 0.000 description 1
- 235000021283 resveratrol Nutrition 0.000 description 1
- 229940016667 resveratrol Drugs 0.000 description 1
- 210000000844 retinal pigment epithelial cell Anatomy 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- 235000019154 vitamin C Nutrition 0.000 description 1
- 239000011718 vitamin C Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C37/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
- C07C37/68—Purification; separation; Use of additives, e.g. for stabilisation
- C07C37/685—Processes comprising at least two steps in series
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C37/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
- C07C37/68—Purification; separation; Use of additives, e.g. for stabilisation
- C07C37/70—Purification; separation; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明涉及一种羟基酪醇的制备方法，具体为一种从发酵液分离制备羟基酪醇的方法，结合膜分离、大孔树脂层析、减压蒸馏、薄膜蒸发、真空干燥等技术实现从发酵液中分离纯化羟基酪醇，且对环境友好，产品纯度高、收率高、安全性高，适用于工业化生产；包含以下工艺步骤：步骤1、向发酵液中加入抗氧化剂，并通过陶瓷膜微滤，去除菌体细胞，收集滤液；步骤2、滤液通过有机膜超滤去除残余的细胞、细胞碎片、培养基不溶性成分和蛋白质；步骤3、滤液通过有机膜纳滤，去除色素和无机盐；步骤4、将脱色脱盐后的滤液通过有机膜反渗透进行浓缩；步骤5、将浓缩液通过大孔吸附树脂纯化，先使用去离子水清洗去除杂质，再通过乙醇溶液洗脱目标产物。
Description
技术领域
本发明涉及一种羟基酪醇的制备方法，具体为一种从发酵液分离制备羟基酪醇的方法。
背景技术
羟基酪醇(hydroxytyrosol，HT)是一种多酚类化合物，CAS号为10597-60-1，化学名称为3，4-二羟基苯乙醇，分子式为C8H10O3，分子量为154.16。其性状表现为黄色油状液体，具有较好的水溶性和脂溶性，可溶于水、甲醇、乙醇、二甲亚砜等有机溶剂，在280nm处有最大吸收。
羟基酪醇的结构式如下：
羟基酪醇具有邻苯二酚结构，其酚羟基可以作为氢的供体，对多种活性氧具有清除作用，降低产生氧自由基的可能性，并且能够通过反应清除各种自由基，打断自由基氧化的链式反应。研究表明羟基酪醇具有卓越的抗氧化作用，对氧化自由基的中和能力远高于维生素C、表儿茶素、白藜芦醇。这一特性使得羟基酪醇展现出多种对于人体健康的有益作用，例如促进癌细胞凋亡和抑制癌细胞增殖，降低心脑血管疾病的发生，对抗炎症，降低糖尿病风险，广谱的抗菌活性，保护人视网膜色素上皮细胞和骨质，同时研究也表明，羟基酪醇对于生物体具有很高的安全性。
基于羟基酪醇的多种健康功效，其在医药、食品保健品、化妆品等领域具有广泛的应用前景。例如国外的膳食补充剂Hytolive和化妆品Oliveda中应用了羟基酪醇，2017年欧盟批准羟基酪醇作为新资源食品应用于油脂产品中。但在国内，由于推广使用及产业化发展时间较短，羟基酪醇还未得到充分应用。羟基酪醇存在于橄榄的叶子、果实、橄榄油以及橄榄加工产生的废水中，是橄榄苦苷的主要水解产物，关于从橄榄叶或橄榄提取物中提取制备羟基酪醇的技术已得到报道。申请号为201811420341.9的专利公开了一种从油橄榄叶中同步分离纯化橄榄苦苷和羟基酪醇的方法，对油橄榄叶进行水浸泡回流提取，并通过大孔树脂分离纯化，但直接提取得到的羟基酪醇含量较低。申请号为201510371820.6的专利公开了一种油橄榄叶橄榄苦苷粗提取物制备羟基酪醇的方法，通过半纤维素酶水解油橄榄叶橄榄苦苷粗提取物制备羟基酪醇，但该工艺中橄榄苦苷降解不完全，得到的羟基酪醇含量较低。因此需要开发一种新型的羟基酪醇制备技术，满足工业化生产和市场应用的需求。
薄膜蒸发器是利用高速旋转，将液体分布成均匀薄膜而进行蒸发或蒸馏的一种高效蒸发、蒸馏设备。在减压条件下，液体形成薄膜而具有极大的汽化表面积，热量传播较快，能够防止物料因过热而变性；同时薄膜蒸发具有提取液受热温度低、蒸发速度快、可连续操作和缩短生产周期等优点。
水的饱和蒸气压与温度紧密相关，在真空状态下，水的沸点降低，即采用真空干燥可以降低干燥温度，避免高温对于被干燥物质的破坏，同时提高了干燥速度。此外在真空系统中，单位体积内空气的含量低于大气中的含量，在这种相对缺氧的环境下进行干燥，可以避免被干燥物质的氧化。因此采用真空干燥可以获得质量较高的羟基酪醇。
所以综上所述，可以看出目前现有技术中如何实现羟基酪醇的高纯度、高收率的分离纯化是一个有待解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种从发酵液分离制备羟基酪醇的方法，结合膜分离、大孔树脂层析、减压蒸馏、薄膜蒸发、真空干燥等技术实现从发酵液中分离纯化羟基酪醇，且对环境友好，产品纯度高、收率高、安全性高，适用于工业化生产。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种从发酵液分离制备羟基酪醇的方法，包含以下工艺步骤：
步骤1、向发酵液中加入抗氧化剂，并通过陶瓷膜微滤，去除菌体细胞，收集滤液；
步骤2、滤液通过有机膜超滤去除残余的细胞、细胞碎片、培养基不溶性成分和蛋白质；
步骤3、滤液通过有机膜纳滤，去除色素和无机盐；
步骤4、将脱色脱盐后的滤液通过有机膜反渗透进行浓缩；
步骤5、将浓缩液通过大孔吸附树脂纯化，先使用去离子水清洗去除杂质，再通过乙醇溶液洗脱目标产物；
步骤6、将收集的洗脱液进行减压蒸馏，回收溶剂乙醇；
步骤7、向溶液中通入氮气，并使用薄膜蒸发器进行蒸发浓缩，然后通过真空干燥机进行干燥，获得黄色油状产物，经HPLC检测纯度。
作为优选，步骤1中的抗氧化剂为没食子酸丙酯、抗坏血酸钠、异抗坏血酸钠中的任一种，所述没食子酸丙酯的添加量为0.5～1g/L，抗坏血酸钠的添加量为1～2.5g/L，异抗坏血酸钠的添加量为1.5～3g/L。
作为优选，步骤1中所述的陶瓷微滤膜元件规格为10～100nm，材质为氧化钙、氧化铝或氧化钛，操作温度不高于40℃。
作为优选，步骤2中所述的有机超滤膜截留分子量为1000～5000Da，材质为聚醚砜、聚砜或聚偏氟乙烯，操作温度不高于40℃。
作为优选，步骤3中所述的有机纳滤膜截留分子量为200～300Da，材质为聚酰胺、磺化聚醚砜或磺化聚砜，操作温度不高于40℃。
作为优选，步骤4中所述的有机反渗透膜为RO1，操作温度不高于40℃。
作为优选，步骤5中所述的去离子水清洗体积为2～4BV，乙醇溶液浓度为30％～35％，乙醇溶液洗脱体积为3～6BV，流速为1～2BV/h。
作为优选，步骤6中所述的减压蒸馏在50～55℃下进行。
作为优选，步骤7中所述的氮气通入速率为2～4mL/min，时长为10～20min。
作为优选，步骤7中所述的薄膜蒸发浓缩温度为37～40℃，真空干燥温度为40～45℃。
本发明有益效果：(1)本发明通过生物工程下游分离纯化的多种技术相结合，从发酵液中分离提取羟基酪醇，与植物提取法相比，得到的产品纯度高，产品质量稳定，不会受到原材料批次差异的影响，能够连续稳定生产。
(2)本发明使用的工艺、物料安全性高且排污量少，适用于工业化大规模生产羟基酪醇；分离纯化过程中使用的抗氧化剂如没食子酸丙酯、抗坏血酸钠、异抗坏血酸钠均属于国家标准中允许的食品添加剂，对于羟基酪醇成品的安全性没有影响，使用的溶剂乙醇可通过蒸馏回收，不会造成环境污染。
(3)本发明在分离纯化过程中采用的薄膜蒸发与真空干燥技术可以有效避免高温及氧气对于羟基酪醇的氧化损失，提高了纯化效率、产品收率与产品质量。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为羟基酪醇标准曲线图；
图3为羟基酪醇成品的HPLC检测结果图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的从发酵液分离制备羟基酪醇的方法在具体实施时，可以采用如下实施方式；
实施例1
(1)向羟基酪醇含量为10g/L的发酵液中加入1g/L的没食子酸丙酯，通过10nm微滤膜，去除菌体细胞，收集滤液，操作温度不超过40℃；
(2)滤液通过1000Da超滤膜去除残余的细胞、细胞碎片、培养基不溶性成分、蛋白质等，操作温度不超过40℃；
(3)滤液通过200Da纳滤膜去除色素和无机盐，操作温度不超过40℃；
(4)脱色脱盐后的滤液通过反渗透膜RO1进行浓缩，操作温度不超过40℃；
(5)浓缩液通过大孔吸附树脂纯化，先使用2BV去离子水清洗，再使用6BV 30％乙醇溶液洗脱，流速为2BV/h；
(6)收集的洗脱液在50℃下进行溶剂乙醇的回收；
(7)以2mL/min的速率向洗脱液中通入氮气20min，对收集的洗脱液使用薄膜蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发温度为37℃，然后通过真空干燥机进行干燥，干燥温度为40℃，获得黄色油状产物。
实施例2
(1)向羟基酪醇含量为10g/L的发酵液中加入2g/L的抗坏血酸钠，通过50nm微滤膜，去除菌体细胞，收集滤液，操作温度不超过40℃；
(2)滤液通过2000Da超滤膜去除残余的细胞、细胞碎片、培养基不溶性成分、蛋白质等，操作温度不超过40℃；
(3)滤液通过200Da纳滤膜去除色素和无机盐，操作温度不超过40℃；
(4)脱色脱盐后的滤液通过反渗透膜RO1进行浓缩，操作温度不超过40℃；
(5)浓缩液通过大孔吸附树脂纯化，先使用3BV去离子水清洗，再使用3BV 35％乙醇溶液洗脱，流速为1BV/h；
(6)收集的洗脱液在50℃下进行溶剂乙醇的回收；
(7)以3mL/min的速率向洗脱液中通入氮气15min，对收集的洗脱液使用薄膜蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发温度为40℃，然后通过真空干燥机进行干燥，干燥温度为45℃，获得黄色油状产物。
实施例3
(1)向羟基酪醇含量为10g/L的发酵液中加入2g/L的异抗坏血酸钠，通过100nm微滤膜，去除菌体细胞，收集滤液，操作温度不超过40℃；
(2)滤液通过3000Da超滤膜去除残余的细胞、细胞碎片、培养基不溶性成分、蛋白质等，操作温度不超过40℃；
(3)滤液通过300Da纳滤膜去除色素和无机盐，操作温度不超过40℃；
(4)脱色脱盐后的滤液通过反渗透膜RO1进行浓缩，操作温度不超过40℃；
(5)将浓缩液通过大孔吸附树脂纯化，先使用4BV去离子水清洗，再使用5BV 35％乙醇溶液洗脱，流速为2BV/h；
(6)收集的洗脱液在52℃下进行溶剂乙醇的回收；
(7)以4mL/min的速率向洗脱液中通入氮气10min，对收集的洗脱液使用薄膜蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发温度为40℃，然后通过真空干燥机进行干燥，干燥温度为42℃，获得黄色油状产物。
实施例4
(1)向羟基酪醇含量为10g/L的发酵液中加入2.5g/L的抗坏血酸钠，通过100nm微滤膜，去除菌体细胞，收集滤液，操作温度不超过40℃；
(2)滤液通过5000Da超滤膜去除残余的细胞、细胞碎片、培养基不溶性成分、蛋白质等，操作温度不超过40℃；
(3)滤液通过300Da纳滤膜去除色素和无机盐，操作温度不超过40℃；
(4)脱色脱盐后的滤液通过反渗透膜RO1进行浓缩，操作温度不超过40℃；
(5)将浓缩液通过大孔吸附树脂纯化，先使用4BV去离子水清洗，再使用6BV 35％乙醇溶液洗脱，流速为2BV/h；
(6)收集的洗脱液在55℃下进行溶剂乙醇的回收。
(7)以4mL/min的速率向洗脱液中通入氮气10min，对收集的洗脱液使用薄膜蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发温度为40℃，然后通过真空干燥机进行干燥，干燥温度为40℃，获得黄色油状产物。
实施例5
(1)向羟基酪醇含量为10g/L的发酵液中加入3g/L的异抗坏血酸钠，通过100nm微滤膜，去除菌体细胞，收集滤液，操作温度不超过40℃。
(2)滤液通过5000Da超滤膜去除残余的细胞、细胞碎片、培养基不溶性成分、蛋白质等，操作温度不超过40℃。
(3)滤液通过300Da纳滤膜去除色素和无机盐，操作温度不超过40℃。
(4)脱色脱盐后的滤液通过反渗透膜RO1进行浓缩，操作温度不超过40℃。
(5)将浓缩液通过大孔吸附树脂纯化，先使用3BV去离子水清洗，再使用5BV 35％乙醇溶液洗脱，流速为1.5BV/h。
(6)收集的洗脱液在55℃下进行溶剂乙醇的回收。
(7)以3mL/min的速率向洗脱液中通入氮气15min，对收集的洗脱液使用薄膜蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发温度为37℃，然后通过真空干燥机进行干燥，干燥温度为42℃，获得黄色油状产物。
羟基酪醇的HPLC检测方法：HypersilTM ODS-2 C18色谱柱(5μm，4.6×250mm)；柱温30℃；流动相A(含0.1％(w/v)甲酸的超纯水)：流动相B(纯甲醇)＝4：1，等度洗脱15min；流速1mL/min；进样量10μL；紫外检测器280nm。羟基酪醇的出峰时间约为5.6min。
羟基酪醇标准曲线的绘制：精密称取0.1250g羟基酪醇标准品，用甲醇溶解后，使用50mL容量瓶定容，制得浓度为2.5g/L的母液。再用甲醇将母液分别稀释为0.125g/L、0.250g/L、0.500g/L、1.000g/L、1.250g/L的标准溶液，通过HPLC进行检测，以浓度为横坐标，峰面积为纵坐标绘制标准曲线，结果如图2所示。
发酵液提纯获得的羟基酪醇通过HPLC检测纯度，按照收率计算公式计算各实施例的羟基酪醇收率，结果如表1及图3所示。
羟基酪醇的收率＝成品羟基酪醇的含量/原发酵液中羟基酪醇的含量*100％
表1各实施例羟基酪醇成品的纯度及收率
| 实施例 | 羟基酪醇的纯度/％ | 羟基酪醇的收率/％ |
| 实施例1 | 99.2 | 80.7 |
| 实施例2 | 99.6 | 75.6 |
| 实施例3 | 99.5 | 78.1 |
| 实施例4 | 99.1 | 81.0 |
| 实施例5 | 99.8 | 77.9 |
以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种从发酵液分离制备羟基酪醇的方法，其特征在于，包含以下工艺步骤：
步骤1、向发酵液中加入抗氧化剂，并通过陶瓷膜微滤，去除菌体细胞，收集滤液；
步骤2、滤液通过有机膜超滤去除残余的细胞、细胞碎片、培养基不溶性成分和蛋白质；
步骤3、滤液通过有机膜纳滤，去除色素和无机盐；
步骤4、将脱色脱盐后的滤液通过有机膜反渗透进行浓缩；
步骤5、将浓缩液通过大孔吸附树脂纯化，先使用去离子水清洗去除杂质，再通过乙醇溶液洗脱目标产物；
步骤6、将收集的洗脱液进行减压蒸馏，回收溶剂乙醇；
步骤7、向溶液中通入氮气，并使用薄膜蒸发器进行蒸发浓缩，然后通过真空干燥机进行干燥，获得黄色油状产物，经HPLC检测纯度。
2.根据权利要求1所述的从发酵液分离制备羟基酪醇的方法，其特征在于，步骤1中的抗氧化剂为没食子酸丙酯、抗坏血酸钠、异抗坏血酸钠中的任一种，所述没食子酸丙酯的添加量为0.5～1g/L，抗坏血酸钠的添加量为1～2.5g/L，异抗坏血酸钠的添加量为1.5～3g/L。
3.根据权利要求1所述的从发酵液分离制备羟基酪醇的方法，其特征在于，步骤1中所述的陶瓷微滤膜元件规格为10～100nm，材质为氧化钙、氧化铝或氧化钛，操作温度不高于40℃。
4.根据权利要求1所述的从发酵液分离制备羟基酪醇的方法，其特征在于，步骤2中所述的有机超滤膜截留分子量为1000～5000Da，材质为聚醚砜、聚砜或聚偏氟乙烯，操作温度不高于40℃。
5.根据权利要求1所述的从发酵液分离制备羟基酪醇的方法，其特征在于，步骤3中所述的有机纳滤膜截留分子量为200～300Da，材质为聚酰胺、磺化聚醚砜或磺化聚砜，操作温度不高于40℃。
6.根据权利要求1所述的从发酵液分离制备羟基酪醇的方法，其特征在于，步骤4中所述的有机反渗透膜为RO1，操作温度不高于40℃。
7.根据权利要求1所述的从发酵液分离制备羟基酪醇的方法，其特征在于，步骤5中所述的去离子水清洗体积为2～4BV，乙醇溶液浓度为30％～35％，乙醇溶液洗脱体积为3～6BV，流速为1～2BV/h。
8.根据权利要求1所述的从发酵液分离制备羟基酪醇的方法，其特征在于，步骤6中所述的减压蒸馏在50～55℃下进行。
9.根据权利要求1所述的从发酵液分离制备羟基酪醇的方法，其特征在于，步骤7中所述的氮气通入速率为2～4mL/min，时长为10～20min。
10.根据权利要求1所述的从发酵液分离制备羟基酪醇的方法，其特征在于，步骤7中所述的薄膜蒸发浓缩温度为37～40℃，真空干燥温度为40～45℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210925789.6A CN115108890A (zh) | 2022-08-03 | 2022-08-03 | 一种从发酵液分离制备羟基酪醇的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210925789.6A CN115108890A (zh) | 2022-08-03 | 2022-08-03 | 一种从发酵液分离制备羟基酪醇的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115108890A true CN115108890A (zh) | 2022-09-27 |
Family
ID=83335142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210925789.6A Pending CN115108890A (zh) | 2022-08-03 | 2022-08-03 | 一种从发酵液分离制备羟基酪醇的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115108890A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102276424A (zh) * | 2011-06-15 | 2011-12-14 | 陕西禾博天然产物有限公司 | 一种煮沸水解制备羟基酪醇的方法 |
| CN104805110A (zh) * | 2015-05-13 | 2015-07-29 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | 利用葡萄糖生产羟基酪醇的重组大肠杆菌及重组方法及应用 |
| CN105753658A (zh) * | 2014-12-16 | 2016-07-13 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 独一味中羟基酪醇的制备方法 |
| CN107201331A (zh) * | 2016-03-18 | 2017-09-26 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | 表达羟基酪醇和羟基酪醇葡萄糖苷的大肠杆菌及构建方法及应用 |
| CN111499498A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-08-07 | 江苏惠利生物科技有限公司 | 一种从发酵液中提取高纯度羟基酪醇的方法 |
| CN113249240A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-13 | 天津大学 | 一种高产羟基酪醇的酿酒酵母及其构建方法 |
-
2022
- 2022-08-03 CN CN202210925789.6A patent/CN115108890A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102276424A (zh) * | 2011-06-15 | 2011-12-14 | 陕西禾博天然产物有限公司 | 一种煮沸水解制备羟基酪醇的方法 |
| CN105753658A (zh) * | 2014-12-16 | 2016-07-13 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 独一味中羟基酪醇的制备方法 |
| CN104805110A (zh) * | 2015-05-13 | 2015-07-29 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | 利用葡萄糖生产羟基酪醇的重组大肠杆菌及重组方法及应用 |
| CN107201331A (zh) * | 2016-03-18 | 2017-09-26 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | 表达羟基酪醇和羟基酪醇葡萄糖苷的大肠杆菌及构建方法及应用 |
| CN111499498A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-08-07 | 江苏惠利生物科技有限公司 | 一种从发酵液中提取高纯度羟基酪醇的方法 |
| CN113249240A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-13 | 天津大学 | 一种高产羟基酪醇的酿酒酵母及其构建方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 邓慧颖，等: "海莲内生真菌Pestalotiopsis clavispora代谢产物研究", 菌物学报, vol. 30, no. 02, pages 263 - 267 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20190133166A1 (en) | Method for Extracting High-Purity Mogroside V from Siraitia Grosvenorii | |
| Zhang et al. | Polyethylene glycol-based ultrasound-assisted extraction and ultrafiltration separation of polysaccharides from Tremella fuciformis (snow fungus) | |
| CN1683387A (zh) | 一种从罗汉果中提取罗汉果甜甙的方法 | |
| CN108997294B (zh) | 高品质低聚原花青素及其制备方法 | |
| CN101830882A (zh) | 一种从茶叶同时制备七种儿茶素单体的方法 | |
| CN103479730B (zh) | 一种从鲜荷叶中同步分离荷叶黄酮和叶绿素的方法 | |
| Cai et al. | Novel extraction methods and potential applications of polyphenols in fruit waste: A review | |
| Skaltsounis et al. | Recovery of high added value compounds from olive tree products and olive processing byproducts | |
| US20090209789A1 (en) | Microwave-assisted extraction of solanesol from potato stems and/or leaves | |
| CN111217864B (zh) | 一种青花椒生物碱的提取方法 | |
| CN115108890A (zh) | 一种从发酵液分离制备羟基酪醇的方法 | |
| CN101624607A (zh) | 一种羟基酪醇的制备方法 | |
| CN101863807B (zh) | 一种大蒜提取物的制造方法 | |
| Saffarzadeh-Matin et al. | Simultaneous separation and concentration of polyphenols from pomegranate industrial waste by multistage counter-current system; comparing with ultrafiltration concentration | |
| CN102311379A (zh) | 一种利用膜分离技术制备1-脱氧野尻霉素的方法 | |
| CN108822229A (zh) | 一种黑枸杞多糖的提取方法 | |
| CN105362300A (zh) | 一种利用海藻制备富含海藻多酚浓缩液的方法 | |
| CN113603803B (zh) | 一种从火龙果茎中同时提取植物甾醇和多糖的方法 | |
| CN104109644A (zh) | 一种芽孢杆菌及其在天然产物提取中的应用 | |
| WO2016056029A1 (en) | A process for extraction and separation of oxyresveratrol from artocarpus lakoocha roxb | |
| CN111187244B (zh) | 一种从芹菜中提取芹菜素的新方法 | |
| CN104876986B (zh) | 一种提取紫甘薯中花色苷的方法 | |
| CN108147964A (zh) | 一种用集成膜技术分离绿原酸的方法 | |
| CN102558251A (zh) | 一种香蕉茎杆原液提取单宁的超滤膜生产方法 | |
| CN103288898B (zh) | 新芒果苷对照品提取纯化分离方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |