CN116769857B - 一种糖基化肌醇的制备及分离纯化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及肌醇生产技术领域，尤其涉及一种糖基化肌醇的制备及分离纯化工艺，包括以下步骤：（1）取纯化水加热，加入肌醇、糖基供体、酶，控制反应体系的温度、pH和时间，反应结束后收集的料液备用；（2）取步骤（1）中的料液继续加热灭酶、闪蒸、降温后收集的浓缩液备用；（3）取浓缩液，采用模拟移动床色谱系统分离，分别收集糖基化肌醇纯化液和未反应完全的肌醇和糖基供体混合液；（4）取糖基化肌醇纯化液，经过浓缩、干燥得到糖基化肌醇产品。上述制备及分离纯化方法，大大提高了糖基化肌醇的产量、收率和纯度。
Description
技术领域
本发明涉及肌醇生产技术领域，尤其涉及一种糖基化肌醇的制备及分离纯化工艺。
背景技术
肌醇（Inositol）化学名：环己六醇，是高等动物体内所需的重要维生素。肌醇在外观上类似糖类，为白色结晶状粉末，无臭、微甜，在空气中较稳定，主要用于医药、食品和保健品、饲料添加剂等行业。例如在医药工业领域，肌酸可用于生产肌醇片、烟酸肌醇脂、甘油三脂，用于治疗肝炎、肝硬化、脂肪肝和血液中胆固醇过高症；在食品工业领域，肌醇是一种“生物活素”，参与体内的新陈代谢活动，具有免疫、预防和治疗某些疾病等多种作用，在发酵和食品工业中，可用于多种菌种的培养和促进酵母的增长等；在饲料工业领域，肌醇可促进牲畜生长和防止死亡，其加入量通常为饲料的0.2%－0.5%。
研究表明，糖基肌醇可以有效改善皮肤血液循环，提高皮肤抵抗紫外线的能力，对于减缓皮肤衰老松弛、降低皮肤癌变风险具有重要作用。为了扩展应用范围，在肌醇分子引入1个或多个葡萄糖基得到糖基化肌醇，从而改变肌醇特性，是目前研究的主要生产工艺；但是糖基化肌醇的产率受反应温度、pH等因素的影响，并且糖基化肌醇产品分离比较困难；因此针对上述问题，有必要开发一种糖基化肌醇的制备及分离纯化工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种糖基化肌醇的制备及分离纯化工艺，利用该制备及分离纯化工艺可以提高糖基化肌醇的产量、收率和纯度。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种糖基化肌醇的制备及分离纯化工艺，包括以下步骤：
（1）取纯化水加热，加入肌醇、糖基供体、酶，控制反应体系的温度、pH和时间，反应结束后收集的料液备用；
（2）取步骤（1）中的料液继续加热灭酶、闪蒸、降温后收集的浓缩液备用；
（3）取步骤（2）中的浓缩液，采用模拟移动床色谱系统分离，分别收集糖基化肌醇纯化液和未反应完全的肌醇和糖基供体混合液；
（4）取步骤（3）中的糖基化肌醇纯化液，经过浓缩、干燥得到糖基化肌醇产品。
作为一种改进的技术方案，步骤（1）中所述肌醇与所述纯化水按照质量比1:10-20的比例加入，所述糖基供体与所述纯化水按照质量比1:4-5的比例加入，所述酶为所述肌醇加入量的0.5-2wt%。
作为一种改进的技术方案，步骤（1）中控制所述反应体系的温度为60-80℃，pH为6-8，反应时间为48-72h。
作为一种改进的技术方案，步骤（1）中所述糖基供体为淀粉、α-环糊精、β-环糊精、麦芽糖；所述酶为α-葡萄糖苷酶、α-环糊精葡萄糖基转移酶或β-环糊精葡萄糖基转移酶。
作为一种改进的技术方案，步骤（2）中加热温度为95-100℃，灭酶时间控制在20-30min。
作为一种改进的技术方案，步骤（2）中降温后收集的浓缩液温度为60-80℃。
作为一种改进的技术方案，步骤（3）中所述模拟移动床色谱系统中色谱柱的填料为钙型阳离子树脂。
作为一种改进的技术方案，步骤（3）中所述模拟移动床色谱系统的运行温度50-60℃，运行压力0.1-0.3MPa，进料液速度1-2BV/h，流动相的速度为2-3BV/h。
作为一种改进的技术方案，所述流动相为纯化水，且所述进料液的进料量为单柱树脂体积的10-15%，所述流动相与所述进料液按照体积比3-4:1的比例加入。
作为一种改进的技术方案，步骤（4）中所述糖基化肌醇纯化液经过浓缩后的固含量控制在50-70wt%。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
本发明以肌醇、糖基供体为原料，加入水和酶，控制反应温度、pH和反应时间，经过反应后得到的转化液升温、灭酶、浓缩、降温后的浓缩液采用模拟移动床色谱分离，得到糖基化肌醇纯化液经过浓缩、干燥得到糖基化肌醇产品。分离所收集的未反应完全的肌醇和糖基供体混合液回收后继续参与反应。上述制备及分离纯化工艺，大大提高了糖基化肌醇的产量、收率和纯度。
附图说明
图1为本发明实施例4中糖基化肌醇的液相检测图谱。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种糖基化肌醇的制备及分离纯化工艺，包括以下步骤：
（1）取纯化水10kg加热后加入1kg肌醇、2.5kg的淀粉（分子量为5-10×104）、5g的α-葡萄糖苷酶（活力为50000U/g），控制反应体系的温度为60℃、pH为6和时间48h，反应结束后收集的料液备用；
（2）取步骤（1）中的料液继续加热至95-100℃，灭酶时间为20min，闪蒸、降温至60℃的浓缩液收集备用；
（3）取步骤（2）中的浓缩液，采用模拟移动床色谱系统分离，分别收集糖基化肌醇纯化液和未反应完全的肌醇和糖基供体混合液；其中模拟移动床色谱系统中色谱柱的填料为钙型阳离子树脂（ S1850---蓝晓科技新材料有限公司）；运行温度50℃，运行压力0.1MPa，进料液速度1BV/h，纯化水为流动相，流动相的速度为2BV/h，进料液的进料量为单柱树脂体积的10%，流动相与进料液按照体积比3:1的比例加入；
（4）取步骤（3）中的糖基化肌醇纯化液，经过浓缩其固含量为50wt%、干燥得到糖基化肌醇产品2.9kg，纯度为93.5%，收率为82.8%。
实施例2
一种糖基化肌醇的制备及分离纯化工艺，包括以下步骤：
（1）取纯化水10kg，加热后加入0.85kg的肌醇、2.3kg的β-环糊精、8.5g的β-环糊精葡萄糖基转移酶（活力为1×105U/g），控制反应体系的温度为65℃、pH为6.3和时间53h，反应结束后收集的料液备用；
（2）取步骤（1）中的料液继续加热至95-100℃，灭酶时间为23min，闪蒸、降温至65℃的浓缩液收集备用；
（3）取步骤（2）中的浓缩液，采用模拟移动床色谱系统分离，分别收集糖基化肌醇纯化液和未反应完全的肌醇和糖基供体混合液；其中模拟移动床色谱系统中色谱柱的填料为钙型阳离子树脂（ S1860---蓝晓科技新材料有限公司）；运行温度53℃，运行压力0.15MPa，进料液速度1.3BV/h，纯化水为流动相，流动相的速度为2.3BV/h，进料液的进料量为单柱树脂体积的11%，流动相与进料液按照体积比3.2:1的比例加入；
（4）取步骤（3）中的糖基化肌醇纯化液，经过浓缩其固含量为55wt%、干燥得到糖基化肌醇产品2.7kg，纯度为95.8%，收率为85.7%。
实施例3
一种糖基化肌醇的制备及分离纯化工艺，包括以下步骤：
（1）取纯化水10kg、加热后加入0.67kg的肌醇、2.22kg的麦芽糖、10g的α-环糊精葡萄糖基转移酶（活力为1×105U/g），控制反应体系的温度为70℃、pH为6.5和时间60h，反应结束后收集的料液备用；
（2）取步骤（1）中的料液继续加热至95-100℃，灭酶时间为25min，闪蒸、降温至70℃的浓缩液收集备用；
（3）取步骤（2）中的浓缩液，采用模拟移动床色谱系统分离，分别收集糖基化肌醇纯化液和未反应完全的肌醇和糖基供体混合液；其中模拟移动床色谱系统中色谱柱的填料为钙型阳离子树脂（ S1860---蓝晓科技新材料有限公司）；运行温度55℃，运行压力0.2MPa，进料液速度1.5BV/h，纯化水为流动相，流动相的速度为2.5BV/h，所述进料液的进料量为单柱树脂体积的12%，所述流动相与所述进料液按照体积比3.5:1的比例加入；
（4）取步骤（3）中的糖基化肌醇纯化液，经过浓缩其固含量为60wt%、干燥得到糖基化肌醇产品2.63kg，纯度为96.7%，收率为91%。
实施例4
一种糖基化肌醇的制备及分离纯化工艺，包括以下步骤：
（1）取纯化水10kg，加热后加入0.57kg的肌醇、2.08kg的麦芽糖、10.3g的α-葡萄糖苷酶（活力为50000U/g），控制反应体系的温度为75℃、pH为7.5和时间65h，反应结束后收集的料液备用；
（2）取步骤（1）中的料液继续加热至95-100℃，灭酶时间为28min，闪蒸、降温至75℃的浓缩液收集备用；
（3）取步骤（2）中的浓缩液，采用模拟移动床色谱系统分离，分别收集糖基化肌醇纯化液和未反应完全的肌醇和糖基供体混合液；其中模拟移动床色谱系统中色谱柱的填料为钙型阳离子树脂（ S1860---蓝晓科技新材料有限公司）；运行温度58℃，运行压力0.28MPa，进料液速度1.8BV/h，纯化水为流动相，流动相的速度为2.8BV/h，进料液的进料量为单柱树脂体积的14%，流动相与所述进料液按照体积比3.8:1的比例加入；
（4）取步骤（3）中的糖基化肌醇纯化液，经过浓缩其固含量为65wt%、干燥得到糖基化肌醇产品2.26kg，纯度为95.6%，收率为85.3%。
实施例5
一种糖基化肌醇的制备及分离纯化工艺，包括以下步骤：
（1）取纯化水10kg，加热后加入0.5kg的肌醇、2kg的α-环糊精、10g的α-环糊精葡萄糖基转移酶（活力为1×105U/g），控制反应体系的温度为80℃、pH为8和时间72h，反应结束后收集的料液备用；
（2）取步骤（1）中的料液继续加热至95-100℃，灭酶时间为30min，闪蒸、降温至80℃的浓缩液收集备用；
（3）取步骤（2）中的浓缩液，采用模拟移动床色谱系统分离，分别收集糖基化肌醇纯化液和未反应完全的肌醇和糖基供体混合液；其中模拟移动床色谱系统中色谱柱的填料为钙型阳离子树脂（ S1860---蓝晓科技新材料有限公司）运行温度60℃，运行压力0.3MPa，进料液速度2BV/h，纯化水为流动相，流动相的速度为3BV/h，所述进料液的进料量为单柱树脂体积的15%，所述流动相与所述进料液按照体积比4:1的比例加入；
（4）取步骤（3）中的糖基化肌醇纯化液，经过浓缩其固含量为70wt%、干燥得到糖基化肌醇产品2.05kg，纯度为92.5%，收率82%。
为了更好的证明本发明的制备及分离纯化工艺提高糖基化肌醇的产率和纯度，以实施例3为参照，给出了13个对比例，具体详见以下内容。
对比例1
与实施例3不同的是，步骤（1）的反应温度为55℃，其余操作相同；步骤（4）中糖基化肌醇产品2.05kg，纯度为89.2%，收率为70.9%。
对比例2
与实施例3不同的是，步骤（1）的反应温度为85℃，其余操作相同；步骤（4）中糖基化肌醇产品2.45kg，纯度为95.1%，收率为84.8%。
对比例3
与实施例3不同的是，步骤（1）的反应pH为5，其余操作相同；步骤（4）中糖基化肌醇产品1.85kg，纯度为91.6%，收率为64%。
对比例4
与实施例3不同的是，步骤（1）的反应pH为8.5，其余操作相同；步骤（4）中糖基化肌醇产品2.15kg，纯度为93.2%，收率为74.4%。
对比例5
与实施例3不同的是，步骤（1）的反应时间为45h，其余操作相同；步骤（4）中糖基化肌醇产品2.5kg，纯度为95.3%，收率为86.5%。
对比例6
与实施例3不同的是，步骤（1）的反应时间为75h，其余操作相同；步骤（4）中糖基化肌醇产品2.55kg，纯度为95.8%，收率88.2%。
对比例7
与实施例3不同的是，步骤（2）浓缩液的温度为50℃，其余操作相同；步骤（4）中糖基化肌醇产品2.68kg，纯度为95.2%，收率为92.7%。
对比例8
与实施例3不同的是，步骤（2）浓缩液的温度为85℃，其余操作相同；步骤（4）中糖基化肌醇产品2.5kg，纯度为96.9%，收率为86.5%。
对比例9
与实施例3不同的是，步骤（3）中色谱柱的填料为钠型阳离子树脂，其余操作相同；步骤（4）中糖基化肌醇产品2.15kg，纯度为85.8%，收率为74.4%。
对比例10
与实施例3不同的是，步骤（3）中模拟移动床色谱分离系统的运行温度为45℃，其余操作相同；步骤（4）中糖基化肌醇产品2.4kg，纯度为93.6%，收率为83%。
对比例11
与实施例3不同的是，步骤（3）中模拟移动床色谱分离系统的运行温度为65℃，其余操作相同；步骤（4）中糖基化肌醇产品2.35kg，纯度为92.9%，收率为81.3%。
对比例12
与实施例3不同的是，步骤（3）中模拟移动床色谱分离系统中进料量为单柱树脂体积的18%，其余操作相同；步骤（4）中糖基化肌醇产品2.2kg，纯度为88.6%，收率为76.1%。
对比例13
与实施例3不同的是，步骤（3）中模拟移动床色谱分离系统中流动相与进料液按照体积比2:1，其余操作相同；步骤（4）中糖基化肌醇产品2.45kg，纯度为81.3%，收率为84.8%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种糖基化肌醇的制备及分离纯化工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）取纯化水加热，加入肌醇、糖基供体、酶，控制反应体系的温度为60-80℃、pH为6-8和时间为48-72h，反应结束后收集的料液备用；所述肌醇与所述纯化水按照质量比1:10-20的比例加入，所述糖基供体与所述纯化水按照质量比1:4-5的比例加入，所述酶为所述肌醇加入量的0.5-2wt%；其中所述糖基供体为淀粉、α-环糊精、β-环糊精、麦芽糖；所述酶为α-葡萄糖苷酶、α-环糊精葡萄糖基转移酶或β-环糊精葡萄糖基转移酶；
（2）取步骤（1）中的料液继续加热灭酶、闪蒸、降温后收集温度为60-80℃的浓缩液备用；
（3）取步骤（2）中的浓缩液，采用模拟移动床色谱系统分离，分别收集糖基化肌醇纯化液和未反应完全的肌醇和糖基供体混合液；所述模拟移动床色谱系统中色谱柱的填料为钙型阳离子树脂；所述模拟移动床色谱系统的运行温度50-60℃，运行压力0.1-0.3MPa，进料液速度1-2BV/h，流动相的速度为2-3BV/h；所述流动相为纯化水，且所述进料液的进料量为单柱树脂体积的10-15%，所述流动相与所述进料液按照体积比3-4:1的比例加入；
（4）取步骤（3）中的糖基化肌醇纯化液，经过浓缩、干燥得到糖基化肌醇产品。
2.根据权利要求1所述的一种糖基化肌醇的制备及分离纯化工艺，其特征在于，步骤（2）中加热温度为95-100℃，灭酶时间控制在20-30min。
3.根据权利要求1所述的一种糖基化肌醇的制备及分离纯化工艺，其特征在于，步骤（4）中所述糖基化肌醇纯化液经过浓缩后的固含量控制在50-70wt%。
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| CN115160108A (zh) * | 2022-09-06 | 2022-10-11 | 诸城市浩天药业有限公司 | 一种制备肌醇和磷酸的工艺方法 |
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