CN1760182A - 一种高纯度5－羟基色氨酸的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于生物化学技术领域。本发明公开了一种高纯度5－羟基色氨酸的制备方法。本发明使用了超临界萃取脱油方法和膜分离技术，用本发明方法提取的5－羟基色氨酸纯度≥99％，最终产品的回收率达60～70％。具有工艺简单、生产周期短、成本低的特点，符合环保和安全的要求，宜于规模型工业化生产。

Description

一种高纯度5-羟基色氨酸的制备方法
技术领域
本发明属于生物化学技术领域。具体涉及一种高纯度5-羟基色氨酸的制备方法。
背景技术
自古以来西非地区的人们就有把Griffonia simplicifolia植物作为治疗疾病的历史，叶子以及其汁可用来治疗伤口和肾病，也可用作灌肠剂和壮阳药：捣碎的树皮可做成药膏治疗软下疳等。其主要活性成分为5-羟基色氨酸(5-羟基色氨酸)，它是一种天然芳香族氨基酸Griffonia simplicifolia的种子中5-羟基色氨酸含量高达10-12％。现代医药进一步研究表明5-羟基色氨酸还具有多种明显的药理作用，如：调节情绪，治疗抑郁症，减弱患者攻击性；缩短入睡时间，改善睡眠质量；减弱食欲，治疗肥胖；治疗纤维性肌痛综合症；缓解慢性头痛症状等。5-羟基色氨酸已在医药和保健食品行业得到了广泛的应用。
目前5-羟基色氨酸的提取制备工艺大多采用：压渣或石油醚脱油→水/溶剂提取→活性碳脱色→过滤→浓缩→重结晶。由于原料种子中含有35％以上的脂溶性物质(油脂和脂溶性色素等)。一般的压榨法不仅不能有效除去油类和色素，而且经压榨后的渣饼极不便于后面的粉碎，从而大大影响后续的提取与分离效果；采用有机溶剂脱脂法不仅脱脂率低，速度慢，成本高，而且具有生产上不安全和不利于环境的缺点。此外，提取液中通常含有较多的水溶性大分子色素、糖、蛋白质和果胶等杂质，这些杂质用一般的方法如活性碳脱色除杂法不仅除杂效果难以控制，而且产品损失严重。因此，采用上述工艺路线最终产品的回收率一般只有40～45％，产品成本昂贵，原料浪费大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述方法的缺陷，研究设计一种操作简便并能提高纯度的制备5-羟基色氨酸的方法。
本发明提供了一种高纯度5-羟基色氨酸的制备方法，该方法包括下列步骤：
(1)脱脂除杂：将原料果实(Griffonia Simplicifolia Seed)粉碎至20-40目，然后采用超临界二氧化碳萃取或其与有机溶剂萃取相结合的方法脱除油脂并除去其它脂溶性杂质；
(2)提取：将上述经脱脂除杂的原料用纯净水或溶剂在20～100℃下搅拌提取0.5～2小时，再在同样条件下重复提取1～2次；
(3)过滤与分离：将上述提取液先在提取罐中原位过滤，然后经膜滤分离，以进一步分离除去其中的油类物质和其它大分子固体杂质；
(4)浓缩与结晶：将上述膜分离后得到的水溶液在外循环浓缩器中蒸发浓缩至液/固比为5/1～6/1，趁热放出浓缩液到结晶罐中，让其自然冷却到8～10℃析晶，得到结晶粗品；
(5)重结晶：将上述粗品在60～100℃温度下溶于适量纯净水中，搅拌0.5小时，趁热恒温过滤得到澄清透明的液体，然后在结晶罐中让其逐步冷却到8～10℃结晶；
(6)干燥：上述结晶液过滤得到白色晶体，然后真空干燥得到纯度≥99％的5-羟基色氨酸产品。
本发明是基于这样的设计原理：将脱除脂溶性杂质能力最强且不使用任何有机溶剂的超临界二氧化碳萃取技术及能高效除去大分子杂质的膜分离技术有机结合用于5-羟基色氨酸的制备过程中，使那些严重影响产品的分离与纯化的杂质得以有效地除去，从而大大提高了产品的单元过程得率和产品产率，并确保了产品的高纯度。
在上述方法中超临界萃取时的温度为20～70℃、压力10～40MPa、分离温度20～60℃、分离压力4～15MPa、时间3～6小时，萃取溶剂为超临界二氧化碳，萃取用的有机溶剂为正己烷、环己烷、石油醚或乙酸乙酯。提取用的溶剂为水或有机溶剂甲醇、乙醇或丙酮或含水甲醇、含水乙醇、含水丙酮或它们的混合溶剂，在混合溶剂中醇或酮的浓度为0～100％。过滤采用膜过滤或与滤布过滤、板框式过滤或净水器相结合的方式，滤膜采用无机陶瓷膜、无机纳膜或各种有机膜。
本发明的方法中使用了超临界萃取技术，其脱油程度彻底，速度快，脱油生产所需要的时间仅为一般传统脱油法的1/3～1/5；采用膜分离技术可以根据需要来去除不同分子量的大分子杂质，对于分子量小的5-羟基色氨酸则可以通过膜分离实现高回收率。本发明提取的5-羟基色氨酸的纯度均在99％以上，最终产品的回收率达60～70％，具有工艺简单，生产周期短，生产成本低的特点；整个制备过程可以只用水作介质，不使用任何有机溶剂，产品对人体健康更加有利，无环境污染等，符合最环保和安全的要求。
具体实施方式
实施例1
Griffonia Simplicifolia Seed 7公斤，经粉碎为20-40目的粉末，然后置于20L的超临界二氧化碳萃取器中，在萃取温度/萃取压力为35度/30MPa，分离温度/分离压力为50度/6MPa的条件下萃取4小时，得到萃后原料渣料5.9公斤；然后将上述渣料用纯净水45公斤在70度下搅拌提取2小时，在提取罐中原位过滤；再在同样条件下重复提取一次，滤液合并，得粗滤液85公斤；将此合并的滤液先经管式离心得离心后的液体83公斤，然后用陶瓷膜过滤，并用料液重(即83公斤)20％的水透析，得膜滤液93公斤；再在外循环浓缩器中蒸发浓缩至液/同比为5/1左右，趁热放出浓缩液到结晶罐中，让其自然冷却析晶，过滤，得到粗晶0.67公斤；最后将上述粗晶在100度温度下溶于适量纯净水中，搅拌0.5小时，趁热恒温过滤得到澄清透明的液体，然后在结晶罐中让其逐步冷却到15度结晶24小时，结晶完全后过滤得到白色晶体0.56公斤，母液再浓缩一倍体积并按上述同样方法重结晶24小时，得白色结晶0.08公斤，将两次结晶产品合并然后真空干燥得到产品0.54公斤，纯度99.8％，回收率为65％。
实施例2
Griffonia Simplicifolia Seed 7公斤，经粉碎为20-40目的粉末，然后置于20L的超临界二氧化碳萃取器中，在萃取温度/萃取压力为35度/30MPa，分离温度/分离压力为50度/6MPa的条件下萃取3小时，得到萃后原料渣料6.2公斤；然后将上述渣料用50％的乙醇水溶液45公斤在80度下搅拌提取2小时，在提取罐中原位过滤；再在同样条件下重复提取一次，滤液合并，得粗滤液86公斤；将此合并的滤液先经管式离心得离心后的液体84.5公斤，回收乙醇，然后补加水定量到85公斤，再用陶瓷膜过滤，并用料液重(即85公斤)20％的水透析，得膜滤液94公斤；再在外循环浓缩器中蒸发浓缩至液/固比为5/1左右，趁热放出浓缩液到结晶罐中，让其自然冷却析晶，过滤，得到粗晶0.50公斤；最后将上述粗晶在100度温度下溶于适量纯净水中，搅拌0.5小时，趁热恒温过滤得到澄清透明的液体，然后在结晶罐中让其逐步冷却到15度结晶24小时，结晶完全后过滤得到白色晶体0.43公斤，母液再浓缩一倍体积并按上述同样方法重结晶24小时，得白色结晶0.06公斤，将两次结晶产品合并然后真空干燥得到产品0.42公斤，纯度99.1％，回收率为50％。
实施例3
Griffonia Simplicifolia Seed 7公斤，经粉碎为20-40目的粉末，然后置于20L的超临界二氧化碳萃取器中，在萃取温度/萃取压力为35度/30MPa，分离温度/分离压力为50度/6MPa的条件下萃取4小时，得到萃后原料渣料6公斤；然后将上述渣料用50％的甲醇水溶液45公斤在60度下搅拌提取2小时，在提取罐中原位过滤；再在同样条件下重复提取一次，滤液合并，得粗滤液87公斤；将此合并的滤液先经管式离心得离心后的液体85公斤，回收甲醇，然后补加水定量到85公斤，再用陶瓷膜过滤，并用料液重(即85公斤)20％的水透析，得膜滤液96公斤；再在外循环浓缩器中蒸发浓缩至液/固比为5/1左右，趁热放出浓缩液到结晶罐中，让其自然冷却析晶，过滤，得到粗晶0.70公斤；最后将上述粗晶在100度温度下溶于适量纯净水中，搅拌0.5小时，趁热恒温过滤得到澄清透明的液体，然后在结晶罐中让其逐步冷却到15度结晶24小时，结晶完全后过滤得到白色晶体0.60公斤，母液再浓缩一倍体积并按上述同样方法重结晶24小时，得白色结晶0.07公斤，将两次结晶产品合并然后真空干燥得到产品0.57公斤，纯度99.6％，回收率为68％。

Claims (4)

1.一种高纯度5-羟基色氨酸的制备方法，其特征在于该方法包括下列步骤：
(1)脱脂除杂：将原料果实(Griffonia Simplicifolia Seed)粉碎至20-40目，然后采用超临界二氧化碳萃取或其与有机溶剂萃取相结合的方法脱除油脂并除去其它脂溶性杂质；
(2)提取：将上述经脱脂除杂的原料用纯净水或溶剂在20～100℃下搅拌提取0.5～2小时，再在同样条件下重复提取1～2次；
(3)过滤与分离：将上述提取液先在提取罐中原位过滤，然后经膜滤分离，以进一步分离除去其中的油类物质和其它大分子固体杂质；
(4)浓缩与结晶：将上述膜分离后得到的水溶液在外循环浓缩器中蒸发浓缩至液/同比为5/1～6/1，趁热放出浓缩液到结晶罐中，让其自然冷却到8～10℃析晶，得到结晶粗品；
(5)重结晶：将上述粗品在60～100℃温度下溶于适量纯净水中，搅拌0.5小时，趁热恒温过滤得到澄清透明的液体，然后在结晶罐中让其逐步冷却到8～10℃结晶；
(6)干燥：上述结晶液过滤得到白色晶体，然后真空干燥得到纯度≥99％的5-羟基色氨酸产品。
2.根据权利要求1所述的一种高纯度5-羟基色氨酸的制备方法，其特征在于其中所述的步骤(1)超临界萃取的条件为，萃取温度20～70℃，萃取压力10～40MPa；分离温度为20～60℃，分离压力为4～15MPa，时间为3～6小时；萃取溶剂为超临界二氧化碳；有机溶剂萃取用的溶剂为正己烷、环己烷、石油醚、丙酮或乙酸乙酯等。
3.根据权利要求1所述的一种高纯度5-羟基色氨酸的制备方法，其特征在于其中所述的步骤(2)提取用的溶剂为水或有机溶剂甲醇、乙醇或丙酮或含水甲醇、含水乙醇、含水丙酮或它们的混合溶剂；在混合溶剂中醇或酮的浓度为0～100％。
4.根据权利要求1所述的一种高纯度5-羟基色氨酸的制备方法，其特征在于其中所述的步骤(3)过滤方法为膜过滤或与滤布过滤、板框式过滤或净水器相结合的方法；膜滤中的膜为无机陶瓷膜、无机纳膜或各种有机膜。
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