CN204474687U - 一种酶催化合成l-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种酶催化合成L-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺系统，包括反应釜（1）、酶贮罐（2）、贮罐（3）、离心机（4）、第一过滤装置（5）、第一树脂柱（6）、第二树脂柱（7）、第二过滤装置（8）、降膜浓缩装置（9）、第三过滤装置（10）；根据本实用新型可以采用酶催化合成L-抗坏血酸2-葡糖苷，包括酶反应，L-抗坏血酸2-葡糖苷粗品制备及粗品精制。本实用新型有效去除杂质，提高成品的纯度；对设备要求简单；收率高，后处理简单，成本低。

Description

一种酶催化合成L-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺系统

技术领域

本实用新型涉及一种制备L-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺系统，具体是一种酶催化合成L-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺系统。

背景技术

L-抗坏血酸2-葡糖苷（又称维生素C葡萄糖苷，简称AA-2G、L-VCG）,化学名为2-氧-α-D-吡喃葡萄糖基抗坏血酸，是维生素C的糖类衍生物，因具有以下优点成为维生素C的最佳替代品：1）良好的非还原活性，在水溶液中稳定；2）良好的耐热性和耐光性；3）在胞内水解生产维生素C和葡萄糖，具有与维生素C同等的生物活性。

L-抗坏血酸2-葡糖苷是卫生署公布认可的6种美白添加剂之一。它可以直接排出表皮层中已经形成的黑色素（即将已形成的黑色素加速逆向还原至最初形态），美白效果比其他添加剂更加明显和快速，因此在多种高端美白化妆品中都有着广泛的应用。现有的制备L-抗坏血酸2-葡糖苷工艺中，杂质难去除，L-抗坏血酸2-葡糖苷纯度不高，收率低。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种提高L-抗坏血酸2-葡糖苷纯度的工艺系统。

本实用新型提供的环糊精糖基转移酶（简称CGT酶）采用专利号为201410236224.2中环糊精糖基转移酶的制备方法所制备提供。

本实用新型的技术方案：

一种酶催化合成L-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺系统，其特征为：包括反应釜（1）、酶贮罐（2）、贮罐（3）、离心机（4）、第一过滤装置（5）、第一树脂柱（6）、第二树脂柱（7）、第二过滤装置（8）、降膜浓缩装置（9）、第三过滤装置（10）；所述的第一过滤装置（5）位于所述第一树脂柱（6）的上游、该第一树脂柱（6）的下游为所述的第二树脂柱（7），所述第二过滤装置（8）位于该第二树脂柱（7）的下游，所述的降膜浓缩装置（9）位于该第二过滤装置（8）的下游；所述第三过滤装置（10）位于该降膜浓缩装置（9）的下游；所述的离心机（4）有多组，分别在所述的第一过滤装置（5）的上游、所述的第三过滤装置（10）的上游及所述降膜浓缩装置（9）的下游；

作为优选，所述的第一过滤装置（5）为超滤机，所述第二过滤装置（8）为纳滤机，所述过滤装置（10）为钛棒过滤装置，该钛棒过滤装置中有多组钛棒滤芯组成。

作为优选，所述的第一树脂柱（6）为阳树脂柱，所述的第二树脂柱（7）为阴树脂柱，所述的离心机（4）为蝶式离心机。

作为优选，所述的生产线有三条，每条生产线中的树脂柱（6）之间管道并联连接。

作为优选，所述贮罐（3）有多组，分别放置于所述反应釜（1）、第一过滤装置（5）、第一树脂柱（6）、第二树脂柱（7）、第二过滤装置（8）、降膜浓缩装置（9）、第三过滤装置（10）的下游。

采用酶催化合成L-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺系统的工艺方法，包括以下步骤：

步骤一：酶反应

（1）向反应釜（1）中加入饮用水，再加入维生素C，开启搅拌；

（2） 热水控制所述反应釜（1）内温37℃，用30%NaOH溶液调pH至5.50±0.10；

（3）向所述反应釜（1）中加入β-环糊精；

（4）再加入环糊精糖基转移酶，补加饮用水使体系定量；

（5）控制该反应釜（1）内釜内温度37±2℃，避光反应10-12h；

（6）反应1结束后，加入糖化酶（酶液75万U/ml），控温37±2℃，避光反应10-14h；

步骤二：L-抗坏血酸2-葡糖苷粗品制备

（1）反应完毕，放料，用饮用水洗涤反应釜（1），将反应液及洗釜水合并，称重，并通过离心机（4）离心，再次用饮用水洗涤离心机（4）；

（2）将得到的滤液通过第一过滤装置（5）进行超滤，超滤过程中加饮用水，并用饮用水顶洗，控制温度低于30℃；

（3）将超滤液通过第一树脂柱，将树脂洗脱液吸附于第二树脂柱；

（4）用饮用水冲洗第一树脂柱，并将洗脱液吸附于第二树脂柱；

（5）用NaCl溶液洗脱树脂，将洗脱液通过第一树脂柱，并用饮用水洗脱至无产品流出，合并所有洗脱液；

（6）把合并的洗脱液通过第二过滤装置，然后用饮用水洗涤，最终浓缩，用饮用水顶洗；将纳滤液转移到反应釜（1）中， 温度≤50℃时减压，真空度≤-0.1MPa，浓缩，浓缩至L-抗坏血酸2-葡糖苷含量为55%-60%；

（7）往浓缩液中加入甲醇，搅拌溶解；然后降温至10-15℃，并于10-15保温搅拌4-5小时，继续于1-2小时降温到0-5℃，再于0-5℃保温搅拌4-5小时；

（8）析晶完毕，放料离心，离心至无液滴流出后，用甲醇洗涤，离心至无液滴流出后，继续离心，得到L-抗坏血酸2-葡糖苷粗品；

步骤三：L-抗坏血酸2-葡糖苷粗品精制

（1）向反应釜（1）中加入纯化水，再加入L-抗坏血酸2-葡糖苷粗品，开启搅拌；

热水控制釜内温35-45℃，搅拌溶解，加入活性炭，保温搅拌30min；

（2）将反应釜（1）中溶液趁热通过第三过滤装置，滤液称重，送检L-抗坏血酸2-葡糖苷含量；

（3）将L-抗坏血酸2-葡糖苷滤液加入反应釜（1）中，减压浓缩，控温≤50℃，真空度＜-0.1Mpa；浓缩至溶液中L-抗坏血酸2-葡糖苷含量为67%±1%；

（4）浓缩完毕，控制釜温38-45℃，加入晶种，搅拌，然后静置缓慢析晶，缓慢降温5h，温度降至35℃后，程序降温至5-10℃，开启搅拌，然后5-10℃保温析晶；

（5）析晶完毕，放料离心，离心至无液滴流出后用冰水喷雾淋洗，继续离心，离心至无液滴流出后继续离心30min，出料得L-抗坏血酸2-葡糖苷精品湿品；

（6）离心完毕所得L-抗坏血酸2-葡糖苷湿品置于真空干燥箱中干燥，控温≤50℃，真空度＜-0.1Mpa；干燥完毕，得L-抗坏血酸2-葡糖苷精品。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型提供一种酶催化合成L-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺系统，采用超滤机可除去反应液中的酶，采用阳树脂柱可除去钠离子，用阴树脂柱吸附产品，再经过洗脱、洗脱液经过纳滤浓缩，可截留分子量为300-400的产品分子。本实用新型采用纳滤机，可除去维生素C、葡萄糖等杂质。本实用新型避免用高温浓缩方法，由于长时间高温，产品会降解影响质量，本实用新型采用降膜浓缩装置，可以在较低温度下快速浓缩，确保产品质量。本实用新型采用甲醇加水混合溶剂作为L-抗坏血酸2-葡糖苷析晶溶剂，析晶过程采用程序析晶，析出的L-抗坏血酸2-葡糖苷晶体晶型稳定均匀，杂质少，产品纯度高。

附图说明

图1为本实用新型的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

实施例1

如图1，一种酶催化合成L-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺系统，其特征为：包括反应釜1、酶贮罐2、贮罐3、离心机4、第一过滤装置5、第一树脂柱6、第二树脂柱7、第二过滤装置8、降膜浓缩装置9、第三过滤装置10、出料口11；所述的第一过滤装置5位于所述第一树脂柱6的上游、该第一树脂柱6的下游为所述的第二树脂柱7，所述第二过滤装置8位于该第二树脂柱7的下游，所述的降膜浓缩装置9位于该第二过滤装置8的下游；所述第三过滤装置10位于该降膜浓缩装置9的下游；所述的离心机4有多组，分别在所述的第一过滤装置5的上游、所述的第三过滤装置10的上游及所述降膜浓缩装置9的下游；

本实施例中，第一过滤装置5采用超滤机，所述第二过滤装置8采用纳滤机，所述过滤装置10为钛棒过滤装置，该钛棒过滤装置中有多组钛棒滤芯组成。所述的第一树脂柱6为阳树脂柱，所述的第二树脂柱7为阴树脂柱，所述的离心机4为蝶式离心机。所述的生产线有三条，每条生产线中的树脂柱6之间管道并联连接。所述贮罐3有多组，分别放置于所述反应釜1、第一过滤装置5、第一树脂柱6、第二树脂柱7、第二过滤装置8、降膜浓缩装置9、第三过滤装置10的下游。

 向1000L反应釜1中加入饮用水20KG，再加入维生素C6.5KG，搅拌；用热水控制反应釜内温37℃；用30%NaOH溶液调PH至5.4；向反应釜中加入β-环糊精14KG，再加入CGT酶4.0KG，补加饮用水使体系定量至65KG；控制反应釜内温度37±2℃，避光反应10h；加入糖化酶（酶液75万U/ml）70g，控温37±2℃，避光反应10h。

 反应完毕，放料，用饮用水2.0KG洗涤反应釜1，将反应液及洗釜水合并，称重，并通过蝶式离心机离心，用饮用水2.0KG洗涤离心机；将得到的滤液通过超滤机进行超滤，超滤过程中加饮用水30.0KG超滤，并用饮用水2.0KG顶洗，控制温度低于30℃；将超滤液通过阳树脂柱，将阳树脂洗脱液吸附于阴树脂柱；用饮用水冲洗阳树脂柱，并将洗脱液吸附于阴树脂柱；用0.03mol/L 氯化钠溶液100.0KG洗脱阴树脂；用0.2mol/L 氯化钠溶液100.0KG洗脱阴树脂，将洗脱液通过阳树脂柱，并用饮用水100.0KG洗脱至无产品流出，合并所有洗脱液；把合并的洗脱液通过纳滤机，然后用饮用水30.0KG洗涤，最终浓缩至20KG，用饮用水2.0KG顶洗；将纳滤液转移到反应釜中，温度在50℃时减压，真空度≤-0.01MPa时浓缩，浓缩至产品含量为55%；往浓缩液中加入甲醇30.0KG，搅拌溶解，然后降温至10℃，并于10℃保温搅拌4小时，降温至0℃，保温搅拌4小时进行析晶；析晶完毕，放料离心，离心至无液滴流出后，用甲醇5.0KG洗涤，离心至无液滴流出后，继续离心30min，得到L-抗坏血酸2-葡糖苷湿品4.0KG。

向20L反应釜中加入纯化水8.0KG，再加入L-抗坏血酸2-葡糖苷湿品4.0KG，开启搅拌；用热水控制反应釜内温40℃，搅拌溶解，加入活性炭60.0g，保温搅拌30min；将反应釜中溶液趁热通过钛棒过滤装置，将L-抗坏血酸2-葡糖苷滤液加入20L降膜浓缩装置中，减压浓缩，控温≤50℃，真空度＜-0.1MPa；浓缩至溶液中L-抗坏血酸2-葡糖苷含量为67%±1%；浓缩完毕，控制降膜浓缩装置内温40℃，加入25g晶种，搅拌0.5min，然后静置缓慢析晶，温度降至35℃后，程序降温至5℃，开启搅拌，然后5℃保温析晶1h；析晶完毕，放料离心，离心至无液滴流出后用0.25KG冰水喷雾淋洗，继续离心，离心至无液滴流出后继续离心30min，出料得L-抗坏血酸2-葡糖苷精品湿品；将L-抗坏血酸2-葡糖苷精品湿品置于真空干燥箱中干燥，控温≤50℃，真空度≤-0.09MPa，干燥完毕，得L-抗坏血酸2-葡糖苷精品1.65KG。

本实用新型提供一种酶催化合成L-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺系统，采用超滤机可除去反应液中的酶，采用阳树脂柱可除去钠离子，用阴树脂柱吸附产品，再经过洗脱、洗脱液经过纳滤浓缩，可截留分子量为300-400的产品分子。本实用新型采用纳滤机，可除去维生素C、葡萄糖等杂质。本实用新型避免用高温浓缩方法，由于长时间高温，产品会降解影响质量，本实用新型采用降膜浓缩装置，可以在较低温度下快速浓缩，确保产品质量。本实用新型采用甲醇加水混合溶剂作为L-抗坏血酸2-葡糖苷析晶溶剂，析晶过程采用程序析晶，析出的L-抗坏血酸2-葡糖苷晶体晶型稳定均匀，杂质少，产品纯度高。

 本说明书描述了一些实施方式，然而应理解，本领域技术人员通过阅读本说明书可获知不背离本实用新型的构思和范围的各种改进。因此，这些其他实施方式也应当包括在所附权利要求书范围内。

Claims (5)

1.一种酶催化合成L-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺系统，其特征为：包括反应釜（1）、酶贮罐（2）、贮罐（3）、离心机（4）、第一过滤装置（5）、第一树脂柱（6）、第二树脂柱（7）、第二过滤装置（8）、降膜浓缩装置（9）、第三过滤装置（10）；所述的第一过滤装置（5）位于所述第一树脂柱（6）的上游、该第一树脂柱（6）的下游为所述的第二树脂柱（7），所述第二过滤装置（8）位于该第二树脂柱（7）的下游，所述的降膜浓缩装置（9）位于该第二过滤装置（8）的下游；所述第三过滤装置（10）位于该降膜浓缩装置（9）的下游；所述的离心机（4）有多组，分别在所述的第一过滤装置（5）的上游、所述的第三过滤装置（10）的上游及所述降膜浓缩装置（9）的下游。

2.根据权利要求1所述的酶催化合成L-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺系统，其特征在于，所述的第一过滤装置（5）为超滤机，所述第二过滤装置（8）为纳滤机，所三过滤装置（10）为钛棒过滤装置，该钛棒过滤装置中有多组钛棒滤芯组成。

3.根据权利要求1所述的酶催化合成L-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺系统，其特征在于，所述的第一树脂柱（6）为阳树脂柱，所述的第二树脂柱（7）为阴树脂柱；所述的离心机（4）为蝶式离心机。

4.根据权利要求1所述的酶催化合成L-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺系统，其特征为：生产线有三条，每条生产线中的树脂柱（6）之间管道并联连接。

5.根据权利要求1所述的酶催化合成L-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺系统，其特征为：所述贮罐（3）有多组，分别放置于所述反应釜（1）、第一过滤装置（5）、第一树脂柱（6）、第二树脂柱（7）、第二过滤装置（8）、降膜浓缩装置（9）、第三过滤装置（10）的下游。