CN103319547A

CN103319547A - 一种氨基葡萄糖盐酸盐的制备方法

Info

Publication number: CN103319547A
Application number: CN2013101234844A
Authority: CN
Inventors: 蒋建新; 张超; 张和; 戚善龙; 孙达峰; 史劲松
Original assignee: YANGZHOU RIXING BIO-TECH Co Ltd
Current assignee: YANGZHOU RIXING BIO-TECH Co Ltd
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2033-04-10
Also published as: CN103319547B

Abstract

本发明提供了一种柠檬酸渣的处理方法，具体地说，提供了一种由柠檬酸渣制备氨基葡萄糖盐酸盐的方法，该方法主要包括将柠檬酸菌丝体从柠檬酸渣中分理出来，破壁后使用低强度酸水解，分离得到氨基葡萄糖盐酸盐。该方法以植物为原料，适用群体广，整个方法条件温和，原料利用率高，酸用量少，避免了炭化现象的产生，减少了环境污染。

Description

一种氨基葡萄糖盐酸盐的制备方法

技术领域

本发明涉及废渣处理领域，具体地说，涉及一种氨基葡萄糖盐酸盐的制备方法。

背景技术

D-氨基葡萄糖盐酸盐是治疗风湿病硫酸软骨素的主要成分，对人体具有重要的生理功能，能够促进人体粘多糖的合成，提高关节滑液的粘性，能改善关节软骨的代谢，有利于关节软骨的修复，具有明显的消炎镇痛作用；同时参与肝肾解毒，发挥抗炎护肝的作用；还可以刺激婴儿肠道中双歧杆菌增长；同时以其为原料合成的水溶性抗癌药物氯脲霉素具有亚硝基脲类化合物的抗癌性，具有抑制骨髓毒性较小的特点，对黑色毒瘤、肺癌、肾癌等显示一定有疗效。D-氨基葡萄糖盐酸盐作为化工合成原料，具有促进抗生素药注射的功能，也可供糖尿病人作营养助剂，此外还可用于化妆品、饲料添加剂和食品添加剂。D-氨基葡萄糖盐酸盐性质稳定，具有抗炎、抗氧化、防腐、抗菌、抗肿瘤等多种作用，同时也是合成有关药物的重要原料，已经在医药、生物技术、纺织、食品、化妆品和饲料添加剂等领域得到了广泛的应用。

在盐酸中，甲壳素水解可生成D-氨基葡萄糖盐酸盐，反应后经中和、脱盐、脱色等步骤得到产品。由于制备中使用浓酸和较高温度，生产过程不易控制，产品易炭化，收率不稳定，环境污染严重。此外，虾蟹壳等动物原料的D-氨基葡萄糖盐酸盐的国际市场受到一定的限制，尤其是涉及犹太教的饮食文化《膳食法令》中“五不食”不食虾的规定。而来自植物原料如柠檬酸渣等制备得到的D-氨基葡萄糖盐酸盐（简称植物氨糖）在市场上的售价比动物的D-氨基葡萄糖盐酸盐（简称动物氨糖）要高。

柠檬酸是目前以生物化学方法生产产量最大的有机酸，我国是柠檬酸生产大国，柠檬酸废渣是柠檬酸厂发酵液压榨废弃物，每产1吨柠檬酸约排放1.5～2吨柠檬酸渣。柠檬酸渣的成分大部分是纤维素，还含有蛋白、脂肪、无氮浸出物、灰分等。有报道从柠檬酸渣直接酸水解制备D-氨基葡萄糖盐酸盐的方法，但由于柠檬酸渣中菌丝体含量小于10%，直接用柠檬酸渣进行水解制备产品需要消耗大量的盐酸，同时水解残渣完全碳化，无法进一步利用，导致资源的大量浪费及环境污染问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种氨基葡萄糖盐酸盐的制备方法。

为了实现本发明目的，本发明提供了一种氨基葡萄糖盐酸盐的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）将柠檬酸菌丝体从柠檬酸渣中分离出来，对所分离出来的柠檬酸菌丝体进行破壁处理；

（2）将质量浓度为15-20%的盐酸溶液加入步骤（1）所得破壁后的液体中，水解，分离除去水解液中的固体，获得液体水解液；

（3）将步骤（2）所得液体水解液进行脱色，脱色后分离获得氨基葡萄糖盐酸盐粗品。

本发明方法的原料柠檬酸渣可以为含水分92-95%，不含铁器等杂质的柠檬酸渣，其中步骤（1）中将柠檬酸菌丝体从柠檬酸渣中分离出来的剩余的纤维类物质可以作为纤维饲料使用。其中步骤（2）中加入较低浓度的酸溶液，水解在低强度下进行，“低强度”是一个综合的概念，包括酸浓度较低（质量浓度15-20%）和反应时间较短（1.8～2.3h）等。

其中，上述步骤（1）中采用连续离心的方法分离柠檬酸菌丝体。可以采用离心机或旋流器对柠檬酸渣水溶液进行离心分离，分离因素可以控制在800×g，分离获得的柠檬酸菌丝体中纤维含量小于8%，柠檬酸残渣中菌丝体含量小于5%。

上述步骤（1）中采用超声波进行破壁，破壁时间为10-30分钟，其中可以采用15-25kHz的超声波进行破壁。

更优的，上述步骤（2）中破壁后的液体与盐酸溶液的重量比为2:1。

更优的，上述步骤（2）中水解的温度为75-80℃，水解时间为1.8-2.3小时。

更优的，上述步骤（3）中脱色处理前，还包括一个将液体水解液进行浓缩的步骤。该浓缩操作可以是常压或减压浓缩，如果使用减压浓缩，则较优的浓缩温度为55℃，浓缩至一半体积。当水解溶液使用盐酸水溶液时，在液体水解液浓缩后产生的盐酸还可以回收循环使用。

更优的，步骤（3）中所述脱色为通过活性炭进行脱色。

更优的，步骤（3）中脱色过程中，液体水解液、水和活性炭的重量比为1:2:0.03，脱色时间为15-30min。

更优的，步骤（3）中脱色后经过过滤、浓缩、结晶的方法分离得到氨基葡萄糖盐粗品。此处的浓缩可以通过55℃减压浓缩的方法将脱色后的液体浓缩至30%体积，冷却，静置。

更优的，所述方法还包括，将所获得的氨基葡萄糖盐粗品进行乙醇洗涤、结晶并干燥，获得水分含量在0.05～0.08%的氨基葡萄糖盐酸盐。更优的，乙醇选用医药级纯度的乙醇，干燥通过55℃真空干燥。

本发明的方法具有如下优点：

（1）以柠檬酸渣为原料得到的D-氨基葡萄糖盐酸盐，属于植物氨糖，适用群体更广，市场价值更高；

（2）与甲壳素原料生产D-氨基葡萄糖盐酸盐工艺相比，柠檬酸菌丝体原料生产D-氨基葡萄糖盐酸盐的工艺条件更温和；

（3）采用连续分离的方法对柠檬酸渣水溶液进行分离，获得柠檬酸菌丝体（纤维含量<8%）和柠檬酸残渣（菌丝体含量<5%），两者分别转化利用，可充分利用生物质资源；其中柠檬酸残渣中的纤维废渣可以进一步转化为动物饲料；

（4）柠檬酸菌丝体经超声破壁和低强度酸水解制备D-氨基葡萄糖盐酸盐，大幅度提高了水解反应器的生产能力，同时与传统的D-氨基葡萄糖盐酸盐生产工艺相比，酸浓度、酸用量、水解温度和水解时间都降低了，减少了酸消耗量，避免了炭化现象的产生，在提高产品收率的同时，减少了环境污染；

（5）步骤（2）中采用低强度的酸水解，水解液颜色浅，水解液脱色容易，当使用活性炭进行脱色时，活性炭消耗量降低，可进一步降低生产成本；

（6）当采用真空干燥方法干燥产品时，D-氨基葡萄糖盐酸盐不易发生结构变化，产品活性稳定。

附图说明

图1为本发明由柠檬酸渣制备氨基葡萄糖盐酸盐的方法的工艺流程图。

具体实施方式

本发明由柠檬酸渣制备得到的氨基葡萄糖盐酸盐为D-氨基葡萄糖盐酸盐。以下以柠檬酸渣制备D-氨基葡萄糖盐酸盐为例，如图1所示，来进行相关工艺的说明。

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

（1）含水分95%的柠檬酸渣2000g，干重100g，经分离因素为800×的离心机连续分离，检测，柠檬酸菌丝体中纤维含量7.8%，柠檬酸渣中菌丝体含量4.5%；

（2）25kHz超声波破壁柠檬酸菌丝体30min，使用重量百分比浓度为15%的盐酸，按照柠檬酸菌丝体与盐酸重量比为2:1的比例对柠檬酸菌丝体进行水解，水解温度80℃，水解时间2.3小时；

（3）水解液过滤，滤液减压浓缩，浓缩温度55℃，浓缩至一半的体积；

（4）控制浓缩液、水和活性炭的重量比1:2:0.03进行脱色，脱色时间15min；

（5）脱色后过滤，滤液收集，减压浓缩，浓缩温度为55℃，浓缩至30%的体积，冷却、静置、结晶；

（6）医药级乙醇洗涤结晶物料，真空干燥，干燥温度为55℃，获得水分含量为0.05%的D-氨基葡萄糖盐酸盐4.15g，产品收率为4.15%。

实施例2

（1）含水分92%的柠檬酸渣1250g，干重100g，经分离因素为800×的离心机连续分离，检测，柠檬酸菌丝体中纤维含量7.5%，柠檬酸渣中菌丝体含量4.4%；

（2）15kHz超声波破壁柠檬酸菌丝体10min，使用重量百分比浓度20%的盐酸，按照柠檬酸菌丝体与盐酸重量比为2:1的比例对柠檬酸菌丝体进行水解，水解温度75℃，水解时间1.8小时；

（4）控制浓缩液、水和活性炭的重量比1:2:0.03进行脱色，脱色时间30min；

（6）医药级乙醇洗涤结晶物料，真空干燥，干燥温度为55℃，获得水分含量0.07%的D-氨基葡萄糖盐酸盐3.64g，产品收率为3.64%。

实施例3

（1）含水分95%的柠檬酸渣2000g，干重100g，经分离因素为800×的旋流器连续分离，检测，柠檬酸菌丝体中纤维含量5.5%，柠檬酸渣中菌丝体含量3.1%；

（2）25kHz超声波破壁柠檬酸菌丝体30min，使用重量百分比浓度15%的盐酸，按照柠檬酸菌丝体与盐酸重量比为2:1的比例对柠檬酸菌丝体进行水解，水解温度80℃，水解时间2.1小时；

（3）水解液过滤，滤液减压浓缩，浓缩温度55℃，浓缩至一半体积；

（6）医药级乙醇洗涤结晶物料，真空干燥，干燥温度为55℃，获得水分含量0.05%的D-氨基葡萄糖盐酸盐4.29g，产品收率为4.29%。

实施例4

（1）含水分92%的柠檬酸渣1250g（干重100g），经分离因素为800×的旋流器连续分离，检测，柠檬酸菌丝体中纤维含量5.0%，柠檬酸渣中菌丝体含量3.2%；

（2）15kHz超声波破壁柠檬酸菌丝体10min，使用重量百分比浓度20%的盐酸，按照柠檬酸菌丝体与盐酸重量比为2:1的比例对柠檬酸菌丝体进行水解，水解温度75℃，水解时间2.0小时；

（5）脱色后过滤，滤液收集，减压浓缩，浓缩温度为55℃，浓缩至30%体积，冷却、静置、结晶；

（6）医药级乙醇洗涤结晶物料，真空干燥，干燥温度55℃，获得水分含量0.07%的D-氨基葡萄糖盐酸盐3.77g，产品收率为3.77%。

实施例5

为了检测对柠檬酸渣直接进行盐酸水解所获得的D-氨基葡萄糖盐酸盐的产率，进行了以下对照实验：

（1）按照含水10%的柠檬酸渣111g（干重100g）与盐酸重量比为2:1的比例对柠檬酸渣进行水解，水解温度100℃，水解时间3.0小时；

（2）水解液过滤，滤液减压浓缩，浓缩温度65℃，浓缩至一半的体积；

（3）控制浓缩液、水和活性炭的重量比为1:3:0.17进行脱色，脱色时间30min；

（4）脱色后过滤，滤液收集，减压浓缩，温度为55℃，浓缩至30%体积，冷却、静置、结晶；

（5）医药级乙醇洗涤结晶物料，105℃下干燥，获得水分含量0.05%的D-氨基葡萄糖盐酸盐2.95g，产品收率为2.95%。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种氨基葡萄糖盐酸盐的制备方法，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中采用连续离心的方法分离柠檬酸菌丝体。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中采用超声波进行破壁，破壁时间为10-30分钟。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中破壁后的液体与盐酸溶液的重量比为2:1。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述水解的温度为75-80℃，水解时间为1.8-2.3小时。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中脱色处理前，还包括一个将液体水解液进行浓缩的步骤。

7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述脱色为通过活性炭进行脱色。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在脱色步骤中，液体水解液、水和活性炭的重量比为1:2:0.03，脱色时间为15-30min。

9.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中脱色后经过过滤、浓缩、结晶的方法分离得到氨基葡萄糖盐酸盐粗品。

10.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括，将所获得的氨基葡萄糖盐酸盐粗品进行乙醇洗涤、结晶并干燥，获得水分含量在0.05～0.08%的氨基葡萄糖盐酸盐。