CN115246864A - 一种制备唾液酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种制备唾液酸的方法，包括：(1)将通过微生物发酵法得到的聚唾液酸发酵液过滤后收集滤液，在所述滤液中加入碳酸钙粉末和乙醇，然后静置，完成后分离出固体产物，得聚唾液酸。(2)对所述聚唾液酸溶进在盐酸作用下进行水解，得到水解液。(3)在所述水解液进行中和处理，然后在得到的中性水解液进行脱色处理，完成后将得到的脱色液进行浓缩，然后将得到的浓缩液置于冰浴中降温，然后加入乙醇后静置，完成后分离出液相中的固体产物，然后对所述固体产物洗涤后在加热条件下真空干燥，即得唾液酸固体。该工艺不仅能够同时提高发酵液中的聚唾液酸的提取率和水解液中唾液酸的提取率，同时得到的唾液酸产品还能够补充钙离子。
Description
技术领域
本发明涉及唾液酸制备工艺领域，尤其涉及一种制备唾液酸的方法。
背景技术
燕窝酸又叫唾液酸，化学名称为N-乙酰神经氨酸，是9-碳单糖的衍生物。唾液酸能够作用于大脑细胞膜及突触，提高大脑神经细胞突触的反应速度，从而促进记忆和智力的发育，同时唾液酸还具有抵抗病毒的作用。目前，唾液酸生产方式包括天然物提取法、化学合成法、多聚物分解法和微生物发酵法等。相对于其他的集中方法，微生物发酵法可以大量生产聚唾液酸，而聚唾液酸经过进一步水解后分离纯化就可以获得唾液酸。在上述过程中，包括对溶解在发酵液中的聚唾液酸的提取和溶解在水解液中唾液酸的提取这两大目标产物的提取工序。但传统的醇沉工艺存在提取率不理想的问题，因为提取率影响目标产物的收率，进而直接影响该工艺整体的实用前景，如提取率太低会导致更多的目标产物残留在液相中而无法被提取，造成了产物浪费，提高成品的成本。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种制备唾液酸的方法，该工艺不仅能够同时提高发酵液中的聚唾液酸的提取率和水解液中唾液酸的提取率，同时得到的唾液酸产品还能够补充钙离子。为实现上述发明目的，本发明公开以下技术方案：
一种制备唾液酸的方法，包括如下步骤：
(1)将通过微生物发酵法得到的聚唾液酸发酵液过滤后收集滤液，将所述滤液置于冰浴中，以便于保持滤液低温。然后在所述滤液中加入纳米级碳酸钙粉末，超声振荡后加入乙醇后进行机械搅拌，然后静置，完成后分离出液相中的固体产物，即得聚唾液酸，备用。
(2)将所述聚唾液酸溶解在水中形成聚唾液酸溶液，然后在该聚唾液酸溶液中加入盐酸进行聚唾液酸的水解，完成后得到水解液，备用。
(3)在所述水解液中加入中和剂将水解液处理至中性，即得中性水解液。然后对所述中性水解液进行脱色处理，完成后将得到的脱色液进行浓缩，然后将得到的浓缩液置于冰浴中降温至稳定后在该浓缩液中加入乙醇进行机械搅拌，然后静置，完成后分离出液相中的固体产物，然后对所述固体产物洗涤后在加热条件下真空干燥，即得唾液酸固体。
一个典型的实施方式中，步骤(1)中，所述滤液中加入的碳酸钙粉末含量为0.12～1.15g/L。所述碳酸钙粉分散在滤液中更有助于其中聚唾液酸在乙醇作用下析出时的形核，将聚唾液酸的析出难度，提高聚唾液酸的提取率。
一个典型的实施方式中，步骤(1)中，所述乙醇的加入体积为滤液体积的3.5～5倍，所述静置时间为40～60min。
在一个优选的实施方式中，步骤(1)中，对所述滤液先进行浓缩，然后置于冰浴中进行后续处理。可选地，将所述滤液加热浓缩至原体积的50～60％。
一个典型的实施方式中，步骤(2)中，加入的盐酸将所述聚唾液酸溶液调节至酸碱度为1～3.5之间，以便于聚唾液酸的水解。可选地，所述盐酸溶液的质量浓度为15～23％之间。
一个典型的实施方式中，步骤(2)中，所述水解时间为2～3小时，且该水解在80～85℃的加热条件下进行。
一个典型的实施方式中，步骤(3)中，所述中和剂包括碳酸钙和/或碳酸氢钙，其不仅能够消耗水解液中多余的酸液，而且便于在后过程中转化为不溶于乙醇的结晶醇促进水解液中唾液酸的析出。
一个典型的实施方式中，步骤(3)中，在所述中性水解液中加入吸附树脂、活性炭、硅藻土等脱色剂，以吸附水解液中的色素，提高得到的唾液酸产品的纯度和外观品质。
一个典型的实施方式中，步骤(3)中，所述中性水解液中加入的脱色剂含量为3～5g/L，脱色时间为45～60min，温度为50～65℃。
一个典型的实施方式中，步骤(3)中，将所述脱色液加热浓缩至原体积的50～60％。
一个典型的实施方式中，步骤(3)中，所述乙醇的加入体积为浓缩液体积的3.5～5倍，所述静置时间为35～50min。
一个典型的实施方式中，步骤(3)中，所述加热温度为70～75℃，加热时间为1～1.5小时。
现有技术相比，本发明取得的有益效果包括：本发明工艺不仅能够同时提高发酵液中的聚唾液酸的提取率和水解液中唾液酸的提取率，同时得到的唾液酸产品还能够补充钙离子。其原因在于：首先，本发明在过滤后的聚唾液酸发酵液中加入碳酸钙粉末和乙醇，在所述乙醇的作用下滤液中的水与乙醇互溶，进而导致滤液中的聚唾液酸浓度开始增大，当超过最大溶解度后开始析出，而所述碳酸钙粉末则为聚唾液酸的形核提供大量的异质位点，加速聚唾液酸的析出。同时，所述异质位点的存在可以显著降低聚唾液酸的形核能，从而使聚唾液酸的结晶析出更加容易，促进滤液中聚唾液酸的提取率。在对该聚唾液酸进一步酸解时，其中的所述碳酸钙在盐酸作用下转换成氯化钙，而氯化钙与后续加入的乙醇反应形成难溶性的结晶醇析出，这些结晶醇能够为唾液酸的形核提供大量的异质位点，从而加速唾液酸的析出，提高唾液酸的提取率。在后续进一步地加热过程中所述结晶醇分解使其中结合的乙醇释放而在此转化为氯化钙，这些氯化钙使得到的唾液酸产品具备了补充钙离子的功能。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。现通过具体实施对本发明进一步说明。
实施例1
一种制备唾液酸的方法的制备方法，包括步骤：
(1)利用微生物发酵法制备含有聚唾液酸的发酵液，将所述发酵液置于过滤器中进行过滤以进行固液分离，然后收集过滤液备用。
(2)将盛装有所述过滤液的容器放在冰浴中使过滤液温度降低，并在降温至稳定后在过滤液中加入纳米级碳酸钙粉末(滤液中碳酸钙含量为0.13g/L)，然后超声振荡5min使所述加入碳酸钙粉末均匀分散在过滤液中，然后在机械搅拌作用下加入过滤液体积4.3倍的质量浓度95％的乙醇。完成后静置50min，静置完成后对液相以9500r/min的速率离心10min以进行固液分离，得到的固体产物即为聚唾液酸。
(3)将上一步得到的固体产物聚唾液酸加入水中溶解，得到质量浓度为2.5％的聚唾液酸溶液。然后在其中加入质量浓度为20％的盐酸，并将所述聚唾液酸溶液的pH调节至3。然后水浴加热至85℃水解2.5小时，即得水解液。
(4)在所述水解液中加入碳酸钙进行中和反应，并将所述水解液中和为中性，得到中性水解液。然后在该中性水解液中加入硅藻土进行脱色，所述中性水解液中加入的硅藻土含量为4g/L，脱色时间为55min，温度为60℃。完成后进行过滤以分离出液相中的硅藻土，收集滤液即为脱色液。
(5)将得到的脱色液加热浓缩至原体积的60％，然后将得到的浓缩液置于冰浴中降温至稳定后，边搅拌边在该浓缩液中加入其体积4倍的乙醇，完成后静置45min。所述静置完成后对液相以9500r/min的速率离心处理10min，以分离出液相中的固体产物，然后对所述固体产物用95％的乙醇洗涤后在75℃下真空干燥1.5小时，即得唾液酸固体。
实施例2
一种制备唾液酸的方法的制备方法，包括步骤：
(1)利用微生物发酵法制备含有聚唾液酸的发酵液，将所述发酵液置于过滤器中进行过滤以进行固液分离，然后收集过滤液，然后将该滤液加热浓缩至其原体积的60％，即得浓缩液。
(2)将盛装有所述浓缩液的容器放在冰浴中使浓缩液温度降低，并在降温至稳定后在浓缩液中加入纳米级碳酸钙粉末(滤液中碳酸钙含量为0.15g/L)，然后超声振荡5min使所述加入碳酸钙粉末均匀分散在过滤液中，然后在机械搅拌作用下加入过滤液体积5倍的质量浓度95％的乙醇。完成后静置60min，静置完成后对液相以9500r/min的速率离心10min以进行固液分离，得到的固体产物即为聚唾液酸。
(3)将上一步得到的固体产物聚唾液酸加入水中溶解，得到质量浓度为2.5％的聚唾液酸溶液。然后在其中加入质量浓度为15％的盐酸，并将所述聚唾液酸溶液的pH调节至3.5。然后水浴加热至85℃水解2小时，即得水解液。
(4)在所述水解液中加入碳酸氢钙进行中和反应，并将所述水解液中和为中性，得到中性水解液。然后在该中性水解液中加入活性炭进行脱色，所述中性水解液中加入的活性炭含量为3g/L，脱色时间为45min，温度为65℃。完成后进行过滤以分离出液相中的活性炭，收集滤液即为脱色液。
(5)将得到的脱色液加热浓缩至原体积的55％，然后将得到的浓缩液置于冰浴中降温至稳定后，边搅拌边在该浓缩液中加入其体积3.5倍的乙醇，完成后静置35min。所述静置完成后对液相以9500r/min的速率离心处理10min，以分离出液相中的固体产物，然后对所述固体产物用95％的乙醇洗涤后在70℃下真空干燥1小时，即得唾液酸固体。
实施例3
一种制备唾液酸的方法的制备方法，包括步骤：
(1)利用微生物发酵法制备含有聚唾液酸的发酵液，将所述发酵液置于过滤器中进行过滤以进行固液分离，然后收集过滤液，然后将该滤液加热浓缩至其原体积的50％，即得浓缩液。
(2)将盛装有所述浓缩液的容器放在冰浴中使浓缩液温度降低，并在降温至稳定后在浓缩液中加入纳米级碳酸钙粉末(滤液中碳酸钙含量为0.12g/L)，然后超声振荡5min使所述加入碳酸钙粉末均匀分散在过滤液中，然后在机械搅拌作用下加入过滤液体积3.5倍的质量浓度95％的乙醇。完成后静置40min，静置完成后对液相以9500r/min的速率离心10min以进行固液分离，得到的固体产物即为聚唾液酸。
(3)将上一步得到的固体产物聚唾液酸加入水中溶解，得到质量浓度为2.5％的聚唾液酸溶液。然后在其中加入质量浓度为23％的盐酸，并将所述聚唾液酸溶液的pH调节至1。然后水浴加热至80℃水解3小时，即得水解液。
(4)在所述水解液中加入碳酸钙进行中和反应，并将所述水解液中和为中性，得到中性水解液。然后在该中性水解液中加入吸附树脂进行脱色，所述中性水解液中加入的吸附树脂含量为5g/L，脱色时间为60min，温度为50℃。完成后进行过滤以分离出液相中的活性炭，收集滤液即为脱色液。
(5)将得到的脱色液加热浓缩至原体积的50％，然后将得到的浓缩液置于冰浴中降温至稳定后，边搅拌边在该浓缩液中加入其体积5倍的乙醇，完成后静置50min。所述静置完成后对液相以9500r/min的速率离心处理10min，以分离出液相中的固体产物，然后对所述固体产物用95％的乙醇洗涤后在75℃下真空干燥1小时，即得唾液酸固体。
实施例4
一种制备唾液酸的方法的制备方法，包括步骤：
(1)利用微生物发酵法制备含有聚唾液酸的发酵液，将所述发酵液置于过滤器中进行过滤以进行固液分离，然后收集过滤液备用。
(2)将盛装有所述过滤液的容器放在冰浴中使过滤液温度降低，并在降温至稳定后在过滤液中加入一边搅拌一边加入过滤液体积4.3倍的质量浓度95％的乙醇。完成后静置50min，静置完成后对液相以9500r/min的速率离心10min以进行固液分离，得到的固体产物即为聚唾液酸。
(3)将上一步得到的固体产物聚唾液酸加入水中溶解，得到质量浓度为2.5％的聚唾液酸溶液。然后在其中加入质量浓度为20％的盐酸，并将所述聚唾液酸溶液的pH调节至3。然后水浴加热至85℃水解2.5小时，即得水解液。
(4)在所述水解液中加入碳酸钙进行中和反应，并将所述水解液中和为中性，得到中性水解液。然后在该中性水解液中加入硅藻土进行脱色，所述中性水解液中加入的硅藻土含量为4g/L，脱色时间为55min，温度为60℃。完成后进行过滤以分离出液相中的硅藻土，收集滤液即为脱色液。
(5)将得到的脱色液加热浓缩至原体积的60％，然后将得到的浓缩液置于冰浴中降温至稳定后，边搅拌边在该浓缩液中加入其体积4倍的乙醇，完成后静置45min。所述静置完成后对液相以9500r/min的速率离心处理10min，以分离出液相中的固体产物，然后对所述固体产物用95％的乙醇洗涤后在75℃下真空干燥1.5小时，即得唾液酸固体。
实施例5
一种制备唾液酸的方法的制备方法，包括步骤：
(1)利用微生物发酵法制备含有聚唾液酸的发酵液，将所述发酵液置于过滤器中进行过滤以进行固液分离，然后收集过滤液，然后将该滤液加热浓缩至其原体积的60％，即得浓缩液。
(2)将盛装有所述浓缩液的容器放在冰浴中使浓缩液温度降低，并在降温至稳定后在浓缩液中一边搅拌一边加入过滤液体积5倍的质量浓度95％的乙醇。完成后静置60min，静置完成后对液相以9500r/min的速率离心10min以进行固液分离，得到的固体产物即为聚唾液酸。
(3)将上一步得到的固体产物聚唾液酸加入水中溶解，得到质量浓度为2.5％的聚唾液酸溶液。然后在其中加入质量浓度为15％的盐酸，并将所述聚唾液酸溶液的pH调节至3.5。然后水浴加热至85℃水解2小时，即得水解液。
(4)在所述水解液中加入碳酸氢钙进行中和反应，并将所述水解液中和为中性，得到中性水解液。然后在该中性水解液中加入活性炭进行脱色，所述中性水解液中加入的活性炭含量为3g/L，脱色时间为45min，温度为65℃。完成后进行过滤以分离出液相中的活性炭，收集滤液即为脱色液。
(5)将得到的脱色液加热浓缩至原体积的55％，然后将得到的浓缩液置于冰浴中降温至稳定后，边搅拌边在该浓缩液中加入其体积3.5倍的乙醇，完成后静置35min。所述静置完成后对液相以9500r/min的速率离心处理10min，以分离出液相中的固体产物，然后对所述固体产物用95％的乙醇洗涤后在70℃下真空干燥1小时，即得唾液酸固体。
性能测试
测试上述实施例1～5中聚唾液酸的提取率、唾液酸的提取率进行测试，测试结果如下所示。
聚唾液酸、唾液酸的提取率测试结果
从上述的测试结果可以看出，相对于实施例4和实施例5，实施例1～3的工艺能够同时提高发酵液中的聚唾液酸的提取率和水解液中唾液酸的提取率，同时得到的唾液酸产品还能够补充钙离子。这是因为加入的所述碳酸钙粉末则为聚唾液酸的形核提供大量的异质位点，从而加速聚唾液酸的析出，提高聚唾液酸的提取率。而所述碳酸钙在盐酸作用下转换成氯化钙，而氯化钙与后续加入的乙醇反应形成难溶性的结晶醇析出，这些结晶醇能够为唾液酸的形核提供大量的异质位点，从而加速唾液酸的析出，提高唾液酸的提取率。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种制备唾液酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将通过微生物发酵法得到的聚唾液酸发酵液过滤后收集滤液，将所述滤液置于冰浴中；然后在所述滤液中加入纳米级碳酸钙粉末，超声振荡后加入乙醇后进行机械搅拌，然后静置，完成后分离出液相中的固体产物，即得聚唾液酸；
(2)将所述聚唾液酸溶解在水中形成聚唾液酸溶液，然后在该聚唾液酸溶液中加入盐酸进行聚唾液酸的水解，完成后得到水解液；
(3)在所述水解液中加入中和剂将水解液处理至中性，即得中性水解液；然后对所述中性水解液进行脱色处理，完成后将得到的脱色液进行浓缩，然后将得到的浓缩液置于冰浴中降温至稳定后在该浓缩液中加入乙醇进行机械搅拌，然后静置，完成后分离出液相中的固体产物，然后对所述固体产物洗涤后在加热条件下真空干燥，即得唾液酸固体。
2.根据权利要求1所述的制备唾液酸的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述滤液中加入的碳酸钙粉末含量为0.12～1.15g/L。
3.根据权利要求1所述的制备唾液酸的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述乙醇的加入体积为滤液体积的3.5～5倍，所述静置时间为40～60min。
4.根据权利要求1所述的制备唾液酸的方法，其特征在于，步骤(2)中，加入的盐酸将所述聚唾液酸溶液调节至酸碱度为1～3.5之间；
优选地，所述盐酸溶液的质量浓度为15～23％之间；
优选地，步骤(2)中，所述水解时间为2～3小时，且该水解在80～85℃的加热条件下进行。
5.根据权利要求1所述的制备唾液酸的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述中和剂包括碳酸钙和/或碳酸氢钙。
6.根据权利要求1所述的制备唾液酸的方法，其特征在于，步骤(3)中，在所述中性水解液中加入吸附树脂、活性炭、硅藻土中的任意一种吸附水解液中的色素；
优选地，步骤(3)中，所述中性水解液中加入的脱色剂含量为3～5g/L，脱色时间为45～60min，温度为50～65℃。
7.根据权利要求1所述的制备唾液酸的方法，其特征在于，步骤(3)中，将所述脱色液加热浓缩至原体积的50～60％。
8.根据权利要求1所述的制备唾液酸的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述乙醇的加入体积为浓缩液体积的3.5～5倍，所述静置时间为35～50min。
9.根据权利要求1所述的制备唾液酸的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述加热温度为70～75℃，加热时间为1～1.5小时。
10.根据权利要求1-9任一项所述的制备唾液酸的方法，其特征在于，步骤(1)中，对所述滤液先进行浓缩，然后置于冰浴中进行后续处理；优选地，将所述滤液加热浓缩至原体积的50～60％。
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