一種葡萄糖醛酸內(nèi)酯的快速真空濃縮方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種葡萄糖醛酸內(nèi)酯的快速真空濃縮方法：在真空濃縮的過程中，利用超聲波不斷產(chǎn)生空化泡，空化核瞬時破裂，氣化作用增強，加速了低溫條件下，葡萄糖醛酸內(nèi)酯中溶劑的揮發(fā)，提高了葡萄糖醛酸內(nèi)酯的過飽和度，有利于葡萄糖醛酸內(nèi)酯的結(jié)晶；本發(fā)明利用超聲波對物料濃縮中產(chǎn)生的大的氣泡進行擠壓，加速大氣泡的破裂，有效防止?jié)饪s過程中泡沫的形成，避免了濃縮液因起泡被帶入冷卻器中，造成濃縮液損失；本發(fā)明以超聲波做為起泡和消泡器，降低了真空濃縮時的溫度，有效地保護了葡萄糖醛酸內(nèi)酯的分解。
【專利說明】一種葡萄糖醛酸內(nèi)酯的快速真空濃縮方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化工生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種葡萄糖醛酸內(nèi)酯的快速真空濃縮方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 葡萄糖醛酸內(nèi)酯簡稱葡醛內(nèi)酯，制劑名為"肝泰樂"，是一種治療肝硬化、慢性肝炎 的傳統(tǒng)藥物，傳統(tǒng)葡萄糖醛酸內(nèi)酯采用硝酸氧化法，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的氮氧化物，造 成大氣污染。袁華等人采用Pt為催化劑，以淀粉為原料的氧化工藝，李祥等采用以Fenton 試劑為氧化劑，以淀粉為原料的氧化工藝，解決了葡萄糖醛酸內(nèi)酯制備過程的污染問題。
[0003] 過飽和度、晶核是結(jié)晶體形成的必要條件，為了提高葡萄糖醛酸內(nèi)酯的過飽和度， 袁華等在不提高葡萄糖醛酸內(nèi)酯濃縮溫度的前提下，采用多次帶水濃縮工藝，得到過飽和 度較高的葡萄糖醛酸內(nèi)酯。這種方法由于采用乙酸乙酯等有機溶劑為帶水劑，造成體系成 分復(fù)雜，以及所得葡萄糖醛酸內(nèi)酯成品的純度低等問題。
[0004] 實驗室用的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的真空度一般在0. 08Mpa-0. 09Mpa之間。0. 09Mpa對應(yīng)的 水的汽化溫度為45-48°C，而葡萄糖醛酸內(nèi)酯的分解溫度一般在50°C左右，為了避免濃縮 時葡萄糖醛酸內(nèi)酯長期受熱，導(dǎo)致熱分解現(xiàn)象的發(fā)生，必須降低葡萄糖醛酸內(nèi)酯溶劑的汽 化溫度，降低汽化溫度的主要措施是提高真空度，由于受設(shè)備性能限制，目前技術(shù)條件下， 很難提高設(shè)備的真空度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種葡萄糖醛酸內(nèi)酯的快速真空濃縮方法。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
[0007] 利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀對含有葡萄糖醛酸內(nèi)酯的溶液進行真空濃縮，在真空濃縮過 程中，對所述溶液進行超聲處理，所述真空濃縮的溫度為35-45°C，真空濃縮的時間為 0. 5-1. 5h〇
[0008] 所述溶液的制備方法包括以下步驟：
[0009] 1)利用淀粉制備氧化淀粉，將氧化淀粉依次用液化酶以及糖化酶酶解得到糖化 液，然后通過發(fā)酵去除糖化液中的葡萄糖得到含有葡萄糖醛酸的發(fā)酵液；
[0010] 2)將所述發(fā)酵液脫色后進行濃縮得到含有葡萄糖醛酸的濃縮液，向所述濃縮液中 加入冰醋酸以及醋酸酐后進行內(nèi)酯化反應(yīng)得到含有葡萄糖醛酸內(nèi)酯的溶液。
[0011] 所述真空濃縮的真空度為〇· 085-0. 095Mpa。
[0012] 所述真空濃縮前，將旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中的水浴鍋用超聲波清洗儀替換，真空濃縮時，利 用超聲波清洗儀對含有葡萄糖醛酸內(nèi)酯的溶液進行超聲處理。
[0013] 所述超聲波清洗儀的超聲功率控制在200-400W。
[0014] 本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
[0015] 本發(fā)明將超聲波技術(shù)用于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，利用超聲波不斷產(chǎn)生空化泡，空化泡瞬 時破裂，氣化作用增強，加速了物料中溶劑的揮發(fā)，達到加速濃縮的效果，可在真空度較低 的情況下進行濃縮，顯著的提高了濃縮效率；本發(fā)明同時利用超聲波對待濃縮的物料中產(chǎn) 生的大氣泡進行擠壓，加速大氣泡的破裂，有效防止?jié)饪s過程中泡沫的形成，避免了濃縮液 因起泡被帶入冷卻器中，造成濃縮液損失；本發(fā)明以超聲波做為起泡（空化泡）和消泡（氣 泡）器，降低了真空濃縮時的溫度，有效地保護了物料中的熱敏性物質(zhì)。

【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。
[0017] 葡萄糖醛酸內(nèi)酯對熱不穩(wěn)定，現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀很難使葡萄糖醛酸內(nèi)酯達到過飽和 度，過飽和度是葡萄糖醛酸內(nèi)酯晶體形成的必要條件，過飽和度越大，越有利于葡萄糖醛酸 內(nèi)酯的結(jié)晶。
[0018] 為此，本發(fā)明提供一種葡萄糖醛酸內(nèi)酯的真空濃縮方法，將旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中的水浴 鍋用超聲波清洗儀代替，其目的是利用葡萄糖醛酸內(nèi)酯溶液（即待濃縮的物料）中的氣泡， 在超聲波的作用下，氣泡產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)空化或瞬態(tài)空化，所謂的穩(wěn)態(tài)空化是指葡萄糖醛酸內(nèi)酯 溶液中的氣泡在超聲波作用下，多次擠壓及拉伸，最后空化泡破裂的現(xiàn)象。瞬態(tài)空化是指葡 萄糖醛酸內(nèi)酯溶液中的氣泡在超聲波作用下，經(jīng)擠壓或拉伸，空化泡破裂的現(xiàn)象?？栈萜?裂時：①、產(chǎn)生速度為l〇〇m/ S的射流，射流使體系湍流作用加強，有利于體系內(nèi)部的熱量交 換。②、產(chǎn)生氣化，加速了葡萄糖醛酸內(nèi)酯溶液中溶劑的揮發(fā)，提高了葡萄糖醛酸內(nèi)酯的濃 縮效率。
[0019] 真空濃縮過程中，本發(fā)明利用超聲波清洗儀的超聲處理功能對待濃縮的物料進行 超聲處理，利用超聲波不斷在待濃縮物料中產(chǎn)生空化泡，同時利用超聲波對真空濃縮過程 中物料產(chǎn)生的氣泡進行擠壓，并促使氣泡破裂，加速溶劑氣化，降低溶劑的汽化溫度，縮短 濃縮時間。（水浴鍋的加熱作用也是由超聲波清洗儀完成）
[0020] 實施例1
[0021] 將450mL葡萄糖醛酸內(nèi)酯溶液加入lOOOmL的蒸發(fā)瓶，然后將蒸發(fā)瓶安裝到旋轉(zhuǎn) 蒸發(fā)儀中，用超聲波清洗儀替代旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中的水浴鍋，打開冷卻水，開啟真空泵及超聲波 清洗儀（調(diào)節(jié)超聲波功率為200W)，在真空度為0. 092Mpa下進行真空濃縮，濃縮溫度約為 42°C，約經(jīng)1. 5h后即可得到飽和度較高的葡萄糖醛酸內(nèi)酯濃縮液30mL。與現(xiàn)有真空濃縮 相比，葡萄糖醛酸內(nèi)酯溶液的蒸發(fā)溫度較低（42°C )，整個過程不溢鍋，濃縮時間僅為1. 5h。 現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在水浴鍋溫度為42°C以及真空度為0. 092Mpa下，難以得到過飽和的葡萄 糖醛酸內(nèi)酯溶液（由于濃縮溫度低及起泡等原因）。
[0022] 實施例2
[0023] 將450mL葡萄糖醛酸內(nèi)酯溶液加入lOOOmL的蒸發(fā)瓶，然后將蒸發(fā)瓶安裝到旋轉(zhuǎn) 蒸發(fā)儀中，用超聲波清洗儀替代旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中的水浴鍋，打開冷卻水，開啟真空泵及超聲波 清洗儀（調(diào)節(jié)超聲波功率為300W)，在真空度為0. 09Mpa下進行真空濃縮，濃縮溫度約為 40°C，約經(jīng)1. 5h后即可得到飽和度較高的葡萄糖醛酸內(nèi)酯濃縮液35mL。與現(xiàn)有真空濃縮 相比，葡萄糖醛酸內(nèi)酯溶液的蒸發(fā)溫度較低（40°C )，整個過程不溢鍋，濃縮時間僅為1.5h。 現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在水浴鍋溫度為40°C以及真空度為0. 09Mpa下，難以得到過飽和的葡萄糖 醛酸內(nèi)酯溶液（由于濃縮溫度低以及起泡等原因）。
[0024] 實施例3
[0025] 將450mL葡萄糖醛酸內(nèi)酯溶液加入lOOOmL的蒸發(fā)瓶，然后將蒸發(fā)瓶安裝到旋轉(zhuǎn) 蒸發(fā)儀中，用超聲波清洗儀替代旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中的水浴鍋，打開冷卻水，開啟真空泵及超聲波 清洗儀（調(diào)節(jié)超聲波功率為400W)，在真空度為0. 095Mpa下進行真空濃縮，濃縮溫度約為 38°C，約經(jīng)1. 5h后即可得到飽和度較高的葡萄糖醛酸內(nèi)酯濃縮液38mL。與現(xiàn)有真空濃縮 相比，葡萄糖醛酸內(nèi)酯溶液的蒸發(fā)溫度較低（38°C )，整個過程不溢鍋，濃縮時間僅為1.5h。 現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在水浴鍋溫度為38°C以及真空度為0. 095Mpa下，難以得到過飽和的葡萄 糖醛酸內(nèi)酯溶液（由于濃縮溫度低以及起泡等原因）。
[0026] 本發(fā)明在真空濃縮條件下，采用超聲波技術(shù)，利用超聲空化時，產(chǎn)生空化泡，空化 泡破裂，氣化作用增強，加速了溶劑的蒸發(fā)速度，一方面，通過濃縮提高葡萄糖醛酸內(nèi)酯的 過飽和度，有利于葡萄糖醛酸內(nèi)酯的結(jié)晶，并縮短了濃縮時間，提高了濃縮效率，節(jié)約了能 耗，另一方面，降低了濃縮溫度，有效地防止了葡萄糖醛酸內(nèi)酯在真空濃縮過程中的熱分 解，有利于提高葡萄糖同醛酸內(nèi)酯的產(chǎn)率。
[0027] 實施例1-3中，葡萄糖醛酸內(nèi)酯溶液的制備方法如下：
[0028] 1)利用淀粉制備氧化淀粉，將氧化淀粉依次用液化酶以及糖化酶酶解得到糖化 液，然后通過發(fā)酵去除糖化液中的葡萄糖得到含有葡萄糖醛酸的發(fā)酵液，具體步驟如下：
[0029] 1. 1)向100g淀粉中加入150_200mL去離子水，然后攪拌均勻得淀粉乳；將淀粉乳 邊磁力攪拌邊超聲30-40min (超聲頻率為28. 5KHz)。
[0030] 1.2)經(jīng)過步驟1. 1)后，將淀粉乳轉(zhuǎn)至三口燒瓶中，然后向三口燒瓶中加入 0. 1-0. 5g的FeS04，攪拌至FeS04溶解后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)5 %的NaOH水溶液調(diào)節(jié)pH值為9-10， 然后在40-50°C下邊攪拌邊向三口燒瓶中徐徐加入8-12mL的雙氧水，然后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)5% 的NaOH水溶液再次調(diào)節(jié)pH值為9-10后反應(yīng)2-4h得乳狀液。
[0031] 1. 3)將乳狀液離心，將離心得到的沉淀用去離子水洗滌至濾液為中性，得氧化淀 粉。
[0032] 1. 4)按照100g氧化淀粉中加入250_300mL去離子水的比例，向氧化淀粉中邊攪 拌邊加入去離子水得氧化淀粉乳液，按照lg氧化淀粉加入100-200U液化酶（即α -淀粉 酶）的比例，向氧化淀粉乳液中加入液化酶，并在80-85°C下液化20-30min得液化液，將液 化液冷卻至55-60°C后，按照lg氧化淀粉加入200-300U糖化酶的比例，向液化液中加入糖 化酶，并在55-60°C下糖化6-8h得糖化液，此時pH值降至3. 6。（液化酶、糖化酶均為杰能 科酶制劑公司產(chǎn)品）
[0033] 1. 5)按照100mL糖化液中加入2-5g酵母菌的比例，向降溫至30-35°C的糖化液中 加入酵母菌（釀酒酵母，宜昌酵母基地的產(chǎn)品），然后在30-35°C下發(fā)酵68-72h得發(fā)酵醪， 離心分離發(fā)酵醪得到發(fā)酵液。
[0034] 2)將所述發(fā)酵液脫色后進行濃縮得到含有葡萄糖醛酸的濃縮液，向所述含有葡萄 糖醛酸的濃縮液中加入冰醋酸以及醋酸酐后進行內(nèi)酯化反應(yīng)得到葡萄糖醛酸內(nèi)酯溶液，具 體步驟如下：
[0035] 按照100mL發(fā)酵液中加入5-10g活性炭的比例向發(fā)酵液中加入活性炭進行脫 色，在50-55 °C下脫色50-60min后過濾得脫色液，將脫色液在溫度為40-50°C、真空度 0. 09-0. 095Mpa下真空濃縮得濃縮液A(固形物含量為35g/100mL);向濃縮液A中邊攪拌邊 加入冰醋酸以及醋酸酐，濃縮液A與冰醋酸的體積比=1 :0. 8-1. 2,冰醋酸與醋酸酐的體積
【權(quán)利要求】
1. 一種葡萄糖醛酸內(nèi)酯的快速真空濃縮方法，其特征在于：包括以下步驟：利用旋轉(zhuǎn) 蒸發(fā)儀對含有葡萄糖醛酸內(nèi)酯的溶液進行真空濃縮，在真空濃縮過程中，對所述溶液進行 超聲處理，所述真空濃縮的溫度為35-45°C，真空濃縮的時間為0. 5-1. 5h。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種葡萄糖醛酸內(nèi)酯的快速真空濃縮方法，其特征在于：所述 溶液的制備方法包括以下步驟： 1) 利用淀粉制備氧化淀粉，將氧化淀粉依次用液化酶以及糖化酶酶解得到糖化液，然 后通過發(fā)酵去除糖化液中的葡萄糖得到含有葡萄糖醛酸的發(fā)酵液； 2) 將所述發(fā)酵液脫色后進行濃縮得到含有葡萄糖醛酸的濃縮液，向所述濃縮液中加入 冰醋酸以及醋酸酐后進行內(nèi)酯化反應(yīng)得到含有葡萄糖醛酸內(nèi)酯的溶液。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種葡萄糖醛酸內(nèi)酯的快速真空濃縮方法，其特征在于：所述 真空濃縮的真空度為0. 085-0. 095Mpa。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種葡萄糖醛酸內(nèi)酯的快速真空濃縮方法，其特征在于：所述 真空濃縮前，將旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中的水浴鍋用超聲波清洗儀替換，真空濃縮時，利用超聲波清洗 儀對含有葡萄糖醛酸內(nèi)酯的溶液進行超聲處理。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種葡萄糖醛酸內(nèi)酯的快速真空濃縮方法，其特征在于：所述 超聲波清洗儀的超聲功率控制在200-400W。
【文檔編號】C12P19/14GK104119405SQ201410317317
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】李祥, 王麗萍, 師春蘭, 張彬 申請人:陜西科技大學(xué)