微波輔助水解幾丁質(zhì)制備d- 氨基葡萄糖鹽酸鹽的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)藥、保健品原料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氨基葡萄糖(Glucosamine)，2_氨基_2_脫氧-D-葡萄糖，簡稱氨糖，是具有重要應(yīng)用價值的骨關(guān)節(jié)炎的膳食補充劑和臨床治療的輔助用藥，能夠強化軟骨結(jié)構(gòu)，預(yù)防關(guān)節(jié)病變，修復(fù)骨質(zhì)疏松導(dǎo)致的軟骨受損，舒緩關(guān)節(jié)炎引起的疼痛、僵硬和腫脹。隨著世界范圍內(nèi)的人口結(jié)構(gòu)的老齡化趨勢，骨關(guān)節(jié)炎患者愈來愈多，氨糖作為膳食補充劑大量用于骨關(guān)節(jié)炎的預(yù)防和輔助治療，全球氨糖市場已發(fā)展到3萬噸以上規(guī)模。
[0003]伴隨著氨糖市場的快速發(fā)展，其產(chǎn)品品質(zhì)和原料來源問題逐漸突出。目前市場上的氨糖主要為甲殼源氨糖，是以蝦蟹殼中的甲殼素為原料，依次通過堿浸脫除蛋白質(zhì)、酸浸去除礦物質(zhì)等多個步驟進行生產(chǎn)的，盡管最終產(chǎn)品純度均能夠滿足醫(yī)藥和食品標準，但仍然存在微量的過敏因子，容易引發(fā)皮疹、騷癢、腹瀉、過敏性哮喘等癥狀。尤其在歐美市場，有大量的人群是蝦蟹蛋白過敏者。與此同時，伊斯蘭教國家及一些崇尚素食的人群拒絕帶有蝦蟹原料氣味的甲殼源氨糖。近年來，國際市場上產(chǎn)生了安全性更好的植物源氨糖，其生產(chǎn)的原料不是來自動物的甲殼素，而是來自于植物原料轉(zhuǎn)化而成的真菌幾丁質(zhì)。
[0004]傳統(tǒng)制備氨糖的工藝就是直接用酸水解幾丁質(zhì)，幾丁質(zhì)水解是在濃酸(>20%)和高溫(>100°C)條件下完成的。微波技術(shù)因具有促進反應(yīng)的高效性和強選擇性，操作簡便，glj產(chǎn)物少，產(chǎn)率高及產(chǎn)物易于提純等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)水解、有機合成、酯化等反應(yīng)過程中，近十年來，微波輻射在化學(xué)加工領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用已經(jīng)成熱點課題。同樣，微波處理能對物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著的影響，已廣泛用于天然成分的提取高效提取與降解等方面。微波輔助水解幾丁質(zhì)制備氨糖利用的是微波能夠直接加強分子振動，促進反應(yīng)進程的原理，微波可以在較低的酸濃度下(10-15%)快速水解幾丁質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提出一種能克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷的質(zhì)量好、副產(chǎn)少的微波輔助水解幾丁質(zhì)制備氨糖的方法。
[0006]本發(fā)明技術(shù)方案是:將粗品幾丁質(zhì)和鹽酸在微波條件下進行酸解，然后取酸解生成的水解液通過微濾組合超濾方法，濾出雜質(zhì)及大分子物質(zhì)后，經(jīng)濃縮、結(jié)晶，取得D-氨基葡萄糖鹽酸鹽。
[0007]本發(fā)明通過微波輔助酸水解、膜分離精制得到目標產(chǎn)品D-氨基葡萄糖鹽酸鹽，采用的原料粗品幾丁質(zhì)可以取自發(fā)酵檸檬酸的玉米渣、食用菌渣等提取的粗品幾丁質(zhì)。
[0008]本發(fā)明采用微波輔助酸解技術(shù)，利用的是微波能夠直接加強分子振動，促進反應(yīng)進程的原理，微波可以在較低的酸濃度下(10-15%)快速水解幾丁質(zhì)，且水解率可達到90%以上，而傳統(tǒng)的幾丁質(zhì)水解是在濃酸(>20%)和高溫(>100°C)條件下完成的，克服了傳統(tǒng)水解工藝生產(chǎn)成本高、效率低的技術(shù)難題。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點是:
1、本發(fā)明提供了一種高效的生產(chǎn)工藝與傳統(tǒng)提取方法相比，微波輔助水解工藝技術(shù)可以縮短生產(chǎn)時間50%、酸用的消耗以及廢物的產(chǎn)生降低30%，同時可以提高水解率。它的優(yōu)越性不僅在于降低了操作費用，而且也合乎環(huán)境保護要求，是一種有廣闊發(fā)展前途的新工
-H-
O
[0010]2、采用微濾組合超濾精制技術(shù)，免去傳統(tǒng)活性炭脫色增加排放大量的活性炭廢棄物，同時具有工藝簡單、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點。
[0011]進一步地，本發(fā)明所述粗品幾丁質(zhì)中幾丁質(zhì)的質(zhì)量含量> 30%。本發(fā)明采用超聲波-酶法輔助提取工藝，細胞壁幾丁質(zhì)含量得到提高，有利于后續(xù)的微波酸水解效率，如粗品幾丁質(zhì)中幾丁質(zhì)含量太低水解效率低需要消耗大量酸，同時排放的廢棄物多，效益不顯著。
[0012]所述粗品幾丁質(zhì)和鹽酸的投料質(zhì)量比為1:1?1.5。在這個比例剛好能將物料浸潤，攪拌起來，比例高會增加酸用量。
[0013]鹽酸的體積濃度為12?15%。在微波輔助作用下，該濃度條件可以達到水解率90%以上，濃度低水解率低，傳統(tǒng)的幾丁質(zhì)水解是在濃酸條件下(>20%)，酸消耗量大。
[0014]所述微波條件是:頻率2450MHz，功率:5?40W/kg料液。微波功率根據(jù)物料的量來可控調(diào)節(jié)，避免功率低水解效率低，功率大能耗高的缺點。
[0015]酸解的溫度條件為65?75°C，即可達到要求的水解反應(yīng)條件，不需要高溫反應(yīng)，增加能耗，起到節(jié)能的效果。
[0016]所述微濾組合超濾方法中的有機膜超濾膜的過濾系數(shù)為2000D，可實現(xiàn)有機膜超濾精制。
【具體實施方式】
[0017]以下通過實施例對本發(fā)明作進一步的闡述。
[0018]實施例1
分別稱取發(fā)酵檸檬酸菌絲渣提取的粗品幾丁質(zhì)100kg (含幾丁質(zhì)35%)、體積濃度為12%的鹽酸1000?1200kg加入專用微波反應(yīng)釜中，開啟攪拌、充分攪勻；開啟微波發(fā)生裝置，微波頻率2450MHz，調(diào)節(jié)微波功率15KW，并控制反應(yīng)釜料液溫度65?70°C，水解1.5小時。水解液采用陶瓷膜微濾組合2000D的有機膜超濾精制，膜分離后的料液，減壓濃縮，濃縮至30%的體積，冷卻、靜置、結(jié)晶；乙醇洗滌結(jié)晶物料，真空干燥，干燥溫度為65°C，獲得水分含量< 0.1%的D-氨基葡萄糖鹽酸鹽302.5kg，產(chǎn)品收率為86.4%。
[0019]實施例2
分別稱取食用菌渣提取的粗品幾丁質(zhì)1500kg (含幾丁質(zhì)32%)、體積濃度為15%的鹽酸1800kg加入專用微波反應(yīng)釜中，開啟攪拌、充分攪勻；開啟微波發(fā)生裝置，微波頻率2450MHz，調(diào)節(jié)微波功率20KW，并控制反應(yīng)釜料液溫度70?75°C，水解I小時。水解液采用陶瓷膜微濾組合2000D的有機膜超濾精制，膜分離后的料液，減壓濃縮，濃縮至30%的體積，冷卻、靜置、結(jié)晶；乙醇洗滌結(jié)晶物料，真空干燥，干燥溫度為65°C，水分含量< 0.1%的D-氨基葡萄糖鹽酸鹽419kg，產(chǎn)品收率為87.3%。
【主權(quán)項】
1.微波輔助水解幾丁質(zhì)制備D-氨基葡萄糖鹽酸鹽的方法，其特征在于:將粗品幾丁質(zhì)和鹽酸在微波條件下進行酸解，然后取酸解生成的水解液通過微濾組合超濾方法，濾出雜質(zhì)及大分子物質(zhì)后，經(jīng)濃縮、結(jié)晶，取得D-氨基葡萄糖鹽酸鹽。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述粗品幾丁質(zhì)中幾丁質(zhì)的質(zhì)量含量>30%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述粗品幾丁質(zhì)和鹽酸的投料質(zhì)量比為I: I ?1.5。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于鹽酸的體積濃度為12?15%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述微波條件是:頻率2450MHz，功率:5?40W/kg 物料。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于酸解的溫度條件為65?75°C。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述微濾組合超濾方法中的有機膜超濾膜的過濾系數(shù)為2000D。
【專利摘要】微波輔助水解幾丁質(zhì)制備氨基葡萄糖鹽酸鹽的方法，屬于醫(yī)藥、保健品原料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，以粗品幾丁質(zhì)為起始原料，采用微波輔助鹽酸進行酸解，水解液通過微濾組合超濾膜分離技術(shù)精制，濾出雜質(zhì)及大分子物質(zhì)，濃縮、結(jié)晶，獲得D-氨基葡萄糖鹽酸鹽產(chǎn)品的方法。采用微波輔助酸解技術(shù)可以在較低的酸濃度下（10-15%）快速水解幾丁質(zhì)，且水解率可達到90%以上，水解液采用微濾組合超濾膜分離精制技術(shù)，解決傳統(tǒng)水解工藝生產(chǎn)成本高、效率低、廢棄物排放多的技術(shù)難題。
【IPC分類】C07H1/08, C07H5/06
【公開號】CN105218598
【申請?zhí)枴緾N201510758823
【發(fā)明人】馮小海, 孫達鋒, 史勁松, 張超, 柳志強, 丁振中, 胡忠策, 謝志剛, 李鵬, 龔勁松, 張曉娟, 方祥
【申請人】揚州日興生物科技股份有限公司, 江南大學(xué)
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年11月10日