利用生產(chǎn)谷氨酸的菌渣制備鹽酸氨基葡萄糖的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種利用生產(chǎn)谷氨酸的菌渣制備鹽酸氨基葡萄糖的方法，步驟如下：(1)取谷氨酸濕菌渣，加入2?3倍體積的乙醇溶液，回流提取，過濾，得濾渣；(2)向濾渣中加入水，超聲提取，過濾，得濾液；(3)將濾液蒸干，得干物質(zhì)，向干物質(zhì)中依次加入水和鹽酸，15?30℃條件下水解3?5小時，水解后再加入甲醇，靜置，倒出上清液；(4)調(diào)節(jié)上清液的pH為7?7.2，過濾，得白色沉淀；向白色沉淀中加入甲醇，攪拌溶解，得甲醇上清液，剩余白色沉淀再加入甲醇溶解，重復(fù)若干次，合并甲醇上清液，濃縮至干，即得。本發(fā)明專利技術(shù)首次建立了一種從生產(chǎn)谷氨酸的菌渣中高效制備鹽酸氨基葡萄糖的方法，所需試劑的種類和用量少，降低了鹽酸氨基葡萄糖的制備成本。

Method for preparing glucosamine hydrochloride by using production of glutamic acid residue

The invention discloses a method for producing glutamic acid residue preparation method of glucosamine hydrochloride comprises the following steps: (1) glutamate wet bacteria slag, ethanol solution, adding 3 times volume of 2 reflux extraction, filtering, to filter residue; (2) adding water to the residue, ultrasonic extraction, filtration, the filtrate; (3) will evaporate the filtrate to dryness, dry matter, dry matter to add water and hydrochloric acid hydrolysis of 15 under 30 DEG C to 3 5 hours after hydrolysis of adding methanol, static, pour out the supernatant; (4) pH 7 supernatant regulation 7.2. Filter, white precipitate; methanol was added to the white precipitate was stirred and dissolved methanol supernatant, adding the remaining white precipitate dissolved in methanol, repeated several times with methanol supernatant was concentrated to dryness, namely. The present invention provides a method for efficiently preparing glucosamine hydrochloride from the production of glutamic acid bacteria residue, which requires a few kinds and dosage of reagents, and reduces the preparation cost of glucosamine hydrochloride.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種利用生產(chǎn)谷氨酸的菌渣制備鹽酸氨基葡萄糖的方法，屬食品和化工領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
鹽酸氨基葡萄糖又稱氨基葡萄糖鹽酸鹽。對人體有重要的生理功能，參與肝、腎解毒，發(fā)揮抗炎護肝作用。對治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和胃潰瘍有良好的療效。是合成抗生素和抗癌藥物的主要原料，還可以用于化工，食品，化妝品和飼料添加劑中。目前市場上銷售的氨基糖膠囊保健品主要有效成分是鹽酸氨基葡萄糖或者硫酸氨基葡萄糖。鹽酸氨基葡萄糖作為一種精細化工產(chǎn)品，其產(chǎn)品價格高，市場需求大，目前大多由昆蟲外殼或者甲殼高溫水解制得，來源相對有限。谷氨酸菌渣是味精工業(yè)的主要副產(chǎn)品，我國每年生產(chǎn)的谷氨酸菌渣達百萬噸，對于谷氨酸菌渣的再利用，目前多作為飼料和肥料使用，所產(chǎn)生的利用價值相對較低。蔣新英在用生產(chǎn)谷氨酸的菌渣制備胞壁酸的過程中，證實了谷氨酸菌渣中鹽酸氨基葡萄糖的存在，但鹽酸氨基葡萄糖是作為胞壁酸制備的副產(chǎn)物，產(chǎn)率較低，而且制備工藝復(fù)雜，所需的試劑種類和用量太大，制備成本太高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)的目的是提供一種利用生產(chǎn)谷氨酸的菌渣制備鹽酸氨基葡萄糖的方法。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用下述技術(shù)方案：一種利用生產(chǎn)谷氨酸的菌渣制備鹽酸氨基葡萄糖的方法，步驟如下：(1)取谷氨酸濕菌渣，加入2-3倍體積(g/ml)的乙醇溶液，回流提取，過濾，得濾渣；(2)向濾渣中加入水，水的加入量為谷氨酸濕菌渣的2-3倍體積(g/ml)，超聲提取，過濾，得濾液；(3)將濾液蒸干，得干物質(zhì)，向干物質(zhì)中依次加入水和鹽酸，15-30℃條件下水解3-5小時，水解后再加入甲醇，靜置，液體中出現(xiàn)結(jié)晶，倒出上清液；(4)調(diào)節(jié)上清液的pH為7-7.2，有大量白色沉淀出現(xiàn)，過濾，得白色沉淀；向白色沉淀中加入甲醇，攪拌溶解，得甲醇上清液，剩余白色沉淀再加入甲醇溶解，重復(fù)若干次，合并甲醇上清液，濃縮至干，即得鹽酸氨基葡萄糖。步驟(1)中，所述谷氨酸濕菌渣的含水量為45-55％；優(yōu)選為50％。步驟(1)中，所述乙醇溶液的體積百分?jǐn)?shù)為90-100％。采用乙醇溶液對谷氨酸菌渣進行回流提取的目的是除脂(主要是細胞膜的兩層脂)，該脂類物質(zhì)具有一定的水溶性，所以選擇體積百分?jǐn)?shù)為90-100％的乙醇溶液進行回流去除，與其它溶劑相比，體積百分?jǐn)?shù)為90-100％的乙醇溶液的除脂效果最好。步驟(1)中，所述回流提取的時間為1-2小時，回流次數(shù)為2-3次。步驟(2)中，超聲提取的條件為：20kHz、超聲功率600～800W、超聲2秒間隙2秒，超聲4-6次，每次0.5-1h。超聲提取的目的是進行破壁處理；超聲提取的功率、提取次數(shù)和超聲時間是影響破壁處理效果的主要因素，本專利技術(shù)通過對超聲工藝條件的優(yōu)化，使其在保證較好破壁效果的前提下，又降低了能耗。步驟(3)中，水和鹽酸的加入量均為干物質(zhì)的2-3倍體積(g/ml)(即每克干物質(zhì)中分別加入2-3毫升的水和鹽酸)；甲醇的加入量為干物質(zhì)的8-10倍體積(g/ml)。步驟(3)中，所述鹽酸的濃度為12mol/L。步驟(3)中，靜置的時間為1-1.5小時。步驟(4)中，采用氫氧化鈉調(diào)節(jié)上清液的pH。采用氫氧化鈉調(diào)節(jié)上清液的pH。本專利技術(shù)通過調(diào)節(jié)酸解處理后上清液的pH值，將目標(biāo)產(chǎn)物鹽酸氨基葡萄糖以沉淀物的形式進行分離，簡化了鹽酸氨基葡萄糖的分離純化操作，有利于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。步驟(4)中，甲醇的加入量為白色沉淀的8-10倍體積(g/ml)(即每克白色沉淀中加入甲醇8-10毫升)。采用薄層層析掃描檢測的方法對本專利技術(shù)制備的鹽酸氨基葡萄糖進行檢測，取1.5毫克制備的鹽酸氨基葡萄糖結(jié)晶樣品溶解于1毫升水中作為樣品液；取10.2毫克鹽酸氨基葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品溶解于4毫升水中作為標(biāo)準(zhǔn)液。取1μl樣品液和0.25μl，0.5μl，1μl，2μl，3μl標(biāo)準(zhǔn)液點于同一塊GF254高效薄層硅膠板上(10cm*10cm)。展開劑為甲醇-丙酮-乙酸-水-異丙醇(4：3：0.5：1：1.5)。展板放在展開缸中飽和20分鐘左右，然后在展開劑中展開8厘米。取出晾干。將板放在苯胺-二苯胺-三氯乙酸的丙酮溶液中浸板，取出在85度下烤10分鐘.樣品液和標(biāo)準(zhǔn)品液的點染成棕色，二者的Rf值為0.68。用CAMAG3薄層掃描儀在365nm的吸收波長掃描得峰面積積分值，用該儀器的WINCATS1.4.1軟件統(tǒng)計計算峰面積積分值和標(biāo)準(zhǔn)液質(zhì)量的關(guān)系回歸方程計算，檢測和計算得鹽酸氨基葡萄糖的量。本專利技術(shù)的有益效果：(1)本專利技術(shù)首次建立了一種從生產(chǎn)谷氨酸的菌渣中高效制備鹽酸氨基葡萄糖的方法，該方法僅需乙醇、鹽酸和甲醇三種有機試劑，所需的試劑種類少，工藝方法簡單，無需脫色、柱層析分離等步驟；酸解處理時，由于先將超聲提取后的濾液進行了蒸干處理，因此所加入的鹽酸的量極少，大大將降低了鹽酸氨基葡萄糖的制備成本。(2)采用本專利技術(shù)的方法制備鹽酸氨基葡萄糖，產(chǎn)品的產(chǎn)率高，每噸干菌渣中可制備得到2.4-2.7千克鹽酸氨基葡萄糖，而且制備的鹽酸氨基葡萄糖的純度高，可達99.0％以上。(3)本專利技術(shù)的利用生產(chǎn)谷氨酸的菌渣制備鹽酸氨基葡萄糖的方法，首先選擇體積百分?jǐn)?shù)為90-100％的乙醇溶液對生產(chǎn)谷氨酸的菌渣進行除脂處理，除脂后再進行超聲破壁處理，破壁處理后先將濾液蒸干，再加酸進行酸解，大大減少了酸解過程酸液的用量，酸解后通過調(diào)節(jié)上清液的pH值，將目標(biāo)產(chǎn)物鹽酸氨基葡萄糖以沉淀物的形式進行分離，簡化了鹽酸氨基葡萄糖的分離純化操作。上述各工藝步驟是一個有機的整體，互為條件，有效簡化了從生產(chǎn)谷氨酸的菌渣中制備鹽酸氨基葡萄糖的工藝流程，并且提高了鹽酸氨基葡萄糖的提取率。具體實施方式下面結(jié)合實施例對本專利技術(shù)作進一步的說明，應(yīng)該說明的是，下述實施例僅是為了解釋本專利技術(shù)，并不對其內(nèi)容進行限定。實施例1：利用生產(chǎn)谷氨酸的菌渣制備鹽酸氨基葡萄糖具體步驟如下：(1)取谷氨酸濕菌渣250g(含水量為50％，即菌渣的干重為125g)，每次加95％(體積百分?jǐn)?shù))乙醇600ml，回流2次，每次回流1h后過濾，最后得濾渣。(2)向濾渣加水至1000ml，在20kHz、功率700w、超聲2s間歇2s條件下超聲0.5h，過濾得濾液400ml。重復(fù)以上過程共超聲5次，5次濾液合并，共2000ml。(3)將濾液在65℃下真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去水分，得干物質(zhì)16g。(4)向干物質(zhì)中加入32ml水，再加入32ml 12mol/L的HCL，常溫(25℃)下水解4h后，加入160ml甲醇，靜置1h，液體出現(xiàn)結(jié)晶，倒出上清液。(5)用NaOH將倒出的上清液調(diào)PH＝7，有大量白色沉淀。過濾得白色沉淀。向白色沉淀中加入50ml甲醇。攪拌，倒出上清。再向剩余沉淀中加入50ml甲醇，攪拌溶解得上清(除去剩余沉淀)。將二次上清合并、濃縮至干，得白色沉淀粉末，稱重為0.33g。采用薄層層析掃描檢測的方法對本實施例制備的鹽酸氨基葡萄糖進行檢測，取1.5毫克本實施例制備的白色沉淀粉末溶解于1毫升水中作為樣品液；取10.2毫克鹽酸氨基葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品溶解于4毫升水中作為標(biāo)準(zhǔn)液。取1μl樣品液和0.25μl，0.5μl，1μl，2μl，3μl標(biāo)準(zhǔn)液點于同一塊GF254高效薄層硅膠板上(10cm*10cm)。展開劑為甲醇-丙酮-乙酸-水-異丙醇(4：3：0.5：1：1.5)。展板放在展開缸中飽和20分鐘左右，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種利用生產(chǎn)谷氨酸的菌渣制備鹽酸氨基葡萄糖的方法，其特征在于，步驟如下：(1)取谷氨酸濕菌渣，加入2?3倍體積(g/ml)的乙醇溶液，回流提取，過濾，得濾渣；(2)向濾渣中加入水，水的加入量為谷氨酸濕菌渣的2?3倍體積(g/ml)，超聲提取，過濾，得濾液；(3)將濾液蒸干，得干物質(zhì)，向干物質(zhì)中依次加入水和鹽酸，15?30℃條件下水解3?5小時，水解后再加入甲醇，靜置，液體中出現(xiàn)結(jié)晶，倒出上清液；(4)調(diào)節(jié)上清液的pH為7?7.2，過濾，得白色沉淀；向白色沉淀中加入甲醇，攪拌溶解，得甲醇上清液，剩余白色沉淀再加入甲醇溶解，重復(fù)若干次，合并甲醇上清液，濃縮至干，即得鹽酸氨基葡萄糖。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用生產(chǎn)谷氨酸的菌渣制備鹽酸氨基葡萄糖的方法，其特征在于，步驟如下：(1)取谷氨酸濕菌渣，加入2-3倍體積(g/ml)的乙醇溶液，回流提取，過濾，得濾渣；(2)向濾渣中加入水，水的加入量為谷氨酸濕菌渣的2-3倍體積(g/ml)，超聲提取，過濾，得濾液；(3)將濾液蒸干，得干物質(zhì)，向干物質(zhì)中依次加入水和鹽酸，15-30℃條件下水解3-5小時，水解后再加入甲醇，靜置，液體中出現(xiàn)結(jié)晶，倒出上清液；(4)調(diào)節(jié)上清液的pH為7-7.2，過濾，得白色沉淀；向白色沉淀中加入甲醇，攪拌溶解，得甲醇上清液，剩余白色沉淀再加入甲醇溶解，重復(fù)若干次，合并甲醇上清液，濃縮至干，即得鹽酸氨基葡萄糖。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述谷氨酸濕菌渣的含水量為45-55％；優(yōu)選為50％。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述乙醇溶液的體積百分?jǐn)?shù)為90-100％...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉代成，
申請(專利權(quán))人：山東師范大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：山東;37