[发明专利]一种利用核桃仁合成L-瓜氨酸的方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种利用核桃仁合成L-瓜氨酸的方法，属于化工合成领域。

背景技术

L-瓜氨酸是一种非蛋白氨基酸，分子式C₆H₁₃N₃O₃、分子量175.19、熔点216～218℃，为无色柱状结晶，能溶于水，不溶于甲醇和乙醇。瓜氨酸最初是从西瓜中提取而来，所以命名为瓜氨酸。L-瓜氨酸具有很多重要的生理功能如清除自由基、异体排斥效应指示剂、血管舒张作用、稳定血压以及诊断类风湿关节炎、抗氧化等；此外，它还有着非常显著的恢复精力和提高人体免疫力的作用。近年来L-瓜氨酸在食品、化妆品和药物等领域越来越来受到重视，具有广泛的开发应用前景。

目前L-瓜氨酸的生产方法主要有植物提取法、酶转化法、发酵法和化学合成法。

植物提取法由于植物中瓜氨酸的含量较低，并且受到季节、产地等因素的影响，提取瓜氨酸的成本较高，不利于大规模发展；化学合成法是在碱性条件下水解L-精氨酸得L-瓜氨酸，产品中含有旋光对映体D-瓜氨酸，其影响产品质量，生产过程中产生大量废水，污染环境；发酵法是以葡萄糖为原料，利用微生物菌株发酵生产L-瓜氨酸，其具有原料来源广泛、生产成本低、产品纯度高的特点，但高产菌株的选育还需要进一步的研究；酶转化法是利用微生物菌体中的精氨酸脱亚胺酶催化L-精氨酸转化生成L-瓜氨酸，该方法生产工艺简单、产物浓度高，是一种生产瓜氨酸的最重要的方法。在L-瓜氨酸的生产成本构成中，分离纯化等下游工序的成本占有相当大的比例，因此，如何采用高效的分离技术是目前L-瓜氨酸生产中需要解决的技术问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对目前化学合成L-瓜氨酸是在碱性条件下水解L-精氨酸得L-瓜氨酸，产品中含有旋光对映体D-瓜氨酸，其影响产品质量，生产过程中产生大量废水，污染环境的问题，提供了一种利用核桃仁合成L-瓜氨酸的方法，本发明将核桃仁进行提取过滤，在过滤液中加入尿素、二氯四氨络合铜和碳酸钠，用混合气体进行密封保护，离心过滤在过滤物加入盐酸溶液，搅拌后加入硫化亚铁，微波搅拌后加入硅藻土进行过滤，调节pH值后用阴离子交换树脂交换吸附，用氨水洗脱，洗脱液减压蒸馏，乙醇洗涤结晶即可，本发明用采用离子交换法和结晶沉淀法，合成的L-瓜氨酸的纯度为98%以上，收率达到89%以上，而且生产过程不会产生废水污染环境，绿色环保，生产工艺简单，成本低。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）取200～300g核桃仁放在粉碎机中进行粉碎，过筛得120～160目的颗粒物，将所得的可以放入容器中，向其中加入质量分数为60～70％的乙醇溶液浸泡颗粒物，使用质量分数为45％的氢氧化钠调节pH为8.0～9.0，在温度为45～60℃下，搅拌1～2h后过滤，收集过滤液，如此对核桃仁粉末提取1～3次，合并过滤液；

（2）将上述所得的过滤液放入陶瓷膜过滤器中进行过滤，收集过滤物，将所得的过滤物放入容器中，向其中分别加入10～20g尿素、20～25g二氯四氨络合铜及12～18g碳酸钠，使用混合气体对容器进行密封保护，在温度为50～60℃下，搅拌直至无沉淀产生，然后放入离心机中进行离心分离，收集离心物，所述混合气体为氖气、氦气和氮气按体积比1:1:8混合而成；

（3）将上述所得的过滤物放入容器中，向其中加入110～150mL的质量分数为5％的盐酸溶液，搅拌使过滤物完全溶解，然后再向其中加入10～15g的硫化亚铁，将容器置于280～350W的微波下，搅拌20～40min后，向其中加入20～40g100～120目的硅藻土，静置20～30min后，过滤；

（4）收集上述过滤后的过滤液，使用截留量500～1000纳滤膜进行过滤，收集透过液放入容器中，使用质量分数为30％的盐酸溶液调节4.0～5.0，在15～20℃下进行阴离子交换树脂吸附，使用去离子水进行洗涤树脂，收集洗涤液，然后再使用质量分数为25％的氨水进行洗脱，收集洗脱液；

（5）合并上述两次所收集的洗脱液放入容器中，通过减压浓缩至洗脱液体积的1/3，然后使用质量分数为60％的氢氧化钠溶液调节pH为9.0～10.0，在温度为0～3℃下，静置20～24h，过滤收集过滤，使用质量分数为30％的乙醇溶液冲洗2～3次，将过滤物放入风干机中风干即可。