[发明专利]一种天然甜菜碱的分离纯化方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，特别是一种天然甜菜碱的分离纯化方法。

背景技术

甜菜碱作为一种中性物质，广泛分布于动物、植物和微生物中。甜菜碱可以提供高效的甲基，在动物体内可以取代部分蛋氨酸和胆碱，能有效组织脂肪在体内的沉积，同时是一种缓冲物质，调节体内的渗透压，这使得甜菜碱在饲料、医药、精细化工等行业有广泛的用途。现阶段，甜菜碱主要使用化学合成法制备，但氯化钠作为生成物，与甜菜碱同时在体系中存在，对甜菜碱的分离纯化造成了一定的影响。目前甜菜碱生产过程中主要采用萃取结晶，该方法耗能较高，颗粒小，因此，研究新的分离方法势在必行。

目前，在甜菜碱的结晶生产过程中主要采用结晶法去除体系中的氯化钠，工艺操作步骤多，产品在储运过程中易结块，还有一些问题无法解决，因此有必要对甜菜碱结晶过程进行更深入的研究，提高甜菜碱的品质，加强其在未来市场的竞争力。比较常用的结晶方法有冷却结晶、蒸发结晶和溶析结晶。冷却结晶对于溶质的溶解度随温度变化较大的体系适用。蒸发结晶适用于物质溶解度随温度变化不明显的体系，但是，这种方式对能源的消耗较大。溶析结晶是一种较为普遍的结晶方式，是通过向某种物质的饱和或不饱和体系中加入第三种物质，破坏体系中原有的相平衡，降低溶质的溶解度，使体系达到过饱和进而析出晶体，也可称为盐析结晶。结晶方式直接决定产品的质量和收率，结晶过程的工艺参数如加料速度、结晶温度、搅拌速率等都会对产品有较大的影响。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种天然甜菜碱的分离提纯方法，其结晶率、成品纯度高，本发明是这样实现的：

一种天然甜菜碱的分离纯化方法，其具体步骤如下：

1）将原料（甜菜叶、甜菜根或小麦麸皮中的一种或多种）超声粉碎并过40目筛，溶解于水中，调节pH至4.0-4.5，然后就加入酶制剂发酵，避光密闭搅拌处理3h-6h；搅拌处理结束前5min加热升温至60℃-80℃，再离心分离，取沉淀；

所述酶制剂为木聚糖酶、果胶酶或蛋白酶中的一种或多种；

超声粉碎可以使原料细胞受到严重的损坏，提高细胞膜和细胞壁的通透性；

2）将沉淀加入质量分数为1%的氢氧化钠水溶液中，然后加入占原料质量0.5%的BHA，获得提取液A；

3）利用质量分数为10％的盐酸溶液调节提取液A的pH至3.5，离心取上清液移入移动床吸附分离装置，将获得的洗脱液加热浓缩至固形物质量百分含量为30％，即为浓缩液C；

4)利用硅胶柱层析色谱纯化浓缩液C，纯化使用反相聚合物色谱填料，得到洗脱液D，将洗脱液D浓缩至固形物质量百分含量为50%即为过柱原料；

5)利用有机溶剂与醇的混合液对过柱原料进行梯度洗脱（高效液相色谱分离），得到纯化洗脱液；15℃冷却结晶，晶种（如小晶体甜菜碱）加入量为纯化洗脱液质量的O．2～0．5％，养晶时间为6h，溶析剂(甲醇与仲丁醇按体积比5：7混合后获得的滴加速率为0.75m L-min^-1，搅拌速率为250rpm，即获得天然甜菜碱。

进一步，本发明所述天然甜菜碱的分离纯化方法中，步骤1）所加水的质量为原料质量的20%-40%。

进一步，本发明所述天然甜菜碱的分离纯化方法中，步骤1)所加入酶制剂质量为原料质量的1.5-3%.

进一步，本发明所述天然甜菜碱的分离纯化方法中，步骤1)所述酶制剂为木聚糖酶与果胶酶按质量比3：1混合后获得。

进一步，本发明所述天然甜菜碱的分离纯化方法中，步骤3）所述调节提取液A的pH至3.5是指利用质量分数为10％的盐酸溶液将提取液A的pH值调至3.5。

进一步，本发明所述天然甜菜碱的分离纯化方法中，步骤4）所述反相聚合物色谱填料为AB-8大孔树脂或D-101大孔树脂。

进一步，本发明所述天然甜菜碱的分离纯化方法中，步骤3）所述移动床吸附分离装置吸附剂为D101非极性大孔吸附树脂，水洗区为纯水，解吸剂为质量分数为60％的乙醇，树脂吸附再生溶剂为质量分数为3％的氢氧化钠水溶液，吸附区流速1.5BV/h，水洗区流速2BY/h，解吸区流速3BV/h，再生区流速3BV/h，切换时间800S，温度45℃，压力0.3Mpa。

与现有提纯方法相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明对甜菜碱的结晶工艺进行优化，提出新的溶析．冷却结晶工艺。

（2）对个工艺参数进行优化，分别考察溶液组成，结晶温度，搅拌速率等对甜菜碱品质的影响，确定溶析．冷却结晶过程的最佳工艺条件。

具体实施方式