一種利用核桃仁合成l-瓜氨酸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種利用核桃仁合成L-瓜氨酸的方法，屬于化工合成領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]L-瓜氨酸是一種非蛋白氨基酸，分子式C6H13N303、分子量175.19、恪點(diǎn)216?218°C，為無色柱狀結(jié)晶，能溶于水，不溶于甲醇和乙醇。瓜氨酸最初是從西瓜中提取而來，所以命名為瓜氨酸。L-瓜氨酸具有很多重要的生理功能如清除自由基、異體排斥效應(yīng)指示劑、血管舒張作用、穩(wěn)定血壓以及診斷類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、抗氧化等；此外，它還有著非常顯著的恢復(fù)精力和提高人體免疫力的作用。近年來L-瓜氨酸在食品、化妝品和藥物等領(lǐng)域越來越來受到重視，具有廣泛的開發(fā)應(yīng)用前景。
[0003]目前L-瓜氨酸的生產(chǎn)方法主要有植物提取法、酶轉(zhuǎn)化法、發(fā)酵法和化學(xué)合成法。
[0004]植物提取法由于植物中瓜氨酸的含量較低，并且受到季節(jié)、產(chǎn)地等因素的影響，提取瓜氨酸的成本較高，不利于大規(guī)模發(fā)展；化學(xué)合成法是在堿性條件下水解L-精氨酸得L-瓜氨酸，產(chǎn)品中含有旋光對映體D-瓜氨酸，其影響產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量廢水，污染環(huán)境；發(fā)酵法是以葡萄糖為原料，利用微生物菌株發(fā)酵生產(chǎn)L-瓜氨酸，其具有原料來源廣泛、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品純度高的特點(diǎn)，但高產(chǎn)菌株的選育還需要進(jìn)一步的研究；酶轉(zhuǎn)化法是利用微生物菌體中的精氨酸脫亞胺酶催化L-精氨酸轉(zhuǎn)化生成L-瓜氨酸，該方法生產(chǎn)工藝簡單、產(chǎn)物濃度高，是一種生產(chǎn)瓜氨酸的最重要的方法。在L-瓜氨酸的生產(chǎn)成本構(gòu)成中，分離純化等下游工序的成本占有相當(dāng)大的比例，因此，如何采用高效的分離技術(shù)是目前L-瓜氨酸生產(chǎn)中需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題:針對目前化學(xué)合成L-瓜氨酸是在堿性條件下水解L-精氨酸得L-瓜氨酸，產(chǎn)品中含有旋光對映體D-瓜氨酸，其影響產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量廢水，污染環(huán)境的問題，提供了一種利用核桃仁合成L-瓜氨酸的方法，本發(fā)明將核桃仁進(jìn)行提取過濾，在過濾液中加入尿素、二氯四氨絡(luò)合銅和碳酸鈉，用混合氣體進(jìn)行密封保護(hù)，離心過濾在過濾物加入鹽酸溶液，攪拌后加入硫化亞鐵，微波攪拌后加入硅藻土進(jìn)行過濾，調(diào)節(jié)PH值后用陰離子交換樹脂交換吸附，用氨水洗脫，洗脫液減壓蒸餾，乙醇洗滌結(jié)晶即可，本發(fā)明用采用離子交換法和結(jié)晶沉淀法，合成的L-瓜氨酸的純度為98%以上，收率達(dá)到89%以上，而且生產(chǎn)過程不會產(chǎn)生廢水污染環(huán)境，綠色環(huán)保，生產(chǎn)工藝簡單，成本低。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(1)取200?300g核桃仁放在粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過篩得120?160目的顆粒物，將所得的可以放入容器中，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60?70%的乙醇溶液浸泡顆粒物，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%的氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為8.0?9.0，在溫度為45?60°C下，攪拌I?2h后過濾，收集過濾液，如此對核桃仁粉末提取I?3次，合并過濾液；
(2)將上述所得的過濾液放入陶瓷膜過濾器中進(jìn)行過濾，收集過濾物，將所得的過濾物放入容器中，向其中分別加入10?20g尿素、20?25g 二氯四氨絡(luò)合銅及12?18g碳酸鈉，使用混合氣體對容器進(jìn)行密封保護(hù)，在溫度為50?60°C下，攪拌直至無沉淀產(chǎn)生，然后放入離心機(jī)中進(jìn)行離心分離，收集離心物，所述混合氣體為氖氣、氦氣和氮?dú)獍大w積比1:1:8混合而成；
(3)將上述所得的過濾物放入容器中，向其中加入110?150mL的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸溶液，攪拌使過濾物完全溶解，然后再向其中加入10?15g的硫化亞鐵，將容器置于280?350W的微波下，攪拌20?40min后，向其中加入20?40gl00?120目的硅藻土，靜置20?30min后，過濾；
(4)收集上述過濾后的過濾液，使用截留量500?1000納濾膜進(jìn)行過濾，收集透過液放入容器中，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的鹽酸溶液調(diào)節(jié)4.0?5.0，在15?20°C下進(jìn)行陰離子交換樹脂吸附，使用去離子水進(jìn)行洗滌樹脂，收集洗滌液，然后再使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的氨水進(jìn)行洗脫，收集洗脫液；
(5)合并上述兩次所收集的洗脫液放入容器中，通過減壓濃縮至洗脫液體積的1/3，然后使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為9.0?10.0，在溫度為O?3°C下，靜置20?24h，過濾收集過濾，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的乙醇溶液沖洗2?3次，將過濾物放入風(fēng)干機(jī)中風(fēng)干即可。
[0007]本發(fā)明的應(yīng)用方法:將本發(fā)明合成的L-瓜氨酸可以應(yīng)用在食品、化妝品和藥物等領(lǐng)域中，有清除自由基、異體排斥效應(yīng)指示劑、血管舒張作用、穩(wěn)定血壓以及診斷類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、抗氧化等作用；本發(fā)明合成的L-瓜氨酸的純度為98?99%，收率達(dá)到89%以上。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明用采用離子交換法和結(jié)晶沉淀法，合成的L-瓜氨酸的純度為98%以上、收率達(dá)到89%以上；
(2)本發(fā)明生產(chǎn)過程不會產(chǎn)生廢水污染環(huán)境，綠色環(huán)保，生產(chǎn)工藝簡單，成本低。
【具體實(shí)施方式】
[0009]首先取200?300g核桃仁放在粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過篩得120?160目的顆粒物，將所得的可以放入容器中，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60?70%的乙醇溶液浸泡顆粒物，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%的氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為8.0?9.0，在溫度為45?60°C下，攪拌I?2h后過濾，收集過濾液，如此對核桃仁粉末提取I?3次，合并過濾液；將所得的過濾液放入陶瓷膜過濾器中進(jìn)行過濾，收集過濾物，將所得的過濾物放入容器中，向其中分別加入10?20g尿素、20?25g 二氯四氨絡(luò)合銅及12?18g碳酸鈉，使用混合氣體對容器進(jìn)行密封保護(hù)，在溫度為50?60°C下，攪拌直至無沉淀產(chǎn)生，然后放入離心機(jī)中進(jìn)行離心分離，收集離心物，所述混合氣體為氖氣、氦氣和氮?dú)獍大w積比1:1:8混合而成；將所得的過濾物放入容器中，向其中加入110?150mL的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸溶液，攪拌使過濾物完全溶解，然后再向其中加入10?15g的硫化亞鐵，將容器置于280?350W的微波下，攪拌20?40min后，向其中加入20?40gl00?120目的娃藻土，靜置20?30min后，過濾；收集過濾后的過濾液，使用截留量500?1000納濾膜進(jìn)行過濾，收集透過液放入容器中，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的鹽酸溶液調(diào)節(jié)4.0?5.0，在15?20°C下進(jìn)行陰離子交換樹脂吸附，使用去離子水進(jìn)行洗滌樹脂，收集洗滌液，然后再使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25 %的氨水進(jìn)行洗脫，收集洗脫液；合并兩次所收集的洗脫液放入容器中，通過減壓濃縮至洗脫液體積的1/3，然后使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為9.0?10.0，在溫度為O?3°C下，靜置20?24h，過濾收集過濾，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的乙醇溶液沖洗2?3次，將過濾物放入風(fēng)干機(jī)中風(fēng)干即可。
[0010]實(shí)例I
首先取200g核桃仁放在粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過篩得120目的顆粒物，將所得的可以放入容器中，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的乙醇溶液浸泡顆粒物，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%的氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH為8.0，在溫度為45°C下，攪拌Ih后過濾，收集過濾液，如此對核桃仁粉末提取I次，合并過濾液；將所得的過濾液放入陶瓷膜過濾器中進(jìn)行過濾，收集過濾物，將所得的過濾物放入容器中，向其中分別加入1g尿素、20g二氯四氨絡(luò)合銅及12g碳酸鈉，使用混合氣體對容器進(jìn)行密封保護(hù)，在溫度為50°C下，攪拌直至無沉淀產(chǎn)生，然后放入離心機(jī)中進(jìn)行離心分離，收集離心物，所述混合氣體為氖氣、氦氣和氮?dú)獍大w積比1:1:8混合而成；將所得的過濾物放入容器中，向其中加入IlOmL的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸溶液，攪拌使過濾物完全溶解，然后再向其中加入1g