一种蒜氨酸提取工艺优化方法技术

本发明专利技术提供一种蒜氨酸提取工艺优化方法，涉及化合物提取技术领域，包括如下步骤：S1.大蒜的预处理；S2.提取分离：将储罐中的溶剂通过离心泵导入提取罐中，密封储罐，调节减压阀，打开氮气瓶的第一阀门通过向提取罐中充入氮气达到设定压力后进行保压提取，打开第二阀门排出提取液；S3.浓缩结晶：将提取液倒入减压蒸馏浓缩罐中，将浓缩液使用超滤膜过滤除去胶状物，将过滤液通过离子交换柱进行纯化；S4.溶剂的回收：减压蒸馏浓缩罐中的溶剂注入精馏塔中，精馏后得到95％乙醇并收集；S5.洗脱液的处理：经过减压蒸馏浓缩罐减压蒸馏后的洗脱液进行中和反应后，进行收集或排入下水道。本发明专利技术化学污染小，操作方便，成本低，效率高，提取率高，再现性好。

An optimization method of allicin extraction process

【技术实现步骤摘要】
一种蒜氨酸提取工艺优化方法
本专利技术属于化合物提取
，本专利技术涉及一种蒜氨酸提取工艺优化方法。
技术介绍
蒜氨酸，是一种非蛋白类含硫氨基酸是大蒜中主要生物活性物质之一，大约占大蒜干重的0.6％-2％是大蒜素的前体物质。极易溶解在水中，不溶于纯无水乙醇、丙酮、氯仿、乙醚和苯，以稀丙酮和乙醇结晶可得到白色针簇状结晶。现代医学研究证实,以蒜氨酸为代表的含硫氨基酸具有独特的药理活性。长期服用在降血脂、提高身体免疫力、杀菌、抑菌、抗感冒、抗衰老、促进血液循环、防癌抗癌等方面功效显著。它对危害人类的多种病原菌有抑杀作用,是天然的植物杀菌素,对不少细菌性、真菌性和原虫性感染,均有治疗和预防价值。蒜氨酸分子式为C6H11NO3S，分子量:177.2214，等电点：PI＝4.86，熔点：163℃-165℃，色泽：以稀丙酮或乙醇溶解，可以得到白色针簇状晶体。蒜氨酸具有特殊的药理活性，在抗癌，降脂，抗血栓等方面都有显著的功效。然而，纯品蒜氨酸的提取技术条件苛刻,难度较大，所以高纯度蒜氨酸制品和高纯药用蒜氨酸具有极高的商业价值。蒜氨酸现有的蒜氨酸合成提取办法存在各种不足，化学合成法不仅存在有化学污染，产品成本较高，而且与天然的蒜氨酸有较大区别。细胞组织培养法成本很高，且仅适用于实验室研究。传统蒜氨酸提取报告，利用高温或者微波灭酶，之后再经过溶剂浸提，柱层析、重结晶提纯得到蒜氨酸纯品，然而该法成本较高，提取率低，使用有机溶剂会造成溶剂残留难以在医药中间体普遍应用。因此，急需一种化学污染小，操作方便，成本低，效率高，提取率高，再现性好的蒜氨酸提取工艺优化方法。
技术实现思路
为了解决现有一种蒜氨酸提取工艺优化问题，本专利技术提供一种蒜氨酸提取工艺优化方法。本专利技术提供了如下的技术方案：一种蒜氨酸提取工艺优化方法，包括如下步骤：S1.大蒜的预处理：将大蒜瓣去皮，用刀片沿纵向剖成两半，立即使用纯净水洗去大蒜切口处的流出液；S2.提取分离：将大蒜于干燥洁净处放置15min后倒入提取罐中，将储罐中的溶剂通过离心泵导入提取罐中，密封储罐，调节减压阀，打开氮气瓶的第一阀门通过向提取罐中充入氮气10min对提取罐中的空气进行置换，关闭第一阀门，氮气持续充入对提取罐的内部进行加压，达到设定压力后进行保压提取，打开第一阀门使提取罐内外的压力相同后，打开第二阀门排出提取液；S3.浓缩结晶：将提取液倒入减压蒸馏浓缩罐中，在50℃的温度下进行减压蒸馏，当提取液的剩余量为蒸发前的三分之一时得到浓缩液，将浓缩液使用超滤膜过滤除去胶状物，将过滤液通过离子交换柱进行纯化，过滤液中的蒜氨酸可吸附到阳离子树脂上，通过洗脱液将蒜氨酸洗脱并进行收集，将含有蒜氨酸的洗脱液通过减压蒸馏浓缩罐进行减压蒸馏得到蒜氨酸粗品，将蒜氨酸粗品进行重结晶得到蒜氨酸纯品；S4.溶剂的回收：减压蒸馏浓缩罐中的溶剂的主要成分为乙醇和水，将溶剂注入精馏塔中，精馏后得到95％乙醇并收集；S5.洗脱液的处理：经过减压蒸馏浓缩罐减压蒸馏后的洗脱液的主要成分是水，使用酸溶液或碱溶液对其进行中和反应后，进行收集或排入下水道。优选的,步骤S2中，储罐中的溶剂为70％乙醇，关闭第一阀门，氮气持续充入对提取罐的内部进行加压，达到设定压力0.6MPa后进行保压提取120min。优选的,提取罐的底部设有出液管，出液管的内部设有滤网，第二阀门设于滤网的上方。优选的,将提取处理完的大蒜倒入装有70％乙醇的打浆机中进行充分打浆，打浆完毕后在室温、氮气压力0.6MPa的条件下加压提取120min，使用阳离子树脂纯化。优选的,步骤S3中将无水乙醇加入到蒜氨酸粗品中，放置30min进行重结晶后过滤，得到的固体物质使用水进行溶解，再加入无水乙醇放置30min，过滤得到重结晶产物即为蒜氨酸纯品。本专利技术的有益效果是：使用乙醇溶剂化学污染小，有机溶剂残留量小；无需细胞组织培养等步骤，操作方便，成本低，效率高，提取率高，再现性好，适合在医药中间体普遍应用。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1蒜氨酸产量与乙醇浓度的曲线图；图2蒜氨酸产率随压力变化趋势图；图3蒜氨酸产率时间变化的趋势图；图4是蒜氨酸溶液的标准曲线；图5是蒜氨酸标准样品的HPLC谱图；图6是提取的蒜氨酸纯品溶液的谱图；图7是蒜氨酸样品的MS谱图；图8是蒜氨酸标准品的1HNMR图；图9是蒜氨酸提取产物的1HNMR图；图10是蒜氨酸标准品紫外吸收谱图；图11是蒜氨酸样品的紫外吸收谱图；图12是蒜氨酸终产品的红外光谱图；图13是蒜氨酸终产品的热重谱图。具体实施方式实施例1蒜氨酸在细胞质中，细胞质由细胞膜保护并控制进行物质交换。蒜氨酸酶在液泡的水溶液中，对完整的细胞，液泡膜把蒜氨酸酶和细胞质中的蒜氨酸隔开，一旦细胞遭到动物啃食或细菌侵蚀，受到损伤，液泡膜破裂，两者接触，蒜氨酸立即酶解，释放出辣味蒜素，防止动物啃食，蒜素是广谱抗菌剂，能杀死细菌，是一种自我保护机制。所以提取蒜氨酸时不能大面积损伤细胞，大蒜瓣只剖成两半，不能打浆，切口部位立即用超纯水洗净，防止蒜氨酸酶残留。溶剂种类的选择分别选用乙醇、丙酮和水作溶剂，准确称量200g大蒜，切片洗净，放入提取罐中，加入400mL溶剂，在0.6MPa下和室温下提取2.0h，提取液用10000r/min离心机离心10min，取其上清液，利用HPLC法测蒜氨酸含量。结果显示：在0.1-0.7MPa的压力范围和0.5-2.5h的时间范围内，溶剂为乙醇时，从提取罐中排出的提取液达到420mL，这表明细胞中的部分细胞液和水分从细胞中流失进入溶剂中，造成细胞脱水，大蒜瓣变得透明，蒜氨酸等成分随水分从大蒜中扩散到乙醇溶剂中，这是在压力作用下单向显著扩散的结果，是提取蒜氨酸的基本原理。但是，当溶剂选用水或丙酮时，丙酮提取蒜氨酸的量小，提取效率低，而水不能提取大蒜中的蒜氨酸，提取率不理想，乙醇不仅能有效地提取目标化合物，而且能迅速使蒜氨酸酶失活，防止蒜氨酸酶解，因此是首选的溶剂。当细胞处于乙醇和丙酮的环境中，溶剂变成了乙醇和丙酮，细胞中的水分、蒜氨酸等细胞质变成了溶质，由于渗透压的作用，细胞中的水会向溶剂一侧扩散，蒜氨酸等水溶性物质会随之扩散，用有机溶剂提取蒜氨酸可行。表1和表2分别列出了25℃,1.013bar压力下，水、乙醇和丙酮的部分热力学和传递物性，从物性分析乙醇能使细胞质有效扩散出来的效果好于丙酮可能的原因。表1水、乙醇和丙酮的部分热力学注：Cp：定压比热；FUG:fugacity逸度；G:freeenergy自由能；H：enthalpy焓；S：Entropy熵；U:internalenergy内能。表2水、乙醇和丙酮的传递物性...

【技术保护点】
1.一种蒜氨酸提取工艺优化方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1.大蒜的预处理：将大蒜瓣去皮，用刀片沿纵向剖成两半，立即使用纯净水洗去大蒜切口处的流出液；/nS2.提取分离：将大蒜于干燥洁净处放置15min后倒入提取罐中，将储罐中的溶剂通过离心泵导入提取罐中，密封储罐，调节减压阀，打开氮气瓶的第一阀门通过向提取罐中充入氮气10min对提取罐中的空气进行置换，关闭第一阀门，氮气持续充入对提取罐的内部进行加压，达到设定压力后进行保压提取，打开第一阀门使提取罐内外的压力相同后，打开第二阀门排出提取液；/nS3.浓缩结晶：将提取液倒入减压蒸馏浓缩罐中，在50℃的温度下进行减压蒸馏，当提取液的剩余量为蒸发前的三分之一时得到浓缩液，将浓缩液使用超滤膜过滤除去胶状物，将过滤液通过离子交换柱进行纯化，过滤液中的蒜氨酸可吸附到阳离子树脂上，通过洗脱液将蒜氨酸洗脱并进行收集，将含有蒜氨酸的洗脱液通过减压蒸馏浓缩罐进行减压蒸馏得到蒜氨酸粗品，将蒜氨酸粗品进行重结晶得到蒜氨酸纯品；/nS4.溶剂的回收：减压蒸馏浓缩罐中的溶剂的主要成分为乙醇和水，将溶剂注入精馏塔中，精馏后得到95％乙醇并收集；/nS5.洗脱液的处理：经过减压蒸馏浓缩罐减压蒸馏后的洗脱液的主要成分是水，使用酸溶液或碱溶液对其进行中和反应后，进行收集或排入下水道。/n...

【技术特征摘要】
1.一种蒜氨酸提取工艺优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.大蒜的预处理：将大蒜瓣去皮，用刀片沿纵向剖成两半，立即使用纯净水洗去大蒜切口处的流出液；
S2.提取分离：将大蒜于干燥洁净处放置15min后倒入提取罐中，将储罐中的溶剂通过离心泵导入提取罐中，密封储罐，调节减压阀，打开氮气瓶的第一阀门通过向提取罐中充入氮气10min对提取罐中的空气进行置换，关闭第一阀门，氮气持续充入对提取罐的内部进行加压，达到设定压力后进行保压提取，打开第一阀门使提取罐内外的压力相同后，打开第二阀门排出提取液；
S3.浓缩结晶：将提取液倒入减压蒸馏浓缩罐中，在50℃的温度下进行减压蒸馏，当提取液的剩余量为蒸发前的三分之一时得到浓缩液，将浓缩液使用超滤膜过滤除去胶状物，将过滤液通过离子交换柱进行纯化，过滤液中的蒜氨酸可吸附到阳离子树脂上，通过洗脱液将蒜氨酸洗脱并进行收集，将含有蒜氨酸的洗脱液通过减压蒸馏浓缩罐进行减压蒸馏得到蒜氨酸粗品，将蒜氨酸粗品进行重结晶得到蒜氨酸纯品；
S4.溶剂的回收：减压蒸馏浓缩罐中的溶剂的主要成分为乙醇和水，将溶剂注入精馏塔中，精馏后得到95％乙醇并收集；

【专利技术属性】
技术研发人员：于桂琴，常彦龙，刘相，黄国生，董翔，牛雁宁，万元，蒋伟，李静，
申请(专利权)人：兰州大学，兰州大学淮安高新技术研究院，江苏星源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62