一种从苹果酸钙溶液中提取生产苹果酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种从苹果酸钙溶液中提取生产苹果酸的方法，该方法包括以下步骤：(1)以发酵法或酶转化法生产苹果酸所得的含苹果酸钙的发酵液为原料，加入硫酸进行酸解，去除不溶物，收集含苹果酸的溶液；(2)将步骤(1)所得含苹果酸的溶液通入阳离子交换树脂，得去阳离子溶液；(3)将步骤(2)所得去阳离子溶液通入阴离子交换树脂，苹果酸吸附于树脂上，用洗涤剂进行洗涤，再加入稀硫酸进行解析，收集苹果酸解析液。本发明专利技术提供的方法具有工艺简单、操作方便、收率高、产品质量高等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种从苹果酸钙溶液中提取生产苹果酸的方法
本专利技术属于食品化工领域，具体涉及一种从苹果酸钙溶液中提取生产苹果酸的方法。
技术介绍
苹果酸，又名2-羟基丁二酸，由于分子中有一个不对称碳原子，有两种立体异构体。大自然中，以三种形式存在，即D-苹果酸、L-苹果酸和其混合物DL-苹果酸。苹果酸为白色结晶体或结晶状粉末，有较强的吸湿性，易溶于水、乙醇。有特殊愉快的酸味。苹果酸主要用于食品工业，是一种优良的酸味剂和保鲜剂。同时在临床医药、日化保健、化学工业和建筑业上也有重要应用。目前其生产方法有化学合成法、发酵法和酶法生产工艺。化学合成法投资大，技术要求高，合成的产品是DL-苹果酸。发酵法和酶转化法制备的苹果酸钙稀溶液，当前仍无法对其中糖、蛋白等杂质实现有效分离。发酵液中提取苹果酸常用的方法有酸解法和有机溶剂萃取法。现有的酸解工艺，工艺步骤复杂，产品纯度低、收率低。常规有机溶剂萃取法存在其反萃困难，产品纯度低，溶剂残留等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有苹果酸生产所得产物中糖、蛋白等杂质分离困难、收率低问题，提出了一种从苹果酸钙溶液中提取生产苹果酸的方法，提高了产品质量与收率。具体而言，本专利技术提供的方法包括如下步骤：(1)以发酵法或酶转化法生产苹果酸所得的含苹果酸钙的发酵液为原料，加入硫酸进行酸解，去除不溶物，收集含苹果酸的溶液；(2)将步骤(1)所得含苹果酸的溶液通入阳离子交换树脂，得去阳离子溶液；(3)将步骤(2)所得去阳离子溶液通入阴离子交换树脂，苹果酸吸附于树脂上，用洗涤剂进行洗涤，再加入稀硫酸进行解析，收集苹果酸解析液。本专利技术提供的方法所针对的待提取原料，为采用本领域常规发酵法或酶转化法生产L-苹果酸所得的发酵液。一般而言，所述发酵液中含有大量的苹果酸钙，以及大量的糖、蛋白质等杂质。本专利技术所述苹果酸是指L-苹果酸。本专利技术提供的方法中，步骤(1)的目的是通过加入硫酸将发酵法或酶转化法制备的发酵液酸解，主要是去除发酵液中以苹果酸钙形式存在的钙离子，从而得到硫酸钙固体，以及含有苹果酸的溶液。本专利技术加入硫酸酸解后溶液的pH值优选为1.2～3.5，更优选为2.0～2.6；所述酸解温度优选为30～90℃，更优选为60～85℃。酸解所得的溶液含有大量固体硫酸钙，通过过滤方法去除后，即可获得含苹果酸的溶液。为了提高最终的分离效果，本专利技术在步骤(2)进一步去混合溶液中的阳离子、尤其是钙离子，将含苹果酸的溶液与阳离子交换树脂(可选用苯乙烯系或丙烯酸系阳离子交换树脂)接触，从而得到含苹果酸的稀溶液。充分去除钙离子后，本专利技术步骤(3)将含苹果酸的溶液通入阴离子交换树脂(可选用类苯乙烯系或丙烯酸系阴离子交换树脂)，使苹果酸与阴离子交换树脂充分吸附，依据阴离子交换树脂对苹果酸与糖、蛋白等杂质亲和力的差异，使得稀溶液中苹果酸与糖、蛋白等杂质达到分离。为了确保在目标物质的充分吸附的同时减少杂质的吸附，本专利技术对吸附过程中涉及的参数进行优选。其中，吸附流速优选为0.5～3.5BV/h(柱体积/小时)，更优选为1.5～2.0BV/h；吸附温度优选为10～70℃，更优选为20-50℃。由于在吸附过程中，离子交换树脂上可能残留有少量杂质，为了将残留杂质充分去除，步骤(3)采用洗涤剂对吸附饱和树脂柱进行洗涤。所述洗涤剂可选用软水或苹果酸解析液，优选为苹果酸解析液，此处苹果酸解析液可以采用本步骤最终所得苹果酸解析液，实现其循环再利用。所述洗涤的温度优选为20～70℃，更优选为30～60℃。为了确保将吸附在树脂上的苹果酸充分解析，使苹果酸在解析液中充分富集，本专利技术对解析过程中涉及的参数进行优选。其中，解析液稀硫酸的浓度为0.5～15％，优选为2.0～8.0％，进一步优选为2.5～5.0％；解析流速优选为0.5～3.5BV/h，更优选为1.5～2.0BV/h；解析温度优选为20～70℃，更优选为30～50℃。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以相互组合，得到具体实施方式。作为本专利技术的一种优选方案，所述方法包括如下具体步骤：(1)以发酵法或酶转化生产苹果酸所得的含有苹果酸钙的发酵液为原料，加热到60～85℃，添加硫酸酸解至体系pH为2.0～2.6，过滤分离，收集含苹果酸的溶液；(2)将步骤(1)所得含苹果酸的溶液通入阳离子交换树脂，去除阳离子；(3)将步骤(2)所得去阳离子溶液按1.5～2.0BV/h通入阴离子交换树脂柱与树脂充分吸附，然后用纯水或苹果酸解析液对吸附树脂进行洗涤，最后按1.5～2.0BV/h通入浓度2.5～5.0％的稀硫酸1.5～2.0BV进行解析，收集苹果酸解析液。本专利技术提供的方法先在发酵液中加入硫酸进行酸解，充分去除阳离子后得到含苹果酸的稀溶液，再基于阴离子交换树脂对苹果酸与糖、蛋白等杂质的亲和力差异，实现苹果酸与杂质的分离，最终获得苹果酸解析液。所得苹果酸解析液经本行业常规的精制方法如脱色、阳离子交换、阴离子交换等手段获得纯净的苹果酸溶液，进一步通过浓缩、结晶、分离、烘干获得苹果酸产品。与现有技术相比，本专利技术提供的方法使用了对苹果酸具有选择性强的阴离子交换树脂为吸附介质，使稀溶液中苹果酸与糖、蛋白等杂质达到有效分离，通过稀硫酸解析得到纯净的苹果酸解析液；本专利技术提供的方法所得苹果酸收率高，本专利技术采用树脂吸附的方法对苹果酸稀溶液中的苹果酸进行吸附提纯，提高了苹果酸生产收率；且本专利技术优选采用苹果酸解析液对吸附饱和树脂进行洗涤，提高了解析液质量与浓度。本专利技术提供的方法工艺流程短，操作方便，获得的苹果酸纯度高，且提高了苹果酸收率，降低了生产成本。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的优选实施方式进行详细说明。实施例1本实施例提供了一种提取生产苹果酸的方法，以发酵法生产苹果酸所得的含有苹果酸钙的发酵液37.86kg为原料，所述发酵液中相当于含有苹果酸15.6％(w/w，计算值)，进行如下具体操作：(1)将所述发酵液加热到70℃，添加硫酸酸解至溶液pH为2.2，过滤分离，得到硫酸钙滤饼11.45kg和滤液31.41kg(苹果酸含量18.70％(w/w)；(2)将步骤(1)所得滤液通入苯乙烯系强酸性强酸性阳离子交换树脂，去除阳离子，得到苹果酸去阳离子溶液33.5kg(苹果酸含量17.45％，Ca2+含量15ppm)；(3)将步骤(2)所得去阳离子溶液按1.5BV/h通入丙烯酸系弱碱性阴离子交换树脂柱与树脂充分吸附，然后用1.5BV纯水对吸附树脂进行洗涤，最后用1.5BV浓度3.0％的稀硫酸进行解析，得到苹果酸含量16.36％的苹果酸解析液35.2kg。将上述苹果酸解析液经进常规脱色、离子交换树脂处理，得到苹果酸溶液36.5kg，其中含苹果酸15.54％(w/w)，苹果酸收率96.04％。实施例2本实施例提供了一种提取生产苹果酸的方法，以发酵法生产苹果酸所得的含有苹果酸钙的发酵液32.65kg为原料，所述发酵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从苹果酸钙溶液中提取生产苹果酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)以发酵法或酶转化法生产苹果酸所得的含苹果酸钙的发酵液为原料，加入硫酸进行酸解，去除不溶物，收集含苹果酸的溶液；/n(2)将步骤(1)所得含苹果酸的溶液通入阳离子交换树脂，得去阳离子溶液；/n(3)将步骤(2)所得去阳离子溶液通入阴离子交换树脂，苹果酸吸附于树脂上，用洗涤剂进行洗涤，再加入稀硫酸进行解析，收集苹果酸解析液。/n

【技术特征摘要】
20190702 CN 20191059100631.一种从苹果酸钙溶液中提取生产苹果酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)以发酵法或酶转化法生产苹果酸所得的含苹果酸钙的发酵液为原料，加入硫酸进行酸解，去除不溶物，收集含苹果酸的溶液；
(2)将步骤(1)所得含苹果酸的溶液通入阳离子交换树脂，得去阳离子溶液；
(3)将步骤(2)所得去阳离子溶液通入阴离子交换树脂，苹果酸吸附于树脂上，用洗涤剂进行洗涤，再加入稀硫酸进行解析，收集苹果酸解析液。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)加入硫酸后体系的pH值为1.2～3.5，优选为2.0～2.6。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述酸解的温度为30～90℃，优选为60～85℃。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述吸附的流速为0.5～3.5BV/h，优选为1.5～2.0BV/h。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述吸附的温度为10～70℃，优选为20～50℃。


6...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘声龙，胡富贵，纪传侠，张渊，
申请(专利权)人：安徽丰原发酵技术工程研究有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34