本发明专利技术涉及单宁降解技术，公开了一种连续生产鞣花酸的方法及装置。连续生产鞣花酸的方法包括以下步骤：将单宁酶经多巴胺涂层固定后，与含有单宁的底物溶液进行接触。连续生产鞣花酸的装置包括硅胶管、用于将含有鞣花酸的底物输送至所述硅胶管内的注射器、用于驱动所述注射器的恒流泵和用于收集所述硅胶管内的反应产物的产物收集器，所述硅胶管的内腔表面形成为固定有单宁酶的多巴胺涂层，所述硅胶管的一端与所述注射器连接、另一端与所述产物收集器连接。本发明专利技术提供的方法和装置能够实现连续、高效地生产鞣花酸。高效地生产鞣花酸。高效地生产鞣花酸。
【技术实现步骤摘要】
连续生产鞣花酸的方法及装置
[0001]本专利技术涉及单宁降解技术，具体地，涉及一种连续生产鞣花酸的方法及装置。
技术介绍
[0002]鞣花酸的植物来源多是五倍子，但五倍子是动物的虫瘿，虽属于中药但是仅限于外用，其产生的花酸不能用于食品添加剂。石榴皮中含有大量的鞣花酸前体，如安石榴苷、鞣花单宁等，经水解可生产鞣花酸，进而实现利用废物资源来生产制备鞣花酸。由此，探索由石榴皮到鞣花酸的绿色高效降解途径成为资源利用的一个热点研究领域。
[0003]目前，对石榴皮的降解主要有化学酸水解、酶催化反应降解法和微生物发酵降解法，其中，化学酸水解法通常应用硫酸、盐酸等对单宁提取液进行水解，鞣花酸纯度在20％
‑
40％，具有较高的产率和纯度，但对设备的抗腐蚀能力要求很高，存在反应时间长、反应条件剧烈、设备腐蚀、污水难以处理、区域选择性差等确定；酶催化反应降解法反应条件温和、选择性高且产物稳定性好，但是存在着溶剂对底物溶解、溶剂极性对酶活抑制等制约，且不能反复利用、易失活；微生物发酵降解法制备鞣花酸，主要过程分为液态发酵产酶阶段和酶促转化阶段，此法过程繁琐，酶促转化条件要求严格，不易控制，且产物分离纯化困难。此外，现有石榴皮的降解方法均不能实现连续生产，只能进行间歇性的生产。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种连续生产鞣花酸的方法和装置，能够实现连续、高效地生产鞣花酸。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种连续生产鞣花酸的方法，包括以下步骤：将单宁酶经多巴胺涂层固定后，与含有单宁的底物溶液进行接触。
[0006]优选地，所述多巴胺涂层的制备方法包括：将硅胶表面进行氨基化处理后得到氨基化硅胶，利用含有多巴胺的固定溶液对所述氨基化硅胶进行修饰。
[0007]优选地，所述氨基化处理的过程包括：将所述硅胶的表面与氨基化溶液进行接触、孵育后，再将所述硅胶进行冲洗、干燥得到所述氨基化硅胶。
[0008]优选地，所述氨基化溶液采用体积分数为5
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15％的3
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氨基丙基三甲氧基硅烷
‑
乙醇溶液，所述固定溶液中多巴胺的含量为0.5
‑
1.5mg/mL，所述冲洗采用低级有机醇；
[0009]所述孵育的条件至少满足：温度为50
‑
70℃、时间为2
‑
4h，所述干燥的条件至少满足：温度为110
‑
140℃、时间为0.5
‑
1.5h。
[0010]优选地，相对于表面积为1cm2的所述硅胶，所述3
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氨基丙基三甲氧基硅烷的用量为20
‑
25μL，所述多巴胺的用量为300
‑
340μg，所述单宁酶的用量为50
‑
320μg。
[0011]优选地，所述含有单宁的底物溶液为石榴皮的乙醇提取液；所述单宁酶以单宁酶
‑
水溶液的形式进行所述固定，所述单宁酶
‑
水溶液中单宁酶的浓度为0.5
‑
3mg/mL；所述固定的条件至少满足：温度为20
‑
30℃、时间为8
‑
12h。
[0012]优选地，所述接触的条件至少满足：温度为40
‑
55℃、时间为20
‑
45min。
[0013]本专利技术第二方面提供一种连续生产鞣花酸的装置，包括硅胶管、用于将含有鞣花酸的底物输送至所述硅胶管内的注射器、用于驱动所述注射器的恒流泵和用于收集所述硅胶管内的反应产物的产物收集器，所述硅胶管的内腔表面形成为固定有单宁酶的多巴胺涂层，所述硅胶管的一端与所述注射器连接、另一端与所述产物收集器连接。
[0014]优选地，所述恒流泵的流速为0.5
‑
100μL/min，所述硅胶管的内径为0.2
‑
0.5mm、长度为0.4
‑
0.6m。
[0015]优选地，该装置还包括恒温箱，所述硅胶管位于所述恒温箱内。
[0016]通过上述技术方案，本专利技术的有益效果为：
[0017]本专利技术提供的连续生产鞣花酸的方法，采用多巴胺涂层固定单宁酶，对底物溶液中的单宁进行催化降解，多巴胺具有高效的酶负载率和载体吸附性，且作为温和材料，其营造的微环境对单宁酶具有保护作用，对单宁酶实现高效、安全的固定，单宁酶经固定化后可显著提高其催化活性的稳定性和重复利用度，以能够对单宁降解进行高效、连续的催化，以实现利用石榴皮连续、高效地生产高纯度的鞣花酸；该方法绿色环保、无污染。
[0018]本专利技术提供的连续生产鞣花酸的装置，形成固定化单宁酶催化单宁降解的微流控反应器，不仅能够实现连续催化反应，而且绿色、高效，以能够进行模拟放大，具备工业化前景。
附图说明
[0019]图1是本专利技术中连续生产鞣花酸的装置的一种具体实施方式的结构示意图；
[0020]图2是实施例1中固定化单宁酶和游离单宁酶的酶相对活性与使用次数的关系图。
[0021]附图标记说明
[0022]1注射器
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2硅胶管
[0023]3产物收集器
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4固定化单宁酶
具体实施方式
[0024]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0025]第一方面，本专利技术提供一种连续生产鞣花酸的方法，包括以下步骤：将单宁酶经多巴胺涂层固定后，与含有单宁的底物溶液进行接触。
[0026]本专利技术中，单宁酶经多巴胺涂层固定可以采用常规的固定化酶的制备方法；底物溶液中含有的单宁能够经相应的单宁酶催化降解成鞣花酸，所述接触的过程为单宁酶催化单宁进行降解反应的过程；该方法还包括将多巴胺涂层固定单宁酶后，利用柠檬酸钠溶液进行冲洗；该方法还包括将接触得到的反应产物进行纯化处理，得到高纯度的鞣花酸。
[0027]根据本专利技术，所述多巴胺涂层的制备方法包括：将硅胶表面进行氨基化处理后得到氨基化硅胶，利用含有多巴胺的固定溶液对所述氨基化硅胶进行修饰。专利技术人发现，在该优选的具体实施方式下，有利于提高多巴胺涂层对单宁酶的固定效率和固定稳定性。
[0028]根据本专利技术，利用含有多巴胺的固定溶液对所述氨基化硅胶进行修饰的温度为
40
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60℃，具体可以为40℃、45℃、50℃、55℃、60℃，或者上述两个值之间的任意值。所述修饰后可以对经修饰的硅胶进行冲洗，例如可以采用Tris
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HCl缓冲液以流速5本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种连续生产鞣花酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：将单宁酶经多巴胺涂层固定后，与含有单宁的底物溶液进行接触。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多巴胺涂层的制备方法包括：将硅胶表面进行氨基化处理后得到氨基化硅胶，利用含有多巴胺的固定溶液对所述氨基化硅胶进行修饰。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述氨基化处理的过程包括：将所述硅胶的表面与氨基化溶液进行接触、孵育后，再将所述硅胶进行冲洗、干燥得到所述氨基化硅胶。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述氨基化溶液采用体积分数为5
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15％的3
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氨基丙基三甲氧基硅烷
‑
乙醇溶液，所述固定溶液中多巴胺的含量为0.5
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1.5mg/mL，所述冲洗采用低级有机醇；所述孵育的条件至少满足：温度为50
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70℃、时间为2
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4h，所述干燥的条件至少满足：温度为110
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140℃、时间为0.5
‑
1.5h。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，相对于表面积为1cm2的所述硅胶，所述3
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氨基丙基三甲氧基硅烷的用量为20
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25μL，所述多巴胺的用量为300
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340μg，所述单宁酶的用量为50
‑
...
【专利技术属性】
技术研发人员：韦智匀，曹家南，齐雅雯，焦若瑜，魏一平，邢璐，黄和，宋萍，徐晴，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：
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