一种从酶催化反应中提取纯化茶氨酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种从酶催化反应中提取纯化茶氨酸的方法，包括以下步骤：(1)将酶催化生成茶氨酸的反应液，经调节pH值、真空抽滤及脱色后得到澄清液；(2)将澄清液过滤得滤液，将滤液蒸干得蒸干物，将蒸干物采用乙醇水溶液进行搅拌萃取，然后热过滤，将滤液蒸干，得到低纯度茶氨酸；(3)将低纯度茶氨酸采用葡聚糖凝胶层析纯化，洗脱液经蒸干，得到粗品茶氨酸；(4)将粗品茶氨酸经重结晶处理后浓缩、干燥，制得精品茶氨酸。该方法使用的溶剂种类少，工艺简单便于操作，适合产业化，得到的茶氨酸的产品的安全性能更高。安全性能更高。

【技术实现步骤摘要】
一种从酶催化反应中提取纯化茶氨酸的方法


[0001]本专利技术属于茶氨酸提取
，具体涉及一种从酶催化反应中提取纯化茶氨酸的方法。

技术介绍

[0002]L
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茶氨酸(L
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theanine)属于酰胺类化合物，分子式为C7H
14
N2O3。大量研究结果表明L
‑
茶氨酸具有多种重要的生理功能，因而被广泛应用于食品、保健品及医药行业中。L
‑
茶氨酸可从茶叶中提取分离，但其仅占茶叶干质量的1％～2％；另外，由于缺乏简便、特异和高效的分离方法，目前报道的从茶叶中提取分离高纯度L
‑
茶氨酸的方法通常涉及耗时、高成本和复杂的操作过程，不利于工业化生产。与此相反，化学法合成L
‑
茶氨酸具有方法简单、成本低、产率高等优点，但是合成的茶氨酸为L
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和D
‑
形式的外消旋混合物，分离技术也很复杂。
[0003]随着生物技术运用在茶氨酸合成上的研究日渐深入，除了基因工程以及发酵工程技术运用到茶氨酸的合成外，酶工程，特别是酶的固定化技术也在这方面有较多研究，这些技术提高了茶氨酸合成的效率。通过生物技术四大工程的结合，将有机会采用更加高效、高质的方法生产茶氨酸。采用生物酶法催化合成的L
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茶氨酸更符合绿色发展理念，生产过程中不涉及有机溶剂，产污环节少，生产工艺大大简化，产品几乎没有溶剂残留，产品更符合大众对健康产品的追求。虽然酶法合成茶氨酸有上述的优点，但是酶法合成反应体系中，除了反应原料外，还含有大量的无机杂质和催化酶(一种或者几种的混合酶)，使得后续纯化茶氨酸的难度非常大，从现有报道的分离方法来看，工艺均比较复杂繁琐，成本较高，不利于工业化的规模生产。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种从酶催化反应中提取纯化茶氨酸的方法，该方法可以去除大量的无机杂质和催化酶，且使用的溶剂种类少，环保，工艺简洁，成本低，茶氨酸回收率高，有利于工业化规模生产。
[0005]本专利技术的上述目的可以通过以下技术方案来实现：一种从酶催化反应中提取纯化茶氨酸的方法，包括以下步骤：
[0006](1)将酶催化生成茶氨酸的反应液，经调节pH值、真空抽滤及脱色后得到澄清液；
[0007](2)将澄清液过滤得滤液，将滤液蒸干得蒸干物，将蒸干物采用乙醇水溶液进行搅拌萃取，然后热过滤，将滤液蒸干，得到低纯度茶氨酸；
[0008](3)将低纯度茶氨酸采用葡聚糖凝胶层析纯化，洗脱液经蒸干，得到粗品茶氨酸；
[0009](4)将粗品茶氨酸经重结晶处理后浓缩、干燥，制得精品茶氨酸。
[0010]在上述从酶催化反应中提取纯化茶氨酸的方法中：
[0011]优选的，步骤(1)中酶催化生成茶氨酸的反应液来源于游离酶液催化合成茶氨酸或者是固定化酶催化合成茶氨酸(酶会脱落进入反应液)，无论哪种方式，除了加入乙胺(或
乙胺盐酸盐)和谷氨酸(或谷氨酸钠)之外均还需要需要加入大量的无机盐和其它辅助试剂(如ATP)。
[0012]举例来说，酶催化生成茶氨酸的反应液比如可以来源于“利用γ
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谷氨酰甲胺合成酶催化合成L
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茶氨酸的研究，天津科技大学硕士论文：朱新雅，2019年6月”中公开的酶催化合成L
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茶氨酸的反应液。
[0013]优选的，步骤(1)中所述酶催化生成茶氨酸的反应液中茶氨酸的浓度为27～30g/L。
[0014]优选的，步骤(1)中采用乙酸或磷酸调节pH值，调节pH值至6～6.5。
[0015]本专利技术中必须用盐酸或磷酸调pH值，原因有以下几个：
[0016](a)茶氨酸在酸性条件下稳定，尤其是加热时；
[0017](b)乙胺盐酸盐在酸性条件下使用醇类溶剂更易除去；
[0018](c)如果用其它酸调节，则会人为地引入其它的酸根离子(盐种类增加)，使体系更加复杂，分离难度加大。
[0019]优选的，步骤(1)中真空抽滤时采用的助剂为硅藻土、珍珠岩或活性炭。
[0020]真空抽滤时，采用助剂可以降低抽滤难度，缩短过滤时间。
[0021]优选的，步骤(1)中脱色时采用的脱色剂为活性炭，脱色温度为70～80℃，脱色时间为4～6h。
[0022]采用活性炭脱色可以脱去酶催化生成茶氨酸的反应液中的色素，无论是用酶液还是固定化酶进行催化，反应过程中必然会导致颜色加深，这里用活性炭是针对酶液或者固定化酶带来的色素均可，色素均为有机物，在活性炭的吸附作用下较明显脱去，如果用其它的脱色方法效果较差，更不能用化学方法，如双氧水等。脱色温度范围最好在70℃～80℃，温度过高回流量大，同时温度太高，活性炭的物理吸附能力会降低，加入的活性炭量就会增加，温度过低，则脱色时间变长，同时还有部分茶氨酸会被活性炭吸附造成损失。
[0023]优选的，步骤(2)中乙醇水溶液萃取时，乙醇水溶液中乙醇的质量百分含量为90～95％，萃取时的温度为70～80℃，蒸干物与乙醇水溶液的质量体积比为1g：10～15mL，萃取时间为6～8h，热过滤温度为50～55℃。
[0024]采用质量百分含量为90～95％的乙醇水溶液萃取可以除去大部分的催化酶，催化酶属于蛋白，在质量百分含量为90～95％的乙醇水溶液的存在下会析出大部分，少量的不会析出的催化酶(比如可溶性的蛋白)在后续的葡萄糖凝胶层析纯化时可以完全除去。
[0025]优选的，步骤(2)中低纯度茶氨酸的质量百分含量为55～65％。
[0026]优选的，步骤(3)中将低纯度茶氨酸先用去离子水溶解，然后采用葡聚糖凝胶层析纯化，其中低纯度茶氨酸与去离子水的用量关系为1g：10～15mL。
[0027]优选的，步骤(3)中葡聚糖凝胶层析所用的柱填料型号为葡聚糖凝胶G
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10或葡聚糖凝胶G
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15，物料(低纯度茶氨酸)质量与填料质量比例为1g：8～10g，洗脱液为去离子水，洗脱速度为1V/2～3h(V为填料湿体积)。
[0028]采用葡聚糖凝胶层析主要是脱盐(比如无机盐)和可溶性的蛋白。
[0029]优选的，步骤(3)中粗品茶氨酸的质量百分含量为80～88％。
[0030]优选的，步骤(4)中将粗品茶氨酸采用乙醇水溶液70～75℃溶解后进行重结晶，乙醇水溶液中乙醇的质量百分含量为80～88％，所述粗品茶氨酸与乙醇水溶液的质量体积关
系为1g：30～40mL，重结晶时析晶温度为20～30℃，时间为10～15h。
[0031]在“乙醇水溶液中乙醇的质量百分含量为80～88％，料液比为1g：30～40mL，析晶温度为20～30℃，时间为10～15h”这个条件进行重结晶，是根据需要除去的残余杂质而定的，如氯化钠，氯化镁，谷氨酸钠，只有在这样的条件时，才不会析出导致氯离子和其它氨基酸含量超标。
[0032]优选的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从酶催化反应中提取纯化茶氨酸的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将酶催化生成茶氨酸的反应液，经调节pH值、真空抽滤及脱色后得到澄清液；(2)将澄清液过滤得滤液，将滤液蒸干得蒸干物，将蒸干物采用乙醇水溶液进行搅拌萃取，然后热过滤，将滤液蒸干，得到低纯度茶氨酸；(3)将低纯度茶氨酸采用葡聚糖凝胶层析纯化，洗脱液经蒸干，得到粗品茶氨酸；(4)将粗品茶氨酸经重结晶处理后浓缩、干燥，制得精品茶氨酸。2.根据权利要求1所述从酶催化反应中提取纯化茶氨酸的方法，其特征在于：步骤(1)中所述酶催化生成茶氨酸的反应液中茶氨酸的浓度为27～30g/L。3.根据权利要求1所述从酶催化反应中提取纯化茶氨酸的方法，其特征在于：步骤(1)中采用乙酸或磷酸调节pH值，调节pH值至6～6.5；步骤(1)中真空抽滤时采用的助剂为硅藻土、珍珠岩或活性炭；步骤(1)中脱色时采用的脱色剂为活性炭，脱色温度为70～80℃，脱色时间为4～6h。4.根据权利要求1所述从酶催化反应中提取纯化茶氨酸的方法，其特征在于：步骤(2)中乙醇水溶液萃取时，乙醇水溶液中乙醇的质量百分含量为90～95％，萃取时的温度为70～80℃，蒸干物与乙醇水溶液的质量体积比为1g：10～15mL，萃取时间为6～8h，热过滤温度为50～55℃。5.根据权利要求1所述从酶催化反应中提取纯化茶氨酸的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜阳吉，许锦雄，王钰佳，曾伟山，林杰，蓝方存，陈胜城，
申请(专利权)人：广东广业清怡食品科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：