专利名称：一种从柠檬酸渣中水解分离氨基葡萄糖盐酸盐的生产工艺的制作方法
技术领域：
本方法属于天然产物提取方法，特别涉及一种从柠檬酸渣中水解分离氨基 葡萄糖盐酸盐的生产工艺。
背景技术：
D-氨基葡萄糖盐酸盐(D-Glucosamine Hydrochloride)又名葡胺糖盐酸盐， 学名为2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖盐酸盐，分子式为C6H13N05 HC1，分子量 215.63， CAS号:66-84-2，结构式为
富含甲壳素或壳聚糖的原料经盐酸水解可制成D-氨基葡萄糖盐酸盐。D-氨 基葡萄糖盐酸盐为白色颗粒状晶体，极易溶于水，不溶于乙醇。D-氨基葡萄糖 盐酸盐，广泛用于药物合成，可用作抗细菌感染及免疫佐剂，是人体抗流感病 毒的活化剂。能促进软骨细胞蛋白多糖的合成，提高关节滑液粘性，改善关节 软骨代谢，有效治疗风湿关节炎。D-氨基葡萄糖盐酸盐是合成抗癌药物氯脲霉 素的主要原料，还是最新的第三代保健功能性食品的添加剂。
甲壳素和壳聚糖，是由N-乙酰基葡萄糖通过1， 4-糖苷键连接而成的线性多 糖聚合物，全球年生物合成量高达100亿吨,普遍存在于甲壳类动物、昆虫、软体动物和微生物的外壳。本工艺以生产柠檬酸发酵过程产生的噬菌体中的氨基 葡萄糖衍生物作为原料来源。
氨基葡萄糖盐酸盐及其系列衍生物是一种生物制剂，在人体内具有重要的 生理意义参与肝肾解毒，具有抗炎、护肝等作用；可用于治疗风湿性关节炎 和胃溃疡疾病，若与抗生素配伍使用，可促进抗生素在血液中的吸收，降低副 作用；同时也可以抑制癌细胞的生长。在食品工业，氨基葡萄糖盐酸盐及其系 列衍生物既是婴儿配方乳中添加的一种微量糖类成分，又是合成VB6和核黄素 中间体的起始原料。氨基葡萄糖盐酸盐及其系列衍生物还可应用于化妆品和饲 料添加剂中。随着医学和生物化工的飞速发展，氨基葡萄糖盐酸盐及其系列衍 生物在国内外的需求正日益增加。
目前工业生产氨基葡萄糖盐酸盐及其系列衍生物所用的原料主要是从甲壳 动物的外壳中提取的甲壳素，这种原料局限于沿海地区，而且受季节的影响较 大，为此国内外对于获得氨基葡萄糖盐酸盐及其系列衍生物的途径和方法进行
大量的研究。国内已经有关于从糙皮侧耳(Pleuro加sostreatus)固体发酵料提取
氨基葡萄糖盐酸盐的报道(微趁^^像i虔y备^^基蕭萄^^^^游^^r，淳乂//
/伊范学綜学/《f^^f^^学麽入Afe.《2卯6牟)，但是工艺技术还不成熟，未能实 现产业化。
国外关于从真菌中提取氨基葡萄糖盐酸盐的专利有两个，分别是美国专利 US2006/0178344 Al和美国专利US7049433 B2。
美国专利US2006/0178344 Al的工艺路线是以真菌为原料、先用1-4%的 NaOH处理、再用l-2。/。HCl处理、然后再用17-20%盐酸水解、最后采用结晶等 纯化分离手段获得氨基葡萄糖盐酸盐。
美国专利US7049433 B2以曲霉菌、青霉菌、毛霉菌为原料、用小于10%氢氧化钠溶液预处理、碱处理过的物料(含水80-95%)用5-25%的酸溶液水解(温 度大于8(TC、时间4-25小时)、最后采用结晶的分离方法得到氨基葡萄糖盐酸 盐。
本发明与现有美国专利工艺相比的特点和优点是原料易于储存与运输、工 艺歩骤少、水解时间短、脱色和脱除灰份的方法先进、产品质量高。
本发明原料是干燥的柠檬酸渣，干燥失重小于18%，有利于储存、运输， 并且有利于保持酸和原料混合后的酸浓度，加快酸水解，使氨基葡萄糖聚合体 在较短时间内转化为氨基葡萄糖盐酸盐；
本发明不需要预处理，直接用酸与原料水解，避免大量酸碱预处理引起的 环境污染，而以上美国专利在水解氨基葡萄糖聚合体转化为氨基葡萄糖盐酸盐 前都需要对原料进行碱溶液和稀酸溶液预处理；
该工艺水解时间短，仅为3小时，而美国专利水解时间需要4-25小时；
本发明脱色和脱除杂质的方法先进， 一个工艺过程同时解决脱色和脱除灰 份等杂质的问题，使用大孔吸附树脂吸附色素和引起灰份的成分以及其他杂质， 使得产品质量高，而美国专利使用活性炭脱色，使用碱和酸预处理脱除灰份等 杂质。
本发明所得到的产品质量高，产品中含98%以上氨基葡萄糖盐酸盐(以干 基计)，重金属小于10ppm，旋光度71.0-73.0度，最大的优点是灰份小于0.1%， 而美国专利在重金属含量、旋光度范围都比较广泛，尤其是灰份只能控制在2% 以下。
本发明的产品得率大于原料甲壳素含量的55%，这主要得益于原料中仅含 少量的水(小于18%)，保持酸和原料混合后的酸浓度，使得酸水解充分。
本发明的具体内容是干燥柠檬酸渣，盐酸水解，通过过滤去除未水解的固体杂质，滤液过大孔吸附树脂吸附，脱除脂溶性杂质、色素以及部分引起灰份 的无机盐，洗脱液真空浓縮至大量结晶出现，过滤去除母液，结晶用纯水溶解， 溶液微孔过滤，微滤液真空浓縮至大量结晶出现，离心去除母液，乙醇淋洗结 晶再离心，反复几次直至结晶纯白为止，干燥得到含量98%以上的氨基葡萄糖
盐酸盐，旋光度+71.0°- +73.0°,重金属小于10ppm，铁小于10ppm，硫酸根小 于0.24%，溶剂残留(酒精)小于0.5%，灰份小于0.1%，干燥失重小于0.2%， 其他有机杂质小于0.1%。产品出率3-6%。
本发明工艺操作简便、成本低、重复性好，能有效去除各种杂质和色素，产 品出率可达5% 6%。
发明内容
氨基葡萄糖盐酸盐对人体具有重要的生理意义参与肝肾解毒，具有抗炎、 护肝等作用；可用于治疗风湿性关节炎和胃溃疡疾病，若与抗生素配伍使用， 可促进抗生素在血液中的吸收，降低副作用；同时也可以抑制癌细胞的生长。
目前工业生产氨基葡萄糖盐酸盐及其系列衍生物所用的原料主要是从甲壳 动物的外壳中提取的甲壳素，这种原料局限于沿海地区，而且受季节的影响较 大，本发明以工业发酵柠檬酸所产生的废渣为原料，经过水解、结晶等工艺步 骤获得氨基葡萄糖盐酸盐。
本专利发明所要解决的技术问题是，提供一种从拧檬酸渣中水解分离氨基葡 萄糖盐酸盐的生产工艺，它是对干燥柠檬酸渣进行水解并纯化分离，目的是通 过简单的工艺得到收率较高的氨基葡萄糖盐酸盐。
木发明的技术方案是从柠檬酸渣中水解分离氨基葡萄糖盐酸盐的生产工 艺，其方法的步骤为 (1)原料准备以富含氨基葡萄糖聚合体的经过粉碎的干燥柠檬酸渣为原料，原料的干燥失重小于18%，原料颗粒度100%过10目筛，原料外观呈棕黄色至
棕褐色；
(2)水解原料加入搪瓷反应釜，然后加入原料重量2-5倍的盐酸，盐酸浓度
为25-37%;搪瓷反应釜夹套内通蒸汽，逐渐升温并搅拌，升温至80-15(TC后， 保温水解1-3. 5小时；
G)过滤水解结束后搪瓷反应釜夹套内通冷却水，物料降温至7(TC以下后开 始板框过滤，滤渣用纯水清洗，合并滤液和清洗液；
(4) 树脂吸附滤液和清洗液泵入装有大孔吸附树脂的柱子，大孔吸附树脂重
量是干燥柠檬酸渣原料重量的1/5-1倍。接收流出液，然后用树脂重量l-3倍的 纯水淋洗树脂上残留的氨基葡萄糖盐酸盐物料，合并流出液和淋洗液；
(5) 二次浓縮真空浓縮，控制真空度为-0.060 -0.099Mpa，使物料温度保持 在50-8(TC，出现大量结晶后，停止蒸汽和真空，过滤以除去母液；
(6) 微滤结晶用纯水溶解，利用微孔过滤去除水不溶性杂质；
(7) 结晶真空浓縮，控制真空度为-0.060 -0.099Mpa，使物料温度保持在50-80 °C，出现大量结 晶。
(8) 离心洗涤离心去除母液，乙醇淋洗结晶再离心，反复几次直至结晶纯白 为止。
(9) 干燥控制干燥温度60-85°C，得产品。
本发明与现有技术相比体现的优异在于
(1) 工艺操作简便、重复性好，产率高，适用于工业化生产。
(2) 以柠檬酸渣等植物来源的原料生产氨糖系列产品，避免了传统上以虫下
蟹壳甲壳素原料生产氨基葡萄糖盐酸盐的产品过敏性、原料季节性限 制和素食主义人群不能服用等诸多缺陷。(3) 工艺过程未使用有毒有害溶剂，全部使用安全卫生的纯水和食品级盐 酸为溶剂。
(4) 水解水解时间仅为2.5-3小时。
(5) 采用树脂吸附脱除色素等杂质，避免活性炭对车间环境的污染。
氨基葡萄糖盐酸盐的应用
本发明的氨基葡萄糖盐酸盐可以单独作为活性成分与辅料制备成食品、保 健食品、药品制剂，也可以和其他活性成分组合与辅料制备成食品、保健食品、 药品制剂，对预防和治疗关节炎有特效。
骨关节软骨磨损、退化所引起关节疼痛，部分原因是因为关节软骨蛋白多
糖合成异常而引起。1956年，瑞典研究人员首先发现氨基葡萄糖盐酸盐可能对 骨关节炎病因起作用。根据国外最新报道，对212名膝关节炎病人所做的长期 口服氨基葡萄糖试验证实，该产品可显著减轻膝关节的肿胀与炎症症状，对人 体无副作用。相比之下，长期口服非甾体类消炎药(如消炎痛)会引起胃出血 等严重副作用。故医学研究人员建议，氨基葡萄糖可作为各种骨关节炎的一线 治疗剂。
药理作用
氨基葡萄糖具有以下药理作用(1)治疗与修复关节软骨组织；(2)合成 蛋白多糖；(3)消炎止痛；(4)防止软骨组织退化引发的各种病症(如腰膝酸 软、骨关节炎OA等)。
对软骨代谢的作用氨基葡萄糖(GS)是广泛存在于人和动物的软骨、肌腱 和韧带等组织中的氨基单糖，是关节软骨生物合成和刺激合成聚氨基葡萄糖及 透明质酸骨架的基本物质。聚氨基葡萄糖和透明质酸是形成关节中蛋白多糖所必需。GS的主要成分为"D—葡糖胺"，它是一种小分子化合物，容易透过生物
膜，且与关节中的软骨有很强的亲和力，是合成蛋白多糖的底物。它能刺激软
骨细胞产生具有正常多聚体结构的蛋白多糖，GS制剂可抑制胶原酶及磷脂酶 A2活性，阻断超氧化物自由基产生及抑制蛋白水解酶活性，阻止破坏软骨、肌 腱、韧带的主要因素，补充软骨基质的丢失成分，抑制炎症过程，缓解疼痛， 改善关节功能。因此GS对骨关节炎有结构改善作用。
抗炎作用GS可刺激软骨细胞产生正常多聚体结构的蛋白多糖，稳定细胞 膜，从而起到抗炎作用。GS还可减少由巨噬细胞产生的超氧化物自由基，抑制 损伤软骨的酶(如胶原酶和磷脂酶A2)。在对大鼠关节炎模型研究中证实，GS 有抗炎作用。虽然GS的作用比消炎痛低50 300倍，但消炎痛的毒性却比GS 高100 400倍，因此GS仍有优势。由于GS与NSAIDs的作用机制不同，如 将二者联用，则可减少2 2.7倍非甾体抗炎药(NSAIDs)的剂量，从而也大大 减少了副作用的发生。
临床应用评价
为了比较GS与非甾体抗炎药及安慰剂治疗骨关节炎的疗效，科研人员在欧 洲和亚洲都进行了多项临床试验。研究结果表明，OA患者服用GS后关节疼痛、 压痛、肿胀和活动范围受限等均有明显改善。
1998年一项检索从1975年1月至1997年3月所有的关于GS治疗OA的 研究进行的荟萃分析结果显示，NSAIDs治疗OA仅为缓解症状，不能控制病情， 且副作用较多。而GS对软骨有保护作用，部分报告可逆转或至少可阻止OA的 进展，且副作用很小。无论口服、静注、肌注或关节腔内注射均可缓解关节疼 痛、压痛，改善关节活动度和行走速度。一些研究表明，GS与布洛芬对症状减轻作用相同甚至优于布洛芬。现已进
行的有关GS临床研究结果表明，GS对OA有较好的治疗作用，可减轻患者症 状，比NSAIDs的不良反应少，还可能有改善关节结构的作用。GS的不良反应 很少，少数患者有轻微和短暂的胃肠道不适，如恶心和便秘，偶见轻度嗜睡。
从20世纪末开始，在美国及欧洲各国，氨基葡萄糖作为治疗骨关节炎的首 选对因治疗药物得到了广泛应用。
具体实施例方式
下面结合实施例来更详细的说明本发明，但本发明并不受这些实施例的限制。
实施例1:
干燥柠檬酸渣1000g, 31X盐酸2500ml水解，温度95。C，时间3小时。冷 却至70。C以下，过滤，用500ml纯水洗滤渣，合并滤液，然后转移入D101型 大孔树脂柱上，吸附柱内装200ml树脂，吸附时流速控制在200ml/小时，然后 用600ml纯水洗涤树脂柱，合并流出液和水洗液。脱色液真空浓缩，真空度控 制在-0.80—-0.99Mpa，控制温度在80'C以下，浓縮至出现大量结晶出现，冷却 沉降24小吋。过滤得粗结晶产品，粗结晶产品用200ml纯水溶解，然后过0.45/zm 微孔滤膜，微滤液真空浓縮，真空度控制在-0.80—-0.99Mpa，控制温度在8CTC 以下，浓縮至出现大量结晶出现，冷却沉降24小时，离心，结晶用90%酒精洗 涤，再离心洗涤直至结晶纯白为止，结晶烘干，控制温度在8(TC以下，得到干 燥氨基葡萄糖盐酸盐。
实施例2:
干燥柠檬酸渣1000g， 25X盐酸3000ml水解，温度10(TC，时间3.5小时。冷却至7CTC以下，过滤，用500ml纯水洗滤渣，合并滤液，然后转移入DB8 型大孔树脂柱上，吸附柱内装200ml树脂，吸附时流速控制在200ml/小时，然 后用600ml纯水洗涤树脂柱，合并流出液和水洗液。脱色液真空浓縮，真空度 控制在-0.80—-0.99Mpa，控制温度在8(TC以下，浓縮至出现大量结晶出现，冷 却沉降24小时。过滤得粗结晶产品，粗结晶产品用200ml纯水溶解，然后过0.2/mi 微孔滤膜，微滤液真空浓縮，真空度控制在-0.80—-0.99Mpa，控制温度在80°C 以下，浓縮至出现大量结晶出现，冷却沉降24小时，离心，结晶用90%酒精洗 涤，再离心洗涤直至结晶纯白为止，结晶烘干，控制温度在8(TC以下，得到干 燥氨基葡萄糖盐酸盐。
实施例1和实施例2的产品质量指标氨基葡萄糖盐酸盐含量98%以上，旋 光度+71.0°-+73.0°，重金属小于10ppm，铁小于10ppm，硫酸根小于0.24%，溶 剂残留(酒精)小于0.5%，灰份小于0.1%，干燥失重小于0.2%，其他有机杂 质小于0.1%。产品出率3-6%。
权利要求
1、一种从柠檬酸渣中水解分离氨基葡萄糖盐酸盐的生产工艺，其特征在于将柠檬酸渣依次用盐酸水解、过滤、树脂吸附、真空浓缩、微滤、结晶、离心，然后干燥，得到氨基葡萄糖盐酸盐。
2、 根据权利要求1所述的从柠檬酸渣中水解分离氨基葡萄糖盐酸盐的生产工艺， 其特征是上述方法的步骤为(1) 原料准备以富含氨基葡萄糖聚合体的经过粉碎的干燥柠檬酸渣为原料， 原料的干燥失重小于18%，原料颗粒度100%过10目筛，原料外观呈棕黄色至 棕褐色；(2) 水解原料加入搪瓷反应釜，然后加入原料重量2-5倍的盐酸，盐酸浓度 为25-37%，搪瓷反应釜夹套内通蒸汽，逐渐升温并搅拌，升温至80-15(TC后， 保温水解1-3. 5小时；G)过滤水解结束后搪瓷反应釜夹套内通冷却水，物料降温至7(TC以下后开 始板框过滤，滤渣用纯水清洗，合并滤液和清洗液；(4) 树脂吸附滤液和清洗液泵入装有大孔吸附树脂的柱子，大孔吸附树脂重量是干燥柠檬酸渣原料重量的1/5-1倍，接收流出液，然后用树脂重量1-3倍的纯水淋洗树脂上残留的氨基葡萄糖盐酸盐物料，合并流出液和淋洗液；(5) 浓縮真空浓縮，控制真空度为-0.060 -0.099Mpa，使物料温度保持在50-80 °C，出现大量结晶后，停止蒸汽和真空，过滤以除去母液；(6) 微滤结晶用纯水溶解，利用微孔过滤去除水不溶性杂质；(7) 结晶真空浓縮，控制真空度为-0.060 -0.099Mpa，使物料温度保持在50-80 °C，出现大量结晶；(8) 离心洗涤离心去除母液，乙醇淋洗结晶再离心，反复几次直至结晶纯白 为止；(9) 干燥控制干燥温度60-85°C，得产品。
3、 根据权利要求l、 2所述的柠檬酸渣是玉米发酵柠檬酸所产生的废渣。
4、 根据权利要求1、 2所述的从柠檬酸渣中水解分离氨基葡萄糖盐酸盐的生产 工艺，其特征是水解用盐酸浓度为28-31%。
5、 根据权利要求1、 2所述的从柠檬酸渣中水解分离氨基葡萄糖盐酸盐的生产 工艺，其特征是水解温度为95-105"C。
6、 根据权利要求1、 2所述的从柠檬酸渣中水解分离氨基葡萄糖盐酸盐的生产 工艺，其特征是水解时间为3-3.5小时。
7、 根据权利要求1、 2所述的从柠檬酸渣中水解分离氨基葡萄糖盐酸盐的生产 工艺，其特征是氨基葡萄糖盐酸盐含量为98%以上，旋光度为+71.0°至+73.0°， 重金属含量小于10ppm，铁含量小于10ppm，硫酸根含量小于0.24%，溶剂残留 含量小于0.5%，灰份小于0.1%，干燥失重小于0.2%。
全文摘要
本方法属于天然产物提取方法，特别涉及一种从柠檬酸渣中水解分离氨基葡萄糖盐酸盐的生产工艺，其步骤为将柠檬酸渣依次用盐酸水解、过滤、树脂吸附、真空浓缩、微滤、结晶、离心，然后干燥，得到氨基葡萄糖盐酸盐。
文档编号C07H1/00GK101550169SQ20081008887
公开日2009年10月7日 申请日期2008年4月2日 优先权日2008年4月2日
发明者余远明, 曹礼群, 李五洲, 建 王, 蒋永红, 魏献忠 申请人:徐州海吉亚生物制品有限公司