一种酶催化合成l-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺方法和工艺系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制备L-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺方法及工艺系统，具体是一种酶催化合成L-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺方法和工艺系统。
【背景技术】
[0002]L-抗坏血酸2-葡糖苷(又称维生素C葡萄糖苷，简称AA-2G、L-VCG)，化学名为2-氧- a -D-吡喃葡萄糖基抗坏血酸，是维生素C的糖类衍生物，因具有以下优点成为维生素C的最佳替代品:1)良好的非还原活性，在水溶液中稳定；2)良好的耐热性和耐光性；3)在胞内水解生产维生素C和葡萄糖，具有与维生素C同等的生物活性。
[0003]L-抗坏血酸2-葡糖苷是卫生署公布认可的6种美白添加剂之一。它可以直接排出表皮层中已经形成的黑色素(即将已形成的黑色素加速逆向还原至最初形态)，美白效果比其他添加剂更加明显和快速，因此在多种高端美白化妆品中都有着广泛的应用。现有的制备L-抗坏血酸2-葡糖苷工艺中，杂质难去除，L-抗坏血酸2-葡糖苷纯度不高，收率低。
【发明内容】
[0004]为了解决上述问题，本发明的第一个目的在于提供一种提高L-抗坏血酸2-葡糖苷纯度的工艺系统。
[0005]发明的第二个目的在于提供一种提高L-抗坏血酸2-葡糖苷纯度的工艺方法。
[0006]本发明提供的环糊精糖基转移酶(简称CGT酶)采用专利号为201410236224.2中环糊精糖基转移酶的制备方法所制备提供。
[0007]本发明的技术方案:
一种酶催化合成L-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺系统，包括反应釜(I)、酶贮罐(2)、贮罐
(3)、离心机(4)、第一过滤装置(5)、第一树脂柱(6)、第二树脂柱(7)、第二过滤装置(8)、降膜浓缩装置(9)、第三过滤装置(10);所述的第一过滤装置(5)位于所述第一树脂柱(6)的上游、该第一树脂柱(6)的下游为所述的第二树脂柱(7)，所述第二过滤装置(8)位于该第二树脂柱(7)的下游，所述的降膜浓缩装置(9)位于该第二过滤装置(8)的下游；所述第三过滤装置(10)位于该降膜浓缩装置(9)的下游；所述的离心机(4)有多组，分别在所述的第一过滤装置(5)的上游、所述的第三过滤装置(10)的上游及所述降膜浓缩装置(9)的下游；
作为优选，所述的第一过滤装置(5)为超滤机，所述第二过滤装置(8)为纳滤机，所述过滤装置(10)为钛棒过滤装置，该钛棒过滤装置中有多组钛棒滤芯组成。
[0008]作为优选，所述的第一树脂柱(6)为阳树脂柱，所述的第二树脂柱(7)为阴树脂柱，所述的离心机(4)为蝶式离心机。
[0009]作为优选，所述的生产线有三条，每条生产线中的树脂柱(6)之间管道并联连接。
[0010]作为优选，所述贮罐(3)有多组，分别放置于所述反应釜(I)、第一过滤装置(5)、第一树脂柱(6)、第二树脂柱(7)、第二过滤装置(8)、降膜浓缩装置(9)、第三过滤装置(10)的下游。
[0011]一种如权利要求1所述的酶催化合成L-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺方法，其特征为:包括以下步骤:
步骤一:酶反应
(O向反应釜(I)中加入饮用水，再加入维生素C，开启搅拌；
(2)热水控制所述反应釜(I)内温37°C，用30%Na0H溶液调pH至5.50±0.10 ；
(3)向所述反应釜(I)中加入β-环糊精；
(4)再加入环糊精糖基转移酶，补加饮用水使体系定量；
(5)控制该反应釜(I)内釜内温度37±2°C，避光反应10-12h；
(6)反应I结束后，加入糖化酶(酶液75万U/ml)，控温37±2°C，避光反应10_14h； 步骤二:L-抗坏血酸2-葡糖苷粗品制备
(1)反应完毕，放料，用饮用水洗涤反应釜(I)，将反应液及洗釜水合并，称重，并通过离心机(4)离心，再次用饮用水洗涤离心机(4)；
(2)将得到的滤液通过第一过滤装置(5)进行超滤，超滤过程中加饮用水，并用饮用水顶洗，控制温度低于30°C ；
(3)将超滤液通过第一树脂柱，将树脂洗脱液吸附于第二树脂柱；
(4)用饮用水冲洗第一树脂柱，并将洗脱液吸附于第二树脂柱；
(5)用NaCl溶液洗脱树脂，将洗脱液通过第一树脂柱，并用饮用水洗脱至无产品流出，合并所有洗脱液；
(6)把合并的洗脱液通过第二过滤装置，然后用饮用水洗涤，最终浓缩，用饮用水顶洗；将纳滤液转移到反应釜(I)中，温度彡50°C时减压，真空度彡-0.1MPa，浓缩，浓缩至L-抗坏血酸2-葡糖苷含量为55%-60% ；
(7)往浓缩液中加入甲醇，搅拌溶解；然后降温至10-15°C，并于10-15保温搅拌4-5小时，继续于1-2小时降温到0-5°C，再于0-5°C保温搅拌4-5小时；
(8)析晶完毕，放料离心，离心至无液滴流出后，用甲醇洗涤，离心至无液滴流出后，继续离心，得到L-抗坏血酸2-葡糖苷粗品；
步骤三:L-抗坏血酸2-葡糖苷粗品精制
(O向反应釜(I)中加入纯化水，再加入L-抗坏血酸2-葡糖苷粗品，开启搅拌；
热水控制釜内温35-45°C，搅拌溶解，加入活性炭，保温搅拌30min ；
(2)将反应爸(I)中溶液趁热通过第三过滤装置，滤液称重，送检L-抗坏血酸2-葡糖苷含量;
(3)将L-抗坏血酸2-葡糖苷滤液加入反应釜(I)中，减压浓缩，控温<50 V，真空度(-0.09Mpa ;浓缩至溶液中L-抗坏血酸2-葡糖苷含量为67%土 1% ；
(4)浓缩完毕，控制釜温38-45°C，加入晶种，搅拌，然后静置缓慢析晶，缓慢降温5h，温度降至35°C后，程序降温至5-10°C，开启搅拌，然后5-10°C保温析晶；
(5)析晶完毕，放料离心，离心至无液滴流出后用冰水喷雾淋洗，继续离心，离心至无液滴流出后继续离心30min，出料得L-抗坏血酸2-葡糖苷精品湿品；
(6)离心完毕所得L-抗坏血酸2-葡糖苷湿品置于真空干燥箱中干燥，控温<50°C，真空度< -0.1Mpa ;干燥完毕，得L-抗坏血酸2-葡糖苷精品。
[0012]本发明的有益技术效果:
本发明提供一种酶催化合成L-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺系统，采用超滤机可除去反应液中的酶，采用阳树脂柱可除去钠离子，用阴树脂柱吸附产品，再经过洗脱、洗脱液经过纳滤浓缩，可截留分子量为300-400的产品分子。本发明采用纳滤机，可除去维生素C、葡萄糖等杂质。本发明避免用高温浓缩方法，由于长时间高温，产品会降解影响质量，本发明采用降膜浓缩装置，可以在较低温度下快速浓缩，确保产品质量。本发明采用甲醇加水混合溶剂作为L-抗坏血酸2-葡糖苷析晶溶剂，析晶过程采用程序析晶，析出的L-抗坏血酸2-葡糖昔晶体晶型稳定均勻，杂质少，广品纯度闻。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0015]实施例1
如图1，一种酶催化合成L-抗坏血酸2-葡糖苷的工艺系统，其特征为:包括反应釜1、酶贮罐2、贮罐3、离心机4、第一过滤装置5、第一树脂柱6、第二树脂柱7、第二过滤装置8、降膜浓缩装置9、第三过滤装置10、出料口 11 ;所述的第一过滤装置5位于所述第一树脂柱6的上游、该第一树脂柱6的下游为所述的第二树脂柱7，所述第二过滤装置8位于该第二树脂柱7的下游，所述的降膜浓缩装置9位于该第二过滤装置8的下游；所述第三过滤装置10位于该降膜浓缩装置9的下游；所述的离心机4有多组，分别在所述的第一过滤装置5的上游、所述的第三过滤装置10的上游及所述降膜浓缩装置9的下游；
本实施例中，第一过滤装置5采用超滤机，所述第二过滤装置8采用纳滤机，所述过滤装置(10)为钛棒过滤装置，该钛棒过滤装置中有多组钛棒滤芯组成。所述的第一树脂柱
(6)为阳树脂柱，所述的第二树脂柱(7)为阴树脂柱，所述的离心机(4)为蝶式离心机。所述的生产线有三条，每条生产线中的树脂柱(6)之间管道并联连接。所述贮罐(3)有多组，分别放置于所述反应釜(I)、第一过滤装置(5)、第一树脂柱(6)、第二树脂柱(7)、第二过滤装置(8 )、降膜浓缩装置(9 )、第三过滤装置(10 )的下游。
[0016]实施例2
向1000L反应釜中加入饮用水20KG，再加入维生素C6.5KG，搅拌；用热水控制反应釜内温37°C ;用30%Na0H溶液调PH至5.4 ;向反应釜中加入β -环糊精14KG，再加入CGT酶4.0KG，补加饮用水使体系定量至65KG ;控制反应釜内温度37±2°C，避光反应1h ;加入糖化酶(酶液75万U/ml) 70g，控温37±2°C，避光反应10h。
[0017]反应完毕,放料,用饮用水2.0KG洗涤反应釜,将反应液及洗釜水合并,称重,并通过蝶式离心机离心，用饮用水2.0KG洗涤离心机；将得到的滤液通过超滤机进行超滤，超滤过程中加饮用水30.0KG超滤,并用饮用水2.0KG顶洗,控制温度低于30°C;将超滤液通过阳树脂柱，将阳树脂洗脱液吸附于阴树脂柱；用饮用水冲洗阳树脂柱，并将洗脱液吸附于阴树脂柱；用0.03mol/L氯化钠溶液100.0KG洗脱阴树脂；用0.2mol/L氯化钠溶液100.0KG洗脱阴树脂，将洗脱液通过阳树脂柱，并用饮用水100.0KG洗脱至无产品流出，合并所有洗脱液；把合并的洗脱液通过纳滤机，然后用饮用水30.0KG洗涤，最终浓缩至20KG，用饮用水2.0KG顶洗；将纳滤液转移到反应釜中，温度在50°C时减压，真空度<-0.1MPa时浓缩，浓缩至产品含量为55% ;往浓缩液中加入甲醇30.0KG，搅拌溶解，然后降温至10°C，并于10°C保温搅拌4小时，降温至0°C，保温搅拌4小时进行析晶；析晶完毕，放料离心，离心至无液滴流出后，用甲醇5.0KG洗涤，离心至无液滴流出后，继续离心30min，得到L-抗坏血酸2-葡糖苷湿品4.0KG。
[0018]向20L反应釜中加入纯化水8.0KG,再加入L-抗坏血酸2_葡糖苷湿品4.0KG,开启搅拌；用热水控制反应釜内温40°C，搅拌溶解，加入活性炭60.0g，保温搅拌30min ;将反应釜中溶液趁热通过钛棒过滤装置，将L-抗坏血酸2-葡糖苷滤液加入20L降膜浓缩装置中，减压浓缩，控温< 50°C，真空度-0.09MPa ;浓缩至溶液中L-抗坏血酸2-葡糖苷含量为67%±1% ;浓缩完毕，控制降膜浓缩装置内温40°C，加入25g晶种，搅拌0.5min，然后静置缓慢析晶，温度降至35°C后，程序降温至5°C，开启搅拌，然后5°C保温析晶Ih;析晶完毕，放料离心，离心至无液滴流出后用0.25KG冰水喷雾淋洗，继续离心，离心至无液滴流出后继续离心30min，出料得L-抗坏血酸2-葡糖苷精品湿品；将L-抗坏血酸2-葡糖苷精品湿品置于真空干燥箱中干燥，控温< 50°C，真空度-0.09MPa，干燥完毕，得L-抗坏血酸2-葡糖苷精品 1.65KG。
[0019]实施例3