一种制备高堆密度呈味核苷酸二钠混晶的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及食品添加剂精制领域，具体设及一种通过溶液共结晶技术制备高堆密 度呈味核巧酸二钢混晶的方法。
【背景技术】
[0002] 呈味核巧酸二钢（Disodium 5 ' -ribonucleotide ,简称I+G)是5 肌巧酸二钢 (Disodium 5' -inosinate,简称IMP)和5'-鸟巧酸二钢(Disodium 5' -guanylate,简称GMP) 的结晶物或混合物，需要按照国家规定的含量比例混合制成（IMP、GMP含量各占48.0%~ 52.0 % )。IMP的化学式为Cio出iN4Na2〇sP，分子量为392.17，为无色至白色结晶或白色结晶性 粉末，约含7.5分子结晶水。GMP化学式为Cl化2化化2〇8P，为无色至白色结晶或结晶性粉末， 约含7分子结晶水。IMP、GMP均为核巧酸衍生物，广泛存在于大自然的各种肉类和磨茹类中， 呈天然的肉鲜味和磨茹鲜味。两者等质量比混合形成的I+G则可使食品融華素于一体，能W 几何级程度增加原料及味精的鲜味，是目前销售前景最好的鲜味剂之一，深受国内外食品 行业生产厂商的追捧。
[0003] 高品质鲜味剂通常具有晶粒完整，粒度均匀，堆密度高，流动性好等优点。市场上 所售的味精、食盐、糖等的晶体多为棒状或块状，主粒度均较大(在200微米W上）。呈味核巧 酸二钢作为超鲜味精、鸡精及其它调味料的主要成分，应符合粒度大、堆密度高、流动性好、 纯度高等要求，使其与味精等混合后得到的复合鲜味剂仍具有粒度均匀、流动性好等特点， 配制出高品质鲜味剂。
[0005] 生产呈味核巧酸的工艺方法主要有微生物发酵法、酶解法、酶催化法和化学合成 法等。将上述几种方法制得的IMP和GMP原液，经过浓缩、结晶、过滤、洗涂和干燥等操作分离 可得到各自的粗品。IMP的结晶过程容易进行，在溶液结晶中可直接析出晶体;而GMP在溶液 中析出的一般是无定形，要得到GMP必须经过一个晶形转化的过程，其过程控制比较复杂， 通常得到的晶体产品形态差、堆密度低、易聚结。由于IMP和GMP各种晶体形状和粉末特性的 不同，若简单地将两者发酵液结晶得到的固体粉末产品按比例机械混合，不仅混合过程有 种种操作上的困难，而且得到的混合物产品也很难获得理想的混合效果。
[0006] 溶液共结晶现象是指两种或两种W上的固体溶质W晶体状态同时从溶液中析出 的过程，属于一种普遍存在于自然界的现象，在工业结晶技术研发和晶体产品生产过程中 多有设及。溶液共结晶技术在医药、食品、无机盐、高分子材料等诸多领域中都有重要应用。 为解决IMP和GMP因晶型、粉末形状和粉末特性的不同所带来的操作上的困难和混合不均的 问题，现有方法是通过溶液共结晶技术制备呈味核巧酸二钢晶体(I+G)来实现分子程度的 混合。
[0007]公开号为101619086A的中国专利公开了一种呈味核巧酸结晶物及制备方法。在制 备过程中，WIMP、GMP粗品为原料，组分比例为1:1。经过一系列洗脱、溶析、自然冷却、再溶 析、再冷却，过滤、真空干燥步骤，得到所报道的晶型，WX射线粉末衍射光谱和红外吸收光 谱的多个特征峰为判断依据。该工艺通过调节揽拌、溶液溫度、pH等参数，改善了产品晶型 和质量。但是该制备方法通过静置冷却细晶，使其爆发成核，晶体的粒度和形状无法调控， 最终的产品堆密度为0.58-0.63g/ml，结晶物休止角为38-46°。结晶物的堆密度仍较低、流 动性较差。运会导致一系列操作困难，如过滤，干燥，包装，运输等。且干燥条件为60-80°C减 压干燥，该溫度下I+G受热脱去结晶水，最终得到的产品晶体结构不稳定，结晶度变差。
[000引申请号为201210214154.1的中国专利公开了一种5'-呈味核巧酸结晶精制的工艺 方法，对上述工艺进行了改进。该方法W预处理后的5'-呈味核巧酸二钢母液为原料，45°C ~65°C溶解，乙醇溶析析出晶体，降溫到20~40°C，再升溫65°C、然后继续降溫到10°C，产品 平均粒径从35WI1提高到60WI1。该方法最初析出晶体通过不断加入乙醇溶析结晶实现，未严 格控制结晶成核，5'-呈味核巧酸在纯水体系中的溶解度随着醇含量的增加迅速下降，易造 成爆发成核、产品晶体细碎。降溫至20~40°C大量析出晶体后，将料液升溫到65°CW消除细 晶，该方法的缺点是，升溫幅度太大(~35°C)，大量耗能。由于没有严格控制结晶成核，后续 的升溫消细晶不能解决粒度小的根本问题，产品晶体仅为60WI1左右，见其说明书附图1-5， 晶体为片状，产品堆密度低，形态差，易结块。不能很好满足高品质鲜味剂的制备要求。
[0009] 综合分析现有方案的缺点和国内外发展差距，急需探索一种环境友好，过程简单， 节能，易于工业化生产，所得呈味核巧酸二钢组成稳定、粒度大、晶体形态好、堆密度高、流 动性好的工艺方法。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种制备高堆密度呈味核巧酸二钢 混晶，改善其晶体形态、堆密度和流动性的新方法。该方法W水为溶剂，亲水性有机溶剂为 溶析剂，通过晶种和溶析剂加入速度共同控制I+G的成核与生长。在有效缩短工艺时间的同 时，所得呈味核巧酸二钢混晶产品在粒度、堆密度、流动性、纯度、溶剂残留等方面均明显改 善，极大方便后续过滤、干燥、存储的需要。
[0011] 本发明通过W下技术方案实现。
[0012] -种溶液共结晶技术制备高堆密度呈味核巧酸二钢混晶的方法;包括步骤如下： [OOU] 1)将IMP、GMP粗品加入水中，配制浓度为60~250g/L的水溶液，在25°C~45°C揽拌 溶解，加入氨氧化钢调节抑至7.5~8.5;
[0014] 2)加溶析剂，溶析剂总量为溶剂水的体积的1~2倍。
[0015] 3)抽滤、洗涂及常溫常压干燥，得到呈味核巧酸二钢混晶产品。
[0016] 所述步骤1) IMP粗品与GMP粗品按质量比IMP: GMP为0.9~1.1:1混合而成；分别由 IMP和GMP原液分别经过浓缩、结晶、过滤、洗涂和干燥等操作分离得到。
[0017] 所述步骤2)所述溶析剂为低级醇，选自甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或几种的混合 物。考虑到有机溶剂的经济适用性和绿色安全性，优选为乙醇。
[0018] 所述步骤2)溶析剂过程分为=个阶段。第一阶段:开始加入溶析剂到溶析剂量为 水量的10~30%，溶析剂加入时间控制在30min W内，此时溶液达到过饱和，加入与粗品质 量比为0.5~10%的I+G晶种，养晶20~30min;第二阶段:继续加溶析剂到体系内溶析剂为 水量的50 %~70 %，加入时间控制在2~3小时;第=阶段:继续加入溶析剂到体系内溶析剂 量为水量的1~2倍，溶析剂加入时间控制在1~2小时，第二阶段溶析剂的加入速率明显比 第=阶段的加入速率慢。
[0019] 本发明制备的呈味核巧酸二钢混晶为棒状晶体，粒度分布d(50)为200~450WI1，堆 密度为0.76~0.86g/ml，休止角为20~30°。
[0020] 所述步骤2)中，第一阶段快速加入溶析剂，当溶析剂量为水量的10~30(v/v) % 时，加入与粗品质量比为0.5~10 %的I+G晶种，养晶20~30min，使过饱和度主要消耗于晶 体生长，避免一次成核；
[0021] 所述步骤2)中，操作因素包括晶种尺寸、晶种量和晶种加入时机。若晶种尺寸小， 即使晶种量少所含的粒子数也过多，而过饱和度提供的推动力有限，提供给每个粒子生长 的能量低，产品平均粒径小。若晶种尺寸大，所需晶种量相应增大，其晶体生长空间小，仅消 耗少量过饱和度，容易使过饱和度积累而导致爆发成核。晶种加入时，溶析剂占总溶剂的比 例直接关联着溶质在溶液中的溶解度和过饱和度。溶析剂量小，则晶种溶解，比例高，则超 出介稳区，易诱发大量异相成核。因此，晶种宜在介稳区内加入。晶种的使用使I+G的成核与 生长过程得到有效控制，产品的粒度实现可控。
[0022] 所述步骤2)溶析剂的加入速率宜先快再慢后快。第一阶段只要溶析剂的加入量仍 使溶液处于未过饱和区和稍过饱和的介稳区，加入速率不是关键因素。为节约操作时间，将 溶析剂加入控制在30minW内。第二阶段和第=阶段的加入速率需要进行研究和优化。呈味 核巧酸二钢的共结晶过程非常特殊。第二阶段为晶体的快速生长阶段，大量粒子的生长需 要较大的过饱和度来推动。但同时过饱和度对溶析剂加入量非常敏感，加入少量溶析剂就 会使过饱和度急剧增大，容易爆发成核。因而第二阶段反而需要减慢溶析剂加入速度，控制 好成核与生长。第=阶段为晶体的缓慢生长阶段，粒子的粒径变化很小，过饱和度消耗小， 理论上应慢速加入溶析剂。但过饱和度对溶析剂加入量敏感度很小，加入大量溶析剂也不 会诱发爆发成核。因而可较快速加入溶析剂。由于溶析剂加入时间的优化，使本发明工艺制 备所需时间为10小时W内，而现有技术普遍在10~20小时。
[0023] 所述步骤4)洗涂过程可用95乙醇洗涂。干燥方式为常溫常压干燥。晶体产品尺寸 较大，具有良好的分散