一种联产葡萄糖醛酸和D-手性肌醇的工艺方法与流程

本发明涉及d-手性肌醇生产，具体涉及一种联产葡萄糖醛酸和d-手性肌醇的工艺方法。

背景技术：

1、d-手性肌醇在生物体内广泛存在，特别是在神经系统和心肌中含量较高。它是一种重要的次级信使分子，可以参与多种生物代谢和信号转导过程。在人体内，d-手性肌醇的主要功能包括以下几个方面：

2、促进葡萄糖的吸收和利用：d-手性肌醇可以增加葡萄糖转运蛋白的表达和活性，促进细胞对葡萄糖的吸收和利用，从而维持正常的血糖水平。

3、调节细胞膜的结构和功能：d-手性肌醇可以结合到细胞膜上，调节膜的流动性和稳定性，影响细胞膜的信号转导和分子通道的通透性。

4、改善神经系统的功能：d-手性肌醇可以促进神经元的生长和再生，增加神经细胞的生存率和活性，有助于改善神经系统的功能。

5、抗氧化作用：d-手性肌醇具有较强的抗氧化作用，可以中和自由基，减少氧化损伤，保护细胞免受损害。

6、综上所述，d-手性肌醇可以应用于保健品和化妆品等多个领域，具有广泛的应用前景。

7、通过化学合成的方法合成手性肌醇，目前还没有实现突破，工艺步骤繁琐，成本昂贵。yoshida等(yoshida k,et al,genetic modification of bacillus subtilisforproduction of d-chiro-inositol,an investigational drug candidatefortreatment of type 2diabetes and polycystic ovary syndrome.applenvironmicrobiol 72:1310-1315,2006.)利用基因改造的枯草芽孢杆菌通过发酵法从肌肉肌醇转化为d-手性肌醇，但产率仅为6％，转化率低，同时得到的d-手性肌醇和肌肉肌醇难以分离，导致d-手性肌醇的纯度低。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种联产葡萄糖醛酸和d-手性肌醇的工艺方法，产物的转化率和纯度高，易于分离。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

3、一种联产葡萄糖醛酸和d-手性肌醇的工艺方法，包括以下步骤：

4、a：向10-100g/l肌醇溶液中加入肌醇脱氢酶与肌醇单酮异构酶的混合酶，然后加入磷酸盐缓冲液调节体系ph至6.5-7.5，在35-45℃下转化4-10h，得含d-手性肌醇和肌醇的转化液ⅰ；

5、b：将转化液ⅰ经陶瓷膜过滤，收集陶瓷膜清液，并在陶瓷膜清液中加入含有肌醇氧化酶的全细胞催化剂，然后加入磷酸盐缓冲液调节体系ph至6.5-7.5，在35-45℃下转化4-6h，得含d-手性肌醇和葡萄糖醛酸的转化液ⅱ；

6、c：转化液ⅱ进行过滤收集滤液，滤液过阴离子交换树脂吸附葡萄糖醛酸，收集流出液；

7、d：阴离子交换树脂用浓度为5-8wt％的盐酸溶液进行解析，收集解析液；

8、e：将收集的流出液在浓缩器中以真空＜-0.09mpa，水浴温度50-70℃的条件下进行浓缩，浓缩至固含60-70％w/w，得浓缩液ⅰ，加入95wt％乙醇，然后降温至10-15℃，抽滤，烘干，得d-手性肌醇；

9、f：将收集得到的解析液在浓缩器中以真空＜-0.09mpa，水浴温度50-70℃的条件下进行浓缩，喷雾干燥，得到葡萄糖醛酸干粉。

10、优选的，步骤a中肌醇脱氢酶与肌醇单酮异构酶的质量比为1：0.5～1，所述肌醇脱氢酶的酶活力为30～35u/mg，所述肌醇单酮异构酶的酶活力为25～30u/mg，所述肌醇脱氢酶加入量与肌醇溶液体积比为1-5g/l。

11、优选的，步骤b中含有肌醇氧化酶的全细胞催化剂加入量与肌醇溶液的体积比为20-30g/l。

12、优选的，步骤b中陶瓷膜的孔径为20-100nm，陶瓷膜浓液进行环保排污处理。

13、优选的，步骤c中滤液经超滤膜过滤收集超滤膜清液，超滤膜清液过阴离子交换树脂吸附葡萄糖醛酸，收集流出液，其中超滤膜孔径1000-10000da，超滤膜浓液进行环保排污处理。

14、优选的，步骤c中超滤膜清液先进入阳离子交换树脂进行脱盐，脱盐液进入阴离子交换树脂吸附葡萄糖醛酸，超滤膜清液进入阳离子交换树脂的流速为1-2bv/h，脱盐液进入阴离子交换树脂的流速为1-2bv/h。

15、优选的，步骤c中流出液收集完毕后，用去离子水顶洗阴离子交换树脂，收集顶洗液，流出液和顶洗液合并进入步骤e中的浓缩器进行浓缩。

16、优选的，步骤e中95wt％乙醇的加入量为浓缩液ⅰ体积的0.5-3.0倍。

17、优选的，步骤e中降温速度为1-5℃/h。

18、优选的，步骤f中解析液浓缩至固含30-50％w/w后进行喷雾干燥。

19、由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

20、1.采用肌醇作为主原料，价格低，降低了生产成本。

21、2.采用肌醇脱氢酶与肌醇单酮异构酶的混合酶以及含有肌醇氧化酶的全细胞催化剂将肌醇转化为葡萄糖醛酸和d-手性肌醇的混合液，其中葡萄糖醛酸被阴离子交换树脂柱吸附，实现了d-手性肌醇的提纯，分离简单、彻底，极大的降低了分离成本，同时产品的纯度高，质量好。

22、3.通过将d-手性肌醇后转化剩余的肌醇转化为葡萄糖醛酸，转化后d-手性肌醇摩尔占比15％左右，葡萄糖醛酸摩尔占比85％左右，肌醇转化完全，转化率高，同时葡萄糖醛酸提高了整体的经济效益。

23、4.本发明的工艺方法产生的污水及残渣少，对环境友好。

技术特征：

1.一种联产葡萄糖醛酸和d-手性肌醇的工艺方法，其特征在于包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种联产葡萄糖醛酸和d-手性肌醇的工艺方法，其特征在于：步骤a中肌醇脱氢酶与肌醇单酮异构酶的质量比为1：0.5～1，所述肌醇脱氢酶的酶活力为30～35u/mg，所述肌醇单酮异构酶的酶活力为25～30u/mg，所述肌醇脱氢酶加入量与肌醇溶液体积比为1-5g/l。

3.如权利要求1所述的一种联产葡萄糖醛酸和d-手性肌醇的工艺方法，其特征在于：步骤b中含有肌醇氧化酶的全细胞催化剂加入量与肌醇溶液的体积比为20-30g/l。

4.如权利要求1所述的一种联产葡萄糖醛酸和d-手性肌醇的工艺方法，其特征在于：步骤b中陶瓷膜的孔径为20-100nm，陶瓷膜浓液进行环保排污处理。

5.如权利要求1所述的一种联产葡萄糖醛酸和d-手性肌醇的工艺方法，其特征在于：步骤c中滤液经超滤膜过滤收集超滤膜清液，超滤膜清液过阴离子交换树脂吸附葡萄糖醛酸，收集流出液，其中超滤膜孔径1000-10000da，超滤膜浓液进行环保排污处理。

6.如权利要求5所述的一种联产葡萄糖醛酸和d-手性肌醇的工艺方法，其特征在于：步骤c中超滤膜清液先进入阳离子交换树脂进行脱盐，脱盐液进入阴离子交换树脂吸附葡萄糖醛酸，超滤膜清液进入阳离子交换树脂的流速为1-2bv/h，脱盐液进入阴离子交换树脂的流速为1-2bv/h。

7.如权利要求1所述的一种联产葡萄糖醛酸和d-手性肌醇的工艺方法，其特征在于：步骤c中流出液收集完毕后，用去离子水顶洗阴离子交换树脂，收集顶洗液，流出液和顶洗液合并进入步骤e中的浓缩器进行浓缩。

8.如权利要求1所述的一种联产葡萄糖醛酸和d-手性肌醇的工艺方法，其特征在于：步骤e中95wt％乙醇的加入量为浓缩液ⅰ体积的0.5-3.0倍。

9.如权利要求1所述的一种联产葡萄糖醛酸和d-手性肌醇的工艺方法，其特征在于：步骤e中降温速度为1-5℃/h。

10.如权利要求1所述的一种联产葡萄糖醛酸和d-手性肌醇的工艺方法，其特征在于：步骤f中解析液浓缩至固含30-50％w/w后进行喷雾干燥。

技术总结
本发明公开了一种联产葡萄糖醛酸和D‑手性肌醇的工艺方法，涉及D‑手性肌醇生产技术领域，采用肌醇脱氢酶与肌醇单酮异构酶的混合酶以及含有肌醇氧化酶的全细胞催化剂将肌醇转化为葡萄糖醛酸和D‑手性肌醇的混合液，其中葡萄糖醛酸被阴离子交换树脂柱吸附，实现了D‑手性肌醇的提纯，分离简单、彻底，极大的降低了分离成本，最后通过分别浓缩结晶和干燥，得到D‑手性肌醇和葡萄糖醛酸干粉，产品的纯度高，质量好。

技术研发人员：朱理平,徐良平,淮建路
受保护的技术使用者：诸城市浩天药业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15