雙酶法製取葡萄糖酸鋅的方法
2023-04-26 07:02:11
專利名稱：雙酶法製取葡萄糖酸鋅的方法
技術領域：
本發明屬於酶法生產葡萄糖酸鋅的技術領域，尤其涉及用雙酶法製取葡萄糖酸鋅 的方法。
背景技術：
鋅是人體必需的微量元素之一，能增強機體免疫力，促進兒童的生長發育。而葡萄 糖酸鋅是補鋅劑中最具優勢的產品。葡萄糖酸鋅還被廣泛應用於化妝品中。葡萄糖酸鋅為 白色結晶或顆粒狀粉末；易溶於水，不溶於乙醇，氯仿和乙醚。傳統的葡萄糖酸鋅的生產方法一般有兩種，一種是利用黑麴黴通過好氧發酵工 藝，生成葡萄糖酸然後中和生成葡萄糖酸鋅；另一種是以葡萄糖為原料通過催化劑氧化法 生成葡萄糖酸然後中和生產葡萄糖酸鋅。黑麴黴發酵法生產葡萄糖酸鋅，需要對糖質原料進行滅菌，因此會造成發酵液脫 色困難；發酵配料需要添加多種營養鹽，引入雜質，會造成提純成本上升。而且所得葡萄糖 酸鋅產品純度較低。且需要先發酵生成葡萄糖酸鈣，然後以葡萄糖酸鈣作為中間體製取葡 萄糖酸鋅，工藝路線複雜，需要用硫酸與葡萄糖酸鈣反應生成硫酸鈣和葡萄糖酸，需要離交 成本極高，且所採用的添加劑對人體有害。
發明內容
本發明的目的在於，克服現有技術的不足，提供了一種生產葡萄糖酸鋅的新方法， 不僅提高了葡萄糖酸鋅產品的純度，而且達到了高效、低耗、優質、節能和環保的目的。該方 法所有的原料均符合食品衛生的要求，產品安全可靠。通過該方法生產的產品葡萄糖酸鋅 完全符合國家標準(醫藥級標準)。為解決上述技術問題，本發明的技術方案為本發明採取的方法具體操作分為以 下步驟
(1)、將葡萄糖母液脫色，配製成10-25%(ff/V)的濃度；
(2)、向反應罐內先加入氧化鋅，加入量為葡萄糖幹基的45-50%(W/W)，然後加入過氧 化氫酶，加入量為葡萄糖幹基的0. 3-1. 2 %(ff/ff)，再加入葡萄糖氧化酶，加入量為葡萄糖 幹基的0. 5-1. 5 %(W/W)，加入過氧化氫酶1-10分鐘後，再加入葡萄糖氧化酶。反應溫度 為32-39 °C;葡萄糖氧化酶的酶學分類號為E. C. 1.1.3.4。過氧化氫酶的酶學分類號為EC 1. 11. 1. 6 ；
(3)、向反應罐內通入無菌空氣，通氣量(VVm)為0.6-1.2，攪拌速度為450_500r/ min,酶反應溫度為32-39 V，反應罐壓力保持在0. 1-0. 2MPa,酶反應過程中的PH控制在 5. 0-8. 0 ；
(4)、反應周期為25-40小時，當反應液中還原糖濃度降為0時，結束反應，酶反應結 束後對反應液進行滅酶、脫色、濃縮至乾物質濃度為20-40%時，降溫結晶，然後經分離、幹 燥得到成品葡萄糖酸鋅，所述的葡萄糖酸鋅結晶工藝是將濃縮後料液的過飽和度維持在1. 3-2. 0，由55-60°C以1-2°C /小時的速率降至25_30°C，降溫結晶周期為20-24小時。本發明的反應原理為
2 G · H2O + ZnO — Zn G2 + CO2 個 + H2O
本發明的有益效果是利用酶法生產葡萄糖酸鋅的新方法，具體是以葡萄糖為原料，採 用葡萄糖氧化酶和過氧化氫酶直接催化生成葡萄糖酸，並與氧化鋅反應生成葡萄糖酸鋅。 本法工藝簡單，通過本法生產的葡萄糖酸鋅產品純度高，符合當前國家對企業節能環保的 目標。
附圖1本發明的工藝流程圖。附圖2本發明的葡萄糖酸鋅形成機理。
具體實施例方式實施例1
配製20 %(質量體積比W/V)的葡萄糖溶液6000 ml，加入280 g氧化鋅，調節PH為 7. 0，先後加入葡萄糖乾物質質量百分含量0. 8%的過氧化氫酶和1. 0%的葡萄糖氧化酶， 設定酶反應溫度為35°C，通入無菌空氣，控制通氣量為l:lV/V/min，反應罐壓力保持在 0. IMPa,反應周期為40小時，當反應液中還原糖濃度降為0時，結束反應。
將反應液升溫至95°C滅酶，按0. 1%(W:V)加入活性炭於60 °C下脫色1小時，過濾得濾 液，在真空度為0.095MPa條件下，60°C蒸發，至於乾物質量百分比為22%停止。由60°C以 1.5°C/小時的速率降至24°C，降溫結晶周期為24小時，用離心機分離得葡萄糖酸鋅晶體。 所得晶體在80°C下，烘乾4小時，得成品葡萄糖酸鋅。將母液真空濃縮至乾物質量百分比為 30%進行二次結晶，乾燥後所得葡萄糖酸鋅。兩次結晶共製取葡萄糖酸鋅1180 g，基於原料 中葡萄糖質量的收率為98. 3 %，所得葡萄糖酸鋅純度為99. 4%。實施例2:
配製15 %(質量體積比W/V)的葡萄糖溶液6000 ml，加入220 g氧化鋅，調節PH為 7. 0，先後加入葡萄糖乾物質質量百分比為0. 8%的過氧化氫酶和1. 0%的葡萄糖氧化酶， 設定酶反應溫度為35°C。通入無菌空氣，控制通氣量為l:lV/V/min，反應罐壓力保持在 0. IMPa,反應周期為35小時，當反應液中還原糖濃度降為0時，結束反應。
將反應液升溫至於95°C滅酶，按0. 1%(W:V)加入活性炭於60°C下脫色1小時，過濾得 濾液，在真空度為0.095MPa條件下，60°C蒸發，至於乾物質量百分比為20%停止。由60°C 以1.5°C/小時的速率降至24°C，降溫結晶周期為24小時，用離心機分離得葡萄糖酸鋅晶 體。所得晶體在80°C下，烘乾4小時，得成品葡萄糖酸鋅。將母液真空濃縮至乾物質量百分 比為30%進行二次結晶，乾燥後所得葡萄糖酸鋅。兩次結晶共製取葡萄糖酸鋅686. 4 g，基 於原料中葡萄糖質量的收率為98. 0%。所得葡萄糖酸鋅純度為99. 6%。實施例3:
配製15 %(質量體積比W/V)的葡萄糖溶液6000 ml，加入220 g氧化鋅，調節PH為 7. 0，先後加入葡萄糖乾物質質量百分比為0. 8%的過氧化氫酶和1. 0%的葡萄糖氧化酶， 設定酶反應溫度為35°C。通入無菌空氣，控制通氣量為l:lV/V/min，反應罐壓力保持在0. 2MPa,反應周期為25小時，當反應液中還原糖濃度降為0時，結束反應。
將反應液升溫至於95°C滅酶，按0. 1%(W:V)加入活性炭於60°C下脫色1小時，過濾得 濾液，在真空度為0.095MPa條件下，60°C蒸發，至於乾物質量百分比為20%停止。由60°C 以1. 5°C /小時的速率降至24°C，降溫結晶周期為24小時，用離心機分離得葡萄糖酸鋅晶 體。所得晶體在80°C下，烘乾4小時，得成品葡萄糖酸鋅。將母液真空濃縮至乾物質量百分 比為3 0%進行二次結晶，乾燥後所得葡萄糖酸鋅。兩次結晶共製取葡萄糖酸鋅686. 4 g，基 於原料中葡萄糖質量的收率為98. 5 %，所得葡萄糖酸鋅純度為99. 6%。
權利要求
1.一種雙酶法製取葡萄糖酸鋅的方法，其特徵在於所述方法包括以下步驟(1)、將結晶葡萄糖配製成10-25%(ff/V)的濃度放入反應罐內；(2)、向反應罐內先加入氧化鋅，加入量為葡萄糖幹基的45-50%(W/W)，然後加入過氧化 氫酶，加入量為葡萄糖幹基的0. 3-1. 2 %(W/W)，再加入葡萄糖氧化酶，加入量為葡萄糖幹基 的 0. 5-1. 5 %(ff/ff)，反應溫度為 32-39 °C ；(3)、向反應罐內通入無菌空氣，通氣量(VVm)為0.6-1.2，攪拌速度為450-50017111士11， 酶反應溫度為32-39 0C ；(4)、反應周期為25-40小時，當反應液中還原糖濃度降為0時，結束反應，酶反應結束 後對反應液進行滅酶、脫色、濃縮至乾物質濃度為20-40%時，降溫結晶，然後經分離、乾燥 得到成品葡萄糖酸鋅。
2.根據權利要求1所述的一種雙酶法製取葡萄糖酸鋅方法，其特徵在於在所述的步 驟(2)中，加入過氧化氫酶1-10分鐘後，再加入葡萄糖氧化酶。
3.3、根據權利要求1所述的一種雙酶法製取葡萄糖酸鋅方法，其特徵在於其反應原 理為2 G · H2O + ZnO — Zn G2 + CO2 個 + H20。
4.根據權利要求1所述的一種雙酶法製取葡萄糖酸鋅方法，其特徵在於反應罐壓力 保持在 0. 1-0. 2MPa。
5.根據權利要求1所述的一種雙酶法製取葡萄糖酸鋅方法，其特徵在於所述步驟(2) 中的酶反應過程中的PH控制在5. 0-8. 0。
6.根據權利要求1所述的一種雙酶法製取葡萄糖酸鋅方法，其特徵在於所述的步 驟(4)是葡萄糖酸鋅結晶工藝是將濃縮後料液的過飽和度維持在1. 3-2. 0，由55-60°C以 1-2°C /小時的速率降至25-30°C，降溫結晶周期為20-24小時。
全文摘要
本發明公開了一種葡萄糖酸鋅的生產工藝，生產步驟如下1.將葡萄糖配製成10-25%(W/V)的濃度放入反應罐內；2.向反應罐內先加入氧化鋅，加入量佔葡萄糖幹基的45-50%，然後加入過氧化氫酶，加入量佔葡萄糖幹基的0.3-1.2%，再加入葡萄糖氧化酶，加入量佔葡萄糖幹基的0.5-1.5%；3.向反應罐內通入無菌空氣，通氣量(VVm)為0.6-1.2，攪拌速度為450-500r/min，酶反應溫度為32-39℃；4.經過25-40小時的反應，當反應液中還原糖濃度降為0時，結束反應；5.將反應液進行滅酶、脫色、濃縮至乾物質濃度為20-40%時，降溫結晶，然後經分離、乾燥得到成品葡萄糖酸鋅。本發明的優點在於，工藝簡單，通過本法生產的葡萄糖酸鋅產品純度高並符合當前國家對企業節能環保的要求。
文檔編號C12P7/58GK102080106SQ20101058027
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月9日 優先權日2010年12月9日
發明者尹玉健, 李曰強, 李秋紅, 王勇, 謝登玉, 阿納斯 申請人:山東西王生化科技有限公司