一種酶法制備葡萄糖酸鈉的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種酶法制備葡萄糖酸鈉的方法，屬于生物化學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明將葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化下，與氧氣和水發(fā)生氧化反應(yīng)生產(chǎn)葡萄糖酸和過氧化氫，過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解成為水和氧氣，而葡萄糖酸則和氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)生產(chǎn)葡萄糖酸鈉；經(jīng)滅酶、脫色、濃縮、結(jié)晶、干燥得到成品葡萄糖酸鈉。本發(fā)明可以用于生產(chǎn)食品級以及藥品級的葡萄糖酸鈉，具有操作簡單，反應(yīng)時間短，產(chǎn)品純度高，廢物少等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種酶法制備葡萄糖酸鈉的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種酶法制備葡萄糖酸鈉的方法，屬于生物化學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 葡萄糖酸鈉是一種多羥基有機(jī)酸鹽，廣泛應(yīng)用于化工、食品、醫(yī)藥、建筑等行業(yè)。目 前葡萄糖酸鈉的生產(chǎn)方法主要有均相化學(xué)氧化法、電解氧化法、多相催化氧化法和生物發(fā) 酵法等四種方法。均相化學(xué)氧化法是以結(jié)晶葡萄糖為原料，將結(jié)晶葡萄糖加水溶解后加入 催化劑，在一定的反應(yīng)溫度下，加人次氯酸鈉溶液，同時滴加堿液使平衡體系向葡萄糖酸鈉 的生成方向移動，反應(yīng)結(jié)束后，通過濃縮結(jié)晶即得葡萄糖酸鈉產(chǎn)品。該工藝過程易于操控， 但葡萄糖酸鈉產(chǎn)率低，產(chǎn)品中會混有氯化鈉雜質(zhì)，產(chǎn)品的應(yīng)用受到限制。電解氧化法是基于 電化學(xué)的原理，在電解槽中預(yù)先加入一定量的葡萄糖溶液和適宜的電解質(zhì)，控制反應(yīng)溫度， 然后向電解槽人恒定的電流進(jìn)行電解反應(yīng)，電解結(jié)束后，將電解液濃縮結(jié)晶即得葡萄糖酸 鈉晶體。電解氧化法生產(chǎn)成本較高，設(shè)備復(fù)雜，反應(yīng)不宜控制，不適用于工業(yè)化生產(chǎn)。多相 催化氧化法是在反應(yīng)罐中加人一定濃度的葡萄糖溶液和催化劑，再向反應(yīng)體系中通入適量 的空氣，控制恒定的反應(yīng)溫度和pH，反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過濾、濃縮結(jié)晶、離心干燥得到葡萄糖酸 鈉晶體。該工藝簡單，產(chǎn)品質(zhì)量較好，但催化劑成本較高。生物發(fā)酵法是以種子液添加大量 培養(yǎng)基進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)葡萄糖酸鈉。隨著優(yōu)良菌種的選育已經(jīng)可以耐受較高的底物濃度。但 是由于大量的培養(yǎng)基加入以及副產(chǎn)物給后期的提取精制帶來很大麻煩，直接影響到產(chǎn)品的 質(zhì)量和轉(zhuǎn)化率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供一種由酶直接催化氧化葡萄糖生產(chǎn)葡萄糖酸鈉的方法，克服了現(xiàn)有生 產(chǎn)技術(shù)缺點(diǎn)，具有轉(zhuǎn)化效率高，生產(chǎn)時間短，產(chǎn)品純度高，工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是將葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化下，與氧氣和水發(fā)生氧化反 應(yīng)生產(chǎn)葡萄糖酸和過氧化氫，過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解成為水和氧氣，而葡萄 糖酸則和氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)生產(chǎn)葡萄糖酸鈉。進(jìn)一步，經(jīng)滅酶、脫色、濃縮、結(jié)晶、干燥 得到成品葡萄糖酸鈉。
[0005] 所述酶催化反應(yīng)方程式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種酶法制備葡萄糖酸鈉的方法，其特征在于，將葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化下， 與氧氣和水發(fā)生氧化反應(yīng)生產(chǎn)葡萄糖酸和過氧化氫，過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解 成為水和氧氣，而葡萄糖酸則和氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)生產(chǎn)葡萄糖酸鈉。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將反應(yīng)液經(jīng)滅酶、脫色、濃縮、結(jié)晶干燥得 到成品葡萄糖酸鈉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，主要包括以下步驟：向質(zhì)量分?jǐn)?shù)35-40% 的葡萄糖溶液中一次或者分批加入葡萄糖氧化酶和過氧化氫酶，流加質(zhì)量分?jǐn)?shù)40-50% 的氫氧化鈉溶液以維持溶液PH5. 0-7. 0,維持溫度38±1 °C，通入壓縮空氣，通氣量為 0. 5-lvvm，維持罐壓0. 2-0. 5MPa，攪拌轉(zhuǎn)速為250-300r/min，反應(yīng)20-24小時；測得殘?zhí)?〈0. 3%，流加氫氧化鈉達(dá)到理論反應(yīng)需求量，此時將反應(yīng)pH調(diào)節(jié)為6. 5-7. 5,維持20-30min 后，催化反應(yīng)結(jié)束。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，將反應(yīng)液經(jīng)滅酶、脫色、濃縮、結(jié)晶干 燥得到成品葡萄糖酸鈉，主要包括以下步驟：（1)滅酶與脫色：反應(yīng)結(jié)束后，加入活性炭并 加熱，過濾得到無色溶液；(2)濃縮：將過濾所得到的溶液，減壓蒸發(fā)濃縮，得到葡萄糖酸鈉 質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于70%的溶液；（3)結(jié)晶干燥：將溶液流化床干燥。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，葡萄糖氧化酶添加量為 5000-10000U/ml〇
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，過氧化氫酶添加量為10-20萬U/ml。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟（1)是向反應(yīng)液中加入2-5%的粉末 狀活性炭，并加熱沸騰20min，然后過濾除去蛋白質(zhì)以及色素。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟（2)將經(jīng)過滅酶和脫色的濾液在負(fù) 0. 07-0. 09MPa，溫度80°C的條件下減壓濃縮至葡萄糖酸鈉濃度達(dá)70%以上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述過濾是微孔抽濾或板框過濾。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述結(jié)晶干燥為噴霧流化床干燥。
【文檔編號】C12P7/58GK104450806SQ201410707720
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】余曉斌, 肖成建 申請人:江南大學(xué)