專利名稱：β環(huán)狀糊精高收率增產(chǎn)的新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了β-環(huán)狀糊精高收率增產(chǎn)的新工藝，尤其是用無芽胞嗜堿桿菌獲得的環(huán)狀糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶與淀粉反應(yīng)生產(chǎn)β-環(huán)狀糊精制備方法和設(shè)備。
β-環(huán)狀糊精是由7個葡萄糖分子以α.1-4糖苷鍵連接而成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物，β-環(huán)狀糊精的立體結(jié)構(gòu)為上狹下寬，兩端開口的空筒，空筒內(nèi)的直經(jīng)7-8，高為7，在水中的溶解度為1.85％對人體無毒副作用，可以安全用于醫(yī)藥、食品和其他它行業(yè)，β-環(huán)狀糊精是1891年發(fā)現(xiàn)，但一直到1970年初日本國發(fā)現(xiàn)嗜堿芽胞桿菌后，人類才真正可以小規(guī)模生產(chǎn)，到2001年為止，全世界只有少數(shù)幾個國家可以生產(chǎn)，但收率均在35％左右，我國有幾個小廠生產(chǎn)，成本較高，零售價在2.8-3萬/T，由于價格昂貴，影響許多行業(yè)無法使用，因此，提高轉(zhuǎn)化率，提高β-環(huán)狀糊精的收率，是解決這一問題的關(guān)鍵所在。從資料及報刊雜志上了解到我國生產(chǎn)β-環(huán)狀糊精的方法，多采用無芽胞嗜堿桿菌獲得的環(huán)狀糊精轉(zhuǎn)移酶與淀粉直接反應(yīng)生產(chǎn)β-環(huán)狀糊精，而美國專利92108913報到用從軟化芽胞桿菌中獲得的環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶制備環(huán)糊精在環(huán)己烷的存在下，增加環(huán)糊精的產(chǎn)量。其收率為35％。
已知反應(yīng)淀粉液中加入某些配位劑可以引起轉(zhuǎn)化率的提高，美國專利3.640.847號，記載著在1-葵醇存在下產(chǎn)品大多是α-環(huán)狀糊精，在甲苯、環(huán)己烷存在下產(chǎn)品大多是β-環(huán)狀糊精。我國報刊雜志中微生物雜志、食品與發(fā)酵工業(yè)，南開大學(xué)學(xué)報19953。6、1994。12、-工業(yè)微生物1995。25。2，淀粉科學(xué)于技術(shù)等有代表的論文和報道，都沒有發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明相同的，用無芽胞嗜堿桿菌獲得的環(huán)狀糊精轉(zhuǎn)移酶與淀粉反應(yīng)生產(chǎn)β-環(huán)狀糊精，而加入高收率增產(chǎn)必須存在的有機化合物配位劑的技術(shù)特征的工藝。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)、工藝中的不足之處而提供一種β-環(huán)狀糊精高收率增產(chǎn)的方法和新工藝設(shè)備，從而生產(chǎn)成本大幅度降低，使這一新材料分子微囊廣泛的用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品、等行業(yè)。
本發(fā)明的目的是按下述方法實施的在用從無芽胞嗜堿桿菌中獲得的環(huán)狀糊精轉(zhuǎn)移酶與淀粉反應(yīng)液生產(chǎn)β-環(huán)狀糊精制備轉(zhuǎn)化過程中，在轉(zhuǎn)化液中必須加入的有機溶劑配位劑為純苯、環(huán)己烷。目的是可以提高β-環(huán)狀糊精的轉(zhuǎn)化率，加快轉(zhuǎn)化速度。
本發(fā)明的有機溶劑配位劑最佳用量是淀粉重量的5-10％，優(yōu)選是5％。
轉(zhuǎn)化過成中的溫度保持在50-58℃，優(yōu)選地是53℃轉(zhuǎn)化過成中的PH＝7-10，優(yōu)選地是PH＝8-8.5轉(zhuǎn)化時間為8-48小時，優(yōu)選地是14-18小時轉(zhuǎn)化完閉后，加淀粉酶、糖化酶水解轉(zhuǎn)化液降粘。
轉(zhuǎn)化液降粘降溫后，溫度控制在1-50℃，優(yōu)選地是≤30℃。
提取過程有三種方案
1轉(zhuǎn)化液降粘降溫后，存儲在多功能儲罐內(nèi)，由β-環(huán)狀糊精自然沉降，隨后將上層溶液取出，在轉(zhuǎn)化液中將必須加入的有機溶劑配位劑純苯、環(huán)己烷，二甲苯、甲苯及有機溶劑加入，其目的是將溶在水中的環(huán)狀糊精分子和有機溶劑分子絡(luò)合成水不溶的組合物。
2轉(zhuǎn)化液降粘降溫后，采用離心機將大量的環(huán)狀糊精提取后，在轉(zhuǎn)化液中將必須加入的有機溶劑配位劑純苯、環(huán)己烷，二甲苯、甲苯及有機溶劑加入，其目的是將溶在水中的環(huán)狀糊精分子和有機溶劑分子絡(luò)合成水不溶的組合物。
3轉(zhuǎn)化液降粘降溫后，不經(jīng)過任何處理，而在轉(zhuǎn)化液中將必須加入的有機溶劑配位劑純苯、環(huán)己烷，二甲苯、甲苯及有機溶劑加入，其目的是將溶在水中的環(huán)狀糊精分子和有機溶劑分子絡(luò)合成水不溶的組合物。
以上三種方法不影響本發(fā)明的任何技術(shù)措施。
將轉(zhuǎn)化液降粘降溫后，在環(huán)化罐中將轉(zhuǎn)化液中已加入有機溶劑配位劑純苯、環(huán)己烷，二甲苯、甲苯及有機溶劑的轉(zhuǎn)化液，采用強力攪拌的環(huán)化罐，將轉(zhuǎn)化液中的環(huán)狀糊精分子和有機溶劑分子絡(luò)合成水不溶的組合物。
將絡(luò)合成水不溶的組合物用離心機分離。
將離心機分離的絡(luò)合成水不溶的組合物加1-10倍的水，優(yōu)選地是3倍的水，加熱蒸餾回收有機溶劑。
將β-環(huán)狀糊精進行精制，得到高含量、高品質(zhì)的β-環(huán)狀糊精。
下面結(jié)合實例對本發(fā)明作進一步祥細(xì)說明本實施例顯示來源于從無芽胞嗜堿桿菌中獲得的環(huán)狀糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶與淀粉反應(yīng)液生產(chǎn)β-環(huán)狀糊精制備轉(zhuǎn)化過程中，在轉(zhuǎn)化液中必須加入的有機溶劑配位劑為純精苯、環(huán)己烷和有機化合物。目的是可以提高β-環(huán)狀糊精的轉(zhuǎn)化率，加快轉(zhuǎn)化速度。實施例1玉米淀粉液含量10％1000L環(huán)狀糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶酶活2500U 用量 淀粉300U/G環(huán)狀糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶酶活2500U 用量 淀粉700U/GPH＝8 水為去離子水 溫度53℃先用環(huán)狀糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶，用量 淀粉 300U/G 8090℃液化，而后降溫60℃以下，加入純苯5g，加入環(huán)狀糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶，用量淀粉700U/G，溫度保持在53℃，轉(zhuǎn)化16小時。邊轉(zhuǎn)化邊測量，轉(zhuǎn)化率達(dá)最高(70％)時，升溫加α-淀粉酶降粘，100℃滅酶，調(diào)PH＝4，加糖化酶降粘。糖化酶降粘后的轉(zhuǎn)化液在溶器中環(huán)狀糊精自然沉降后，將上部溶液取出，加環(huán)己烷0.5％(體積/重量)，在環(huán)化罐強力攪拌10分鐘，將溶液用離心機分離，隨后把自然沉降和離心機分離的β-環(huán)狀糊精組合物加3倍的水并加熱100℃，除去環(huán)己烷，加活性碳脫色，100℃真空抽空水份，精制后得43gβ-環(huán)狀糊精。實施例2玉米淀粉液 含量10％ 1000L環(huán)狀糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶 酶活2500U 用量 淀粉 300U/G環(huán)狀糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶 酶活2500U 用量 淀粉 700U/GPH＝85 水為去離子水 溫度51℃先用環(huán)狀糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶，用量 淀粉 300U/G 8090℃液化，而后降溫60℃以下，加入環(huán)己烷5g，加入環(huán)狀糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶，用量 淀粉 700U/G，溫度保持在51℃，轉(zhuǎn)化19小時。邊轉(zhuǎn)化邊測量，轉(zhuǎn)化率達(dá)最高(65％)時，升溫加α-淀粉酶降粘，100℃滅酶，調(diào)PH＝4，加糖化酶降粘。糖化酶降粘后的轉(zhuǎn)化液在溶器中環(huán)狀糊精自然沉降后，將上部溶液取出，加入純苯0.5％(體積/重量)，在環(huán)化罐強力攪拌10分鐘，將溶液用離心機分離，隨后把自然沉降和離心機分離的β-環(huán)狀糊精組合物加2倍的水并加熱100℃，除去環(huán)己烷，加活性碳脫色，100℃真空抽空水份，精制后得43gβ-環(huán)狀糊精。
PH＝8 水為去離子水 溫度53℃先用環(huán)狀糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶，用量 淀粉 300U/G 8090℃液化，而后降溫60℃以下，加入純苯5g，加入環(huán)狀糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶，用量淀粉 700U/G，溫度保持在53℃，轉(zhuǎn)化16小時。邊轉(zhuǎn)化邊測量，轉(zhuǎn)化率達(dá)最高(70％)時，升溫加α-淀粉酶降粘，100℃滅酶，調(diào)PH＝4，加糖化酶降粘。糖化酶降粘后的轉(zhuǎn)化液加純苯0.5％(體積/重量)，在環(huán)化罐強力攪拌10分鐘，將溶液用離心機分離，隨后把自然沉降和離心機分離的β-環(huán)狀糊精組合物加3倍的水并加熱100℃，除去純苯，加活性碳脫色，100℃真空抽空水份，精制后的48gβ-環(huán)狀糊精。
從結(jié)果可以看出，轉(zhuǎn)化過程中加入有機溶劑后轉(zhuǎn)化率得到很大的提高達(dá)到70％，把轉(zhuǎn)化時間縮短在18個小時，提取過程中加入有機溶劑配位劑后，可以將轉(zhuǎn)化液中的β-環(huán)狀糊精高效率的提取，高效率的提取率達(dá)98％以上。β-環(huán)狀糊精的收率達(dá)到淀粉用量的45％以上。
權(quán)利要求
1 一種β-環(huán)狀糊精生產(chǎn)新工藝，其特征在于用環(huán)糊精轉(zhuǎn)移酶來催化、水解淀粉，在有機溶劑存在下，使淀粉轉(zhuǎn)化成β-環(huán)狀糊精的產(chǎn)量可大幅度提高。轉(zhuǎn)化液中加入有機溶劑后，采用環(huán)化配位罐，分離設(shè)備，可將溶液中的產(chǎn)品高效率的提取。該新工藝用在生產(chǎn)過程中，可以提高β-環(huán)狀糊精的轉(zhuǎn)化率，提高β-環(huán)狀糊精的收率，縮短了轉(zhuǎn)化過程的時間，降低了成本。
2 根據(jù)權(quán)力要求1，用無芽胞嗜堿桿菌獲得的環(huán)狀糊精轉(zhuǎn)移酶與淀粉反應(yīng)生產(chǎn)β-環(huán)狀糊精，應(yīng)在反應(yīng)液中加入可提高轉(zhuǎn)化率的有機溶劑配位劑純苯、環(huán)己烷及有機化合物。
3 根據(jù)權(quán)力要求2，反應(yīng)液中必須加入的有機溶劑配位劑是，其沸點為30-130℃，不溶或微溶于水，直經(jīng)小于7的各種有機化合物和有機溶劑。
4 根據(jù)權(quán)力要求1，為將淀粉用環(huán)狀糊精轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)化完畢后轉(zhuǎn)化液中的環(huán)狀糊精高效率的提取，而在轉(zhuǎn)化液中必須加入的有機溶劑配位劑為純苯、環(huán)己烷，二甲苯、甲苯及其它有機溶劑，其目的是將溶在水中的環(huán)狀糊精分子和有機溶劑分子絡(luò)合成水不溶的組合物。
5 根據(jù)權(quán)力要求4，轉(zhuǎn)化液中必須加入的有機溶劑配位劑是，其沸點為30-130℃，不溶或微溶于水，直經(jīng)小于7的各種有機化合物和有機溶劑。
6 根據(jù)權(quán)力要求4，在轉(zhuǎn)化液中必須加入的有機溶劑配位劑純精苯環(huán)己烷，二甲苯、甲苯及其它有機溶劑的時間為(1)轉(zhuǎn)化液在多功能儲罐內(nèi)，由β-環(huán)狀糊精自然沉降后，(2)轉(zhuǎn)化液在離心機，將大量的環(huán)狀糊精提取后，(3)轉(zhuǎn)化液不經(jīng)過任何處理時。
7 根據(jù)權(quán)力要求1，環(huán)化配位罐為防爆強力攪拌罐，轉(zhuǎn)速在150-1200轉(zhuǎn)，材質(zhì)是不銹鋼、碳鋼，其目的意義是將純精苯、環(huán)己烷分子及各種有機溶劑配位劑分子，與反應(yīng)液中的環(huán)狀糊精分子高效、快速組合成不溶于水的組合物。
8 根據(jù)權(quán)力要求1，純精苯、環(huán)己烷分子及各種有機溶劑配位劑分子，與反應(yīng)液中的環(huán)狀糊精分子組合成不溶于水的組合物后，從反應(yīng)液中提取環(huán)糊精的分離設(shè)備為蝶片離心機，沉淀離心機，乳制品離心機及渦螺式離心機。
9 根據(jù)權(quán)力要求4、5、6、7、8項，技術(shù)權(quán)力對β-環(huán)狀糊精衍生物的提取工藝仍然有效。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種β－狀糊精生產(chǎn)新工藝,其特征在于為了用無芽胞嗜堿桿菌獲得的環(huán)狀糊精轉(zhuǎn)移酶與淀粉反應(yīng)生產(chǎn)β－環(huán)狀糊精,β－環(huán)狀糊精可以大幅度提高產(chǎn)量。在反應(yīng)液中加入有機溶劑配位劑,采用環(huán)化配位罐,有機溶劑絡(luò)合,分離設(shè)備提取,可將反應(yīng)液轉(zhuǎn)化的β－環(huán)狀糊精高效率分離提取,用該工藝在生產(chǎn)過程中可以提高β－環(huán)狀糊精的轉(zhuǎn)化率,收率?？s短了轉(zhuǎn)化過程的時間,降低了成本,該工藝技術(shù)先進,設(shè)備設(shè)計合理。
文檔編號C08B37/00GK1363613SQ01101790
公開日2002年8月14日 申請日期2001年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月5日
發(fā)明者李金龍 申請人:李金龍