專利名稱：一種從西瓜中提取瓜氨酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于食品醫(yī)藥領(lǐng)域，特別是瓜氨酸制備技術(shù)。
背景技術(shù)：
瓜氨酸是一種非蛋白質(zhì)氨基酸，具有很多重要的生理功能，在醫(yī)藥和食品領(lǐng)域中有重要的作用。
目前生產(chǎn)瓜氨酸的方法主要是發(fā)酵法、酶法和合成法。這些方法生產(chǎn)瓜氨酸的過程中需要添加其他化學(xué)添加劑，最終獲得的產(chǎn)品不適于直接用于藥品生產(chǎn)和食品添加。
Agnes M.Rimando，Penelope M.Per kins-Veazie在文章中提到的方法，先將西瓜樣品溶解在5mL80％甲醇中，再經(jīng)超聲波處理20分鐘，過濾后用5mL80％甲醇(MeOH)洗滌，獲取瓜氨酸樣品進(jìn)行測試(A.M.R imando，P.M.Perkins-Veazie.Jornal of Chromatography A.1078(2005)196-200)。該方法僅用于少量試驗(yàn)樣品的測試分析之用，達(dá)不到工業(yè)水平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種從西瓜中直接提取瓜氨酸的工業(yè)方法，獲得的瓜氨酸產(chǎn)品不含有害物質(zhì)，可直接用于藥品生產(chǎn)或作為食品添加劑。
本發(fā)明包括以下步驟(1)將從西瓜瓤中榨取的西瓜汁在充分?jǐn)嚢韬箅x心得上清液；(2)將所得上清液經(jīng)截留分子量為5000～8000(優(yōu)選6000)的超濾膜超濾后得超濾液；(3)用離子交換法進(jìn)行分離純化，將所得超濾液用鹽酸調(diào)節(jié)PH值至3～5(優(yōu)選4)，以4～8BV/h(樹脂床體積/小時(shí))流速上柱，經(jīng)陽離子交換樹脂柱分離純化(優(yōu)選苯乙烯磺酸型樹脂)；(4)進(jìn)行直線梯度洗脫，洗脫劑A相是氨水，B相為去離子水，洗脫流速1BV/h，洗脫劑起始濃度0％，終止?jié)舛葹?.5～2.0％；(5)繪制洗脫曲線，合并收集洗脫峰處的洗脫劑；(6)減壓蒸餾濃縮，將所得濃縮液冷凍干燥得瓜氨酸(粉末)。
在上述第(2)步中，超濾的切向流流速為15～150mL/min，過濾壓力為0.01～0.10MPa。
在上述第(3)步中，離子交換柱樹脂的PH值為4。
在上述第(5)步，在合并收集洗脫峰處的洗脫液后，可用弱極性大孔樹脂進(jìn)行動(dòng)態(tài)脫色。
在上述第(6)步中，減壓蒸餾濃縮的溫度可為40℃。
在上述第(6)步中，減壓蒸餾濃縮后，可將所得濃縮液加入無水乙醇，冷凍析出瓜氨酸晶體。
在第(1)步中，也可使用西瓜莖、皮、葉作原料，將原料洗凈、粉碎加去離子水?dāng)嚢?，浸提后得到的浸提液，提取時(shí)間2小時(shí)，在充分?jǐn)嚢韬箅x心分離得到上清液。浸提過程的料液比可選擇1∶4～8。
在上述第(2)步中，在超濾之前，也可對(duì)上清液進(jìn)行真空抽濾處理，以進(jìn)一步去除雜質(zhì)。
本發(fā)明所使用的方法，利用超濾和層析方法直接從西瓜中提取瓜氨酸，工藝流程短，能耗低，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。獲得的瓜氨酸產(chǎn)品不含有害物質(zhì)，可直接用于藥品生產(chǎn)或作為食品添加劑，且可以將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的瓜葉、瓜皮等廢棄物再利用，生產(chǎn)出附加值高的瓜氨酸產(chǎn)品，經(jīng)濟(jì)性好。
在本發(fā)明中，用超濾膜對(duì)提取的上清液進(jìn)行過濾，可明顯提高樹脂分離效率，減輕對(duì)樹脂的污染，延長樹脂使用周期，節(jié)省投資，且能提高產(chǎn)品純度。采用直線梯度洗脫，可顯著提高最終瓜氨酸產(chǎn)品的純度。
如用弱極性大孔樹脂進(jìn)行動(dòng)態(tài)脫色，可使洗脫液顏色明顯變淺，提高最終瓜氨酸產(chǎn)品的品質(zhì)。


附圖1是本方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1(1)榨汁用榨汁機(jī)將西瓜瓤榨成汁，取500ml室溫下攪拌2小時(shí)，離心機(jī)5000rpm離心15分鐘，取上清液，真空抽濾。
(2)超濾將上清液過中空纖維素膜(一種超濾膜，截留分子量為6000，型號(hào)UEOS503，天津膜天膜工程技術(shù)有限公司生產(chǎn))，進(jìn)料的切向流流速150mL/min，過濾壓力為0.05MPa，收集超濾液460ml。
(3)上柱將732(苯乙烯磺酸型)陽離子交換樹脂進(jìn)行預(yù)處理，處理為H型，PH值約為4。調(diào)節(jié)超濾液PH為3，以4BV/h流速上柱(內(nèi)徑19毫米，長度950毫米)，茚三酮顯色反應(yīng)為陽性停止上柱，最終上柱體積為380ml。
(4)洗脫上柱結(jié)束后頂水40ml，以濃度為0～0.5％氨水直線梯度洗脫(起始濃度為0％，終止?jié)舛葹?.5％)，流速1BV/h，用自動(dòng)部分收集儀收集洗脫液，每5ml一試管，共收集80管，利用HPLC法定量檢測瓜氨酸含量，繪制洗脫曲線，將瓜氨酸洗脫峰處的洗脫液合并，共100ml。
(5)脫色將合并的洗脫液通過裝有AB-8(南開大學(xué)樹脂廠生產(chǎn))的弱極性大孔樹脂的柱子(內(nèi)徑13mm高250mm)進(jìn)行動(dòng)態(tài)脫色，流速為1.0ml/min。
(6)濃縮將脫色后的洗脫液40℃減壓蒸餾濃縮，將濃縮物真空冷凍干燥48h，得到1.69g淡黃色瓜氨酸粉末，收率75.6％，純度37.7％。
實(shí)施例2(1)榨汁用榨汁機(jī)將西瓜瓤榨成汁，取500ml室溫下攪拌3小時(shí)，5000rpm離心15min，取上清液，真空抽濾。
(2)超濾將上清液過中空纖維素膜(一種超濾膜，截留分子量為6000，型號(hào)UEOS503天津膜天膜工程技術(shù)有限公司)，進(jìn)料的切向流流速150mL/min，過濾壓力為0.05MPa，收集超濾液460ml。
(3)上柱將732(苯乙烯磺酸型)陽離子交換樹脂進(jìn)行預(yù)處理，處理為H型，PH值約為4。調(diào)節(jié)超濾液PH為4，以6BV/h流速上柱(內(nèi)徑19毫米，長度950毫米)，茚三酮顯色反應(yīng)為陽性停止上柱，最終上柱體積為380ml。
(4)洗脫上柱結(jié)束后頂水40ml，以濃度為0～1.0％氨水直線梯度洗脫(起始濃度0％，終止?jié)舛葹?.0％)，流速1BV/h，用自動(dòng)部分收集儀收集洗脫液，每5ml一試管，共收集80管，利用HPLC法定量檢測瓜氨酸含量，繪制洗脫曲線，將瓜氨酸洗脫峰處的洗脫液合并，共85ml。
(5)脫色將合并的洗脫液通過裝有AB-8(南開大學(xué)樹脂廠生產(chǎn))的弱極性大孔樹脂的柱子(內(nèi)徑13mm高250mm)進(jìn)行動(dòng)態(tài)脫色，流速為1.0ml/min。
(6)濃縮將脫色后的洗脫液40℃減壓蒸餾濃縮，將濃縮物真空冷凍干燥48h，得到1.78g淡黃色瓜氨酸粉末，收率81.0％，純度41.0％。加無水乙醇冷凍結(jié)晶一次可得到0.41g純度為65％的瓜氨酸晶體。
實(shí)施例3(1)榨汁用榨汁機(jī)將西瓜瓤榨成汁，取500ml室溫下攪拌4小時(shí)，5000rpm離心15min，取上清液，真空抽濾。
(2)超濾將上清液過中空纖維素膜(一種超濾膜，截留分子量為6000，型號(hào)UEOS503，天津膜天膜工程技術(shù)有限公司生產(chǎn))，進(jìn)料的切向流流速150mL/min，過濾壓力為0.05MPa，收集超濾液460ml。
(3)上柱將732(苯乙烯磺酸型)陽離子交換樹脂進(jìn)行預(yù)處理，處理為H型，PH值約為4。調(diào)節(jié)超濾液PH為5，以8BV/h流速上柱(內(nèi)徑19毫米，長度950毫米)，茚三酮顯色反應(yīng)為陽性停止上柱，最終上柱體積為360ml。
(4)洗脫上柱結(jié)束后頂水40ml，以濃度為0～2.0％氨水直線梯度洗脫(起始濃度0％，終止?jié)舛葹?.0％)，流速1BV/h，用自動(dòng)部分收集儀收集洗脫液，每5ml一試管，共收集80管，利用HPLC法定量檢測瓜氨酸含量，繪制洗脫曲線，將瓜氨酸洗脫峰處的洗脫液合并，共80ml。
(5)脫色將合并的洗脫液通過裝有AB-8(南開大學(xué)樹脂廠生產(chǎn))的弱極性大孔樹脂的柱子(內(nèi)徑13mm高250mm)進(jìn)行動(dòng)態(tài)脫色，流速為1.0ml/min。
(6)濃縮將脫色后的洗脫液40℃減壓蒸餾濃縮，將濃縮物真空冷凍干燥48h，得到1.72g淡黃色瓜氨酸粉末，收率77.5％，純度35.5％。加無水乙醇冷凍結(jié)晶一次可得到0.43g純度為57％的瓜氨酸晶體。
權(quán)利要求
1.一種從西瓜中提取瓜氨酸的方法，其特征在于包括如下步驟，(1)將從西瓜瓤中榨取的西瓜汁在充分?jǐn)嚢韬箅x心得上清液；(2)將所得上清液經(jīng)截留分子量為5000～8000的超濾膜超濾后得超濾液；(3)將所得超濾液用鹽酸調(diào)節(jié)PH值至3～5，以4～8BV/h流速上柱，經(jīng)陽離子交換樹脂柱分離純化；(4)進(jìn)行直線梯度洗脫，洗脫劑A相是氨水，B相為去離子水，洗脫流速1BV/h，洗脫劑起始濃度0％，終止?jié)舛葹?.5～2.0％；(5)合并收集洗脫峰處的洗脫液；(6)減壓蒸餾濃縮，將所得濃縮液冷凍干燥得瓜氨酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第(2)步中，所述超濾膜的截留分子量為6000，超濾的切向流流速為15～150mL/min，過濾壓力為0.01～0.10MPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于第(3)步中，將離子交換柱樹脂預(yù)處理為H型，PH值為4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的方法，其特征在于第(3)步中，所得超濾液用鹽酸調(diào)節(jié)PH值至4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一所述的方法，其特征在于第(3)步中所述的陽離子交換樹脂是苯乙烯磺酸型樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5任一所述的方法，其特征在于第(5)步合并收集洗脫峰處的洗脫液后，用弱極性大孔樹脂進(jìn)行動(dòng)態(tài)脫色。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6任一所述的方法，其特征在于第(6)步中，減壓蒸餾濃縮的溫度為40℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7任一所述的方法，其特征在于第(6)步中，減壓蒸餾濃縮后，將所得濃縮液加入無水乙醇，冷凍析出瓜氨酸晶體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8任一所述的方法，其特征在于第(1)步中，所述的上清液是通過將西瓜莖、皮、葉粉碎加去離子水?dāng)嚢杞岷笏玫慕嵋涸诔浞謹(jǐn)嚢韬箅x心分離得到的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，第(1)步中，浸提過程的料液比為1∶4～8。
全文摘要
一種從西瓜中提取瓜氨酸的方法，屬于食品醫(yī)藥工業(yè)的瓜氨酸制備技術(shù)領(lǐng)域。其過程是西瓜汁或瓜皮、莖、葉的浸提液在充分?jǐn)嚢韬箅x心得上清液；將所得上清液經(jīng)超濾膜過濾后用鹽酸調(diào)節(jié)pH值至3～5，以4～8BV/h流速上柱，經(jīng)陽離子交換樹脂柱分離；采用直線梯度洗脫，洗脫劑A相是氨水，B相為去離子水，洗脫流速1BV/h，洗脫劑起始濃度0％，終止?jié)舛葹?.5～2.0％；合并收集洗脫峰處的洗脫液，減壓蒸餾濃縮，將所得濃縮液冷凍干燥得瓜氨酸產(chǎn)品。所得產(chǎn)品不含有害物質(zhì)，可直接用于藥品生產(chǎn)或作為食品添加劑。
文檔編號(hào)C07C273/00GK1931835SQ200610113510
公開日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者袁其朋, 陳婧, 王亞寧 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)