一种酶改性芸香苷混合物的制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及酶学技术领域，特别涉及一种酶改性芸香苷混合物的制备工艺。具体包括以下步骤：以芸香苷和糊精类物质为主要原料，在生物转化酶的作用下进行反应，反应结束后得到反应液A，然后对反应液A进行精制可得到不同的酶改性芸香苷混合物，通过超滤设备去除反应液A中的生物酶，再通过纳滤设备去除反应液A中的残糖，最后通过离子交换树脂和活性炭进行脱盐脱色处理，对精制好的溶液进行真空浓缩，并将浓缩液进行喷雾干燥，可得到酶改性芸香苷混合物。本发明专利技术使用酶转化法制备酶改性芸香苷混合物，转化效率高，反应温和，同时通过对于多种生物酶的联合使用，制备出不同种类的酶改性芸香苷混合物，大大提高了制备工艺的灵活性。

Preparation of an Enzymatic Modified Rutin Mixture

【技术实现步骤摘要】
一种酶改性芸香苷混合物的制备工艺
本专利技术涉及酶学
，特别涉及一种酶改性芸香苷混合物的制备工艺。
技术介绍
芸香苷又称芦丁、维生素P，是一种广泛存在于植物体内的黄酮醇配糖体，两个配糖体为葡萄糖和鼠李糖。芸香苷具广泛的药理活性，临床上用于防治脑溢血、高血压、视网膜出血、急性出血性肾炎和治疗慢性气管炎等。此外，芸香苷在食品、化妆品工业中也有比较广泛的应用。但是，由于芸香苷的水溶性差，在水溶液中性质也不稳定，其应用和商业价值均受到限制。为改善芸香苷的水溶性，研究者尝试多种方式对其进行改性，常见的芸香苷改性方法多为化学法，但化学法的改性加工过程有可能对芸香苷应用的安全性产生潜在的威胁。利用环糊精对芸香苷进行包埋法是简单又安全的方法，但芸香苷-环糊精包含物，溶解度仅比芸香苷提高了10倍。利用酶技术对功能性成分进行改性则是一种简单、实用并且安全的办法。其中利用糖基分进行酶法改性的研究一直是近年来研究的热点。将功能性成分改性成两亲性分子，其中疏水区为功能性成分的骨架，亲水区为葡萄糖链，可大大提高难溶性物质的溶解性。与化学合成相比，生物合成具有高效、立体专一性、反应可调控、易于工业化等特点，并且反应条件温和、成本低、污染小、副产物少。针对以上问题，本专利技术提出了一种酶改性芸香苷混合物的制备工艺，通过几种生物酶的联合使用，制备出了不同种类的酶改性芸香苷混合物，且每种酶改性芸香苷混合物在不同领域内均具有一定的功能活性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种酶改性芸香苷混合物的制备工艺，整个工艺流程中没有使用任何有机溶剂，工艺过程绿色环保，而且成本较低。为实现上述目的，本专利技术采用以下方案：一种酶改性芸香苷混合物的制备工艺，包括酶转化、超滤、纳滤、离子交换树脂纯化、活性炭脱色、减压蒸馏、喷雾干燥等过程，以糊精类物质作为葡萄糖基供体，芸香苷作为葡萄糖基受体，溶剂为纯化水，加入生物酶进行酶转化反应，调节反应溶液的pH为5-6，在40-60℃下反应12-24小时，反应结束后得到反应液A；采用以下两种方案得到不同的酶改性芸香苷混合物：方案一：向反应液A中加入复合糖化酶，在55℃下继续反应5-8小时，反应结束后得到反应液B，通过超滤设备去除反应液B中的生物酶，再通纳滤设备去除反应液B中的残糖，最后通过离子交换树脂和活性炭进行脱盐脱色处理，对纯化好的溶液进行真空浓缩，并将浓缩液进行喷雾干燥，最终得到酶改性芸香苷混合物1。方案二：，向反应液B中继续加入鼠李糖苷酶，在55℃下继续反应12-18小时，反应结束后得到反应液C，对反应液C也进行相同的超滤、纳滤、脱盐脱色、浓缩及喷雾干燥工程，最终得到酶改性芸香苷混合物2。进一步地，酶转化反应是指在生物酶的作用下，在非水溶性受体的羟基上，接入一个或多个葡萄糖基，从而将其变为水溶性，同时不影响其生物活性。进一步地，葡萄糖基供体为糊精类物质，包括β-环糊精、α-环糊精、麦芽糊精等；生物酶包括α-葡萄糖苷转移酶、环糊精葡萄糖基转移酶等；进一步地，芸香苷与糊精类物质的投料质量比为1∶1～1∶6。进一步地，反应液A，其主要溶质为括：葡萄糖基芸香苷、芸香苷、残糖及其它杂质，其中葡萄糖基芸香苷是指由单葡萄糖基芸香苷、双葡萄糖基芸香苷、三葡萄糖基芸香苷、四葡萄糖基芸香苷等多葡萄糖基芸香苷组成的混合物；反应液B，其主要溶质为：单葡萄糖基芸香苷、芸香苷、残糖及其它杂质；反应液C，其主要溶质为：单葡萄糖基芸香苷、异槲皮素、残糖及其它杂质。进一步地，复合糖化酶包括淀粉酶、普鲁兰酶等，其作用是将多葡萄糖基芸香苷水解为单葡萄糖基芸香苷。进一步地，酶改性芸香苷混合物1为浅黄色粉末，其组分包括：单葡萄糖基芸香苷、芸香苷，且单葡萄糖基芸香苷含量为70％～80％，芸香苷含量为10％～20％；酶改性芸香苷混合物2为浅黄色粉末，其组分包括：单葡萄糖基芸香苷、异槲皮素，且单葡萄糖基芸香苷含量为70％～80％，异槲皮素含量为10％～20％；鼠李糖苷酶，其作用是将芸香苷水解为异槲皮素。进一步地，超滤设备为卷式超滤膜，且膜的截留分子量可使反应液中的酶的去除率在95％以上；纳滤设备为卷式纳滤膜，且膜的截留分子量可使反应液中残糖的去除率在90％以上。进一步地，真空浓缩后的浓缩液其浓度为20％～40％；喷雾干燥，其进口温度控制在150℃～180℃。本专利技术的创新点及优势在于：本工艺采用生物酶转化法制备酶改性芸香苷混合物，生产效率高，专一性强，而且随着近几年生物酶技术的大力发展，更多的高效功能性酶投入到规模化生产中，使得酶转化法的生产效率已经赶超化学合成法；同时本工艺中没有使用任何有机溶剂，废水排放量远远小于化学合成法，且废水中不含重金属及其他有毒物质；同时本工艺将多种生物酶联合使用，得到了不同的产物，使得本工艺具有更高的灵活性，可根据市场的变化，调整生产工艺的目的产物；本工艺在纯化工艺上选择卷式膜过滤与离子交换树脂相结合的方法，除杂效率高，废水排放少；总体来说本工艺生产效率高，流程更为简便，环境友好性更高。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行进一步描述，实施例是为了更好的说明本专利技术，而不是对本专利技术进行限制。实施例1：将120kg麦芽糊精加入300kg纯化水中，加热并搅拌均匀后再加入60kg芸香苷，用稀盐酸调节反应溶液的pH为5，加入1500ml的α-葡萄糖苷转移酶(4000U/ml)，在50℃下常压反应15h；反应结束后向反应液中加入1000ml复合糖化酶(5000U/ml)，在55℃下继续反应8小时，反应结束后得到含有单葡萄糖基芸香苷和芸香苷的反应液，将反应液稀释1倍，然后经过卷式超滤膜(截留分子量10000)过滤除去α-葡萄糖苷转移酶和复合糖化酶，再经过卷式纳滤膜(截留分子量200)去除残糖。然后将反应液再次稀释到浓度为10％，再通过离子交换树脂进行脱盐处理，然后按照液体量的0.5％加入活性炭进行脱色，通过压滤去除活性炭后，将滤液进行真空浓缩(-0.1Mpa70℃)至浓度为30％，然后对浓缩液进行喷雾干燥，喷雾进口温度为160℃，得到浅黄色酶改性芸香苷混合物71kg，其中单葡萄糖基芸香苷的含量为73.6％，芸香苷含量17.1％。实施例2：将180kgα-环糊精加入400kg纯化水中，加热并搅拌均匀后再加入60kg芸香苷，用稀盐酸调节反应溶液的pH为5，加入1800ml的α-葡萄糖苷转移酶(4000U/ml)，在50℃下常压反应15h；反应结束后向反应液中加入1200ml复合糖化酶(5000U/ml)，在55℃下继续反应8小时，反应结束后向反应液中继续加入400g鼠李糖苷酶(20000U/g)，在55℃下继续反应15小时，反应结束后得到含有单葡萄糖基芸香苷和异槲皮素的反应液，将反应液稀释1倍，然后经过卷式超滤膜(截留分子量15000)过滤除去三种反应酶，再经过卷式纳滤膜(截留分子量200)去除残糖。然后将反应液再次稀释到浓度为10％，再通过离子交换树脂进行脱盐处理，然后按照液体量的0.5％加入活性炭进行脱色，通过压滤去除活性炭后，将滤液进行真空浓缩(-0.1Mpa80℃)至浓度为30％，然后对浓缩液进行喷雾干燥，喷雾进口温度为170℃，得到浅黄色酶改性芸香苷混合物80kg，其中单葡萄糖基芸香苷的含量为75.2％，异槲皮素含量16.3％。实施例3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酶改性芸香苷混合物的制备工艺，其特征在于，包括酶转化、超滤、纳滤、离子交换树脂纯化、活性炭脱色、减压蒸馏、喷雾干燥等过程，以糊精类物质作为葡萄糖基供体，芸香苷作为葡萄糖基受体，溶剂为纯化水，加入生物酶进行酶转化反应，调节反应溶液的pH为5‑6，在40‑60℃下反应12‑24小时，反应结束后得到反应液A；采用以下两种方案得到不同的酶改性芸香苷混合物：方案一：向所述反应液A中加入复合糖化酶，在55℃下继续反应5‑8小时，反应结束后得到反应液B，通过超滤设备去除反应液B中的生物酶，再通纳滤设备去除反应液B中的残糖，最后通过离子交换树脂和活性炭进行脱盐脱色处理，对纯化好的溶液进行真空浓缩，并将浓缩液进行喷雾干燥，最终得到酶改性芸香苷混合物1。方案二：向反应液B中继续加入鼠李糖苷酶，在55℃下继续反应12‑18小时，反应结束后得到反应液C，对反应液C进行相同的超滤、纳滤、脱盐脱色、浓缩及喷雾干燥工程，最终得到酶改性芸香苷混合物2。

【技术特征摘要】
1.一种酶改性芸香苷混合物的制备工艺，其特征在于，包括酶转化、超滤、纳滤、离子交换树脂纯化、活性炭脱色、减压蒸馏、喷雾干燥等过程，以糊精类物质作为葡萄糖基供体，芸香苷作为葡萄糖基受体，溶剂为纯化水，加入生物酶进行酶转化反应，调节反应溶液的pH为5-6，在40-60℃下反应12-24小时，反应结束后得到反应液A；采用以下两种方案得到不同的酶改性芸香苷混合物：方案一：向所述反应液A中加入复合糖化酶，在55℃下继续反应5-8小时，反应结束后得到反应液B，通过超滤设备去除反应液B中的生物酶，再通纳滤设备去除反应液B中的残糖，最后通过离子交换树脂和活性炭进行脱盐脱色处理，对纯化好的溶液进行真空浓缩，并将浓缩液进行喷雾干燥，最终得到酶改性芸香苷混合物1。方案二：向反应液B中继续加入鼠李糖苷酶，在55℃下继续反应12-18小时，反应结束后得到反应液C，对反应液C进行相同的超滤、纳滤、脱盐脱色、浓缩及喷雾干燥工程，最终得到酶改性芸香苷混合物2。2.根据权利要求1所述的一种酶改性芸香苷混合物的制备工艺，其特征在于：所述的酶转化反应是指在生物酶的作用下，在非水溶性受体的羟基上，接入一个或多个葡萄糖基，从而将其变为水溶性，同时不影响其生物活性。3.根据权利要求1所述的一种酶改性芸香苷混合物的制备工艺，其特征在于：所述的葡萄糖基供体为糊精类物质，包括β-环糊精、α-环糊精、麦芽糊精等；所述的生物酶包括α-葡萄糖苷转移酶、环糊精葡萄糖基转移酶等。4.根据权利要求1所述的一种酶改性芸香苷混合物的制备工艺，其特征在于：所述的芸香苷与糊精类物质的投料质量比为1∶1～1∶6。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：墨玉欣，冯保玉，徐勇虎，李进华，
申请(专利权)人：天津宏顺科生物科技有限公司，青岛华彩生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12