一种获得含量大于99%没食子酸的制备方法
阅读说明：本技术 一种获得含量大于99%没食子酸的制备方法 (Preparation method for obtaining gallic acid with content of more than 99% ) 是由 赵军 陆宝屹 李�杰 于 2021-01-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及没食子酸的制备方法,具体涉及一种获得含量大于99％没食子酸的制备方法。一种获得含量大于99％没食子酸的制备方法,是将五倍子粉碎、加水打浆之后加入第一酶酶解,所得第一酶解液进行闪式提取,分离出滤液,所述第一酶包括破壁酶,所得滤液浓缩、离心,收集离心液调节pH,所得溶液加入第二酶酶解,所得第二酶解液经过有机膜过滤、浓缩、结晶、干燥制得所需的没食子酸,所述第二酶由单宁水解酶和第三酶组成,所述第三酶为果胶酶、蛋白酶中的至少一种。本发明利用超微粉碎加生物酶破壁再用闪式提取替代原有的提取方法,常温提取,提取率高,操作简便,优选了复合酶酶解单宁,使酶解达到最大的效能。(The invention relates to a preparation method of gallic acid, in particular to a preparation method for obtaining gallic acid with the content of more than 99%. Crushing gallnut, adding water, pulping, adding a first enzyme for enzymolysis, carrying out flash extraction on the obtained first enzymolysis liquid, separating filtrate, wherein the first enzyme comprises a wall-breaking enzyme, concentrating and centrifuging the obtained filtrate, collecting a centrifugate, adjusting the pH value, adding a second enzyme for enzymolysis on the obtained solution, filtering, concentrating, crystallizing and drying the obtained second enzymolysis liquid through an organic membrane to obtain the required gallic acid, wherein the second enzyme comprises tannin hydrolase and a third enzyme, and the third enzyme is at least one of pectinase and protease. The invention utilizes ultramicro pulverization, biological enzyme wall breaking and flash extraction to replace the original extraction method, has the advantages of normal-temperature extraction, high extraction rate and simple and convenient operation, and optimizes the compound enzyme for tannin enzymolysis, so that the enzymolysis achieves the maximum efficiency.)
技术领域
本发明涉及没食子酸的制备方法，具体涉及一种获得含量大于99％没食子酸的制备方法。
背景技术
五倍子(Gallachinensis)是一种林副产品，又名文蛤，是倍蚜虫(Melaphischinensis(Bell)Baker)在漆树科植物盐肤木(RhuschinensisMill.)、青麸杨(RhuspotaniniiMaxim.)或红麸杨(RhuspunjabensisStew.var.sinica(Diels)Rehd.etWils.)叶子上寄生所形成的早瘿。我国是五棓子的生产大国，占世界产量的75％～90％。五倍子适宜生长在温暖湿润的山区和丘陵，我国大部分地区均有分布，主产区集中在湖北、湖南、贵州、四川、陕西、云南等六省，这些省的五倍子产量约占全国的90％以上。五棓子由于蚜虫种类与寄主不同，外形各异，主要分为肚棓、角棓和棓花三类。其中角棓含五棓子鞣质约为65.5～ 67.5％，肚棓约68.8～71.4％,棓花类约33.9～～38.5％。以五倍子为原料生产的单宁酸及其系列产品被广泛应用于医药、食品、制革、冶金、印染、电子、化妆品、国防等行业。随着工农业的发展，对五倍子的需求量越来越大，将来亦可能出现有价无货的现象。近年来不少产区均在建立大面积的五倍子生产基地，大力发展五倍子产业，以满足工业生产的需要。
目前国内的大规模酶法生产的没食子酸的厂家很少，主要还是酸碱法来获得，缺点就是水解不完全，生产出来的产品颜色不够白，生产过程产生大量的污染等问题，产品质量未能达到高品质。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足之处，提供了一种获得含量大于99％没食子酸的制备方法，酶法水解完全，水解副产物葡萄糖可作为能源与碳源被生物催化剂代谢，不仅提高了资源的有效利用率，而且废液易于处理，有利于环境保护。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种获得含量大于99％没食子酸的制备方法，包括以下步骤：
1)将五倍子粉碎、加水打浆之后加入第一酶酶解，所得第一酶解液进行闪式提取，分离出滤液，所述第一酶包括破壁酶。
2)将步骤1)所得滤液浓缩、离心，收集离心液调节pH；
3)将步骤2)所得溶液加入第二酶酶解，所得第二酶解液经过有机膜过滤、浓缩、结晶、干燥制得所需的没食子酸，所述第二酶由单宁水解酶和第三酶组成，所述第三酶为果胶酶、蛋白酶中的至少一种。
进一步的，所述闪式提取的电机转速为5000～6000r/min，提取次数为3～ 4次，提取时间为1分钟/次。
进一步的，以g/mL计，步骤1)所述五倍子和第一酶质量体积比为100： 1～6。
进一步的，步骤1)所述第一酶酶解温度为40～45℃，酶解时间为1～5 小时，酶解PH为4.0～4.8。
进一步的，步骤2)所述第二酶酶解温度为40～45℃，酶解时间为6～10 小时，酶解pH为5.2～5.5。
更进一步的，所述第二酶酶解温度为43℃，酶解时间为8小时，酶解pH 为5.3，所述第二酶加入量为3％五倍子质量。
进一步的，步骤2)所述离心包括第一次离心和第二次离心，所述第一次离心为1400～1500r/min转速离心40～50分钟，所述第二次离心为12000～ 15000r/min转速离心1～1.5小时。
进一步的，所述有机膜过滤步骤包括第一次过滤和第二次过滤，所述第一次过滤使用截留5000～7000分子量的有机膜，过滤压力为0.45～0.48MPa；所述第二次过滤使用截留300～600分子量的有机膜，过滤压力为1.8～ 2.0MPa。
进一步的，所述浓缩制得8～10波美度的稠膏。
进一步的，所述结晶温度为6～15℃，结晶时间为12～15小时。
本发明具有如下技术效果：
1、利用超微粉碎加生物酶破壁再用闪式提取替代原有的提取方法，大大提高生产效率，新提取方法快速高效，常温提取，提取率高，操作简便，节能降耗，安全可靠。
2、优选了复合酶酶解单宁，使酶解达到最大的效能，比以往的单一生物酶法酶解率更加完全，降低生产成本，生产效率增加。
3、利用酶解加有机膜的组合方式代替以往的脱色，具有如下优势：提取时间减少；操作简单方便，能耗少，脱色后的样品比酸碱活性炭脱色含量高 8％，最后结晶出来的样品产品雪白，溶剂残留少，无农药残留，品质高。
4、全程过程只用到了水，没有引入其他有机试剂，提取过程无污染，环保，安全。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细的阐述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。这些实施例仅用于说明本发明，而非用于限制本发明的范围。此外，在阅读本发明的内容后，本领域的技术人员可以对本发明作各种修改，这些等价变化同样落于本发明所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
1)取五倍子干燥品100g，粉碎到100目，加3倍量的纯水打浆。用3％柠檬酸调节PH到4.0，加入1mL第一酶，所述第一酶由0.5mL蛋白酶和0.5mL 破壁酶组成，所述破壁酶包括果胶酶、纤维素酶，在40℃酶解1小时。所得第一酶解液放入闪式提取器，用纯水作为提取溶剂，加入12倍第一酶解液体积的水，于电机转速5000r/min条件下，常温提取3分钟，提取3次，每次一分钟。提取完一次中间休息2分钟，分离出滤液，合并3次提取的滤液，得到总滤液；
2)将总滤液过膜浓缩到五倍子原料质量的5倍量，冷却所得浓缩液到 25℃，先经过蝶式离心机1400r/min转速离心40分钟，再经过管式离心机 12000r/min转速离心1小时，弃去离心沉淀，离心液用10％w/w氢氧化钠溶液调pH＝5.2，搅拌均匀，使pH值不变；
3)经过调节pH之后的离心液加入3％五倍子质量的第二酶，所述第二酶由1:1质量比的单宁水解酶、第三酶(果胶酶)组成，40℃酶解6小时，酶解后溶液放冷到常温，得第二酶解液。
4)将第二酶解液过有机膜，先过5000分子量的有机膜(进膜压力 0.45MPa)，全过完后再过300分子量的有机膜(进膜压力1.8MPa)，得脱色过膜液。
5)将过膜液减压浓缩制成8波美度的稠膏，搅拌均匀，在6℃下结晶12 小时，抽滤得晶体干燥，得到40.8g没食子酸产品。经过HPLC检测含量为 99.1％，收率为40.4％。
实施例2
1)取五倍子干燥品100g，粉碎到100目，加3倍量的纯水打浆。用3％柠檬酸调节PH到4.0，加入2mL第一酶，所述第一酶由0.8mL蛋白酶和1.2mL 破壁酶组成，所述破壁酶包括果胶酶、纤维素酶、半纤维酶，在40℃酶解1 小时。所得第一酶解液放入闪式提取器，用纯水作为提取溶剂，加入12倍第一酶解液体积的水，于电机转速5000r/min条件下,常温提取3分钟，提取3 次，每次一分钟。提取完一次中间休息2分钟，分离出滤液，合并3次提取的滤液，得到总滤液；
2)将总滤液过膜浓缩到五倍子原料用量的5倍量，冷却所得浓缩液到 25℃，先经过蝶式离心机1470r/min转速离心40分钟，再经过管式离心机 14000r/min转速离心1小时，弃去离心沉淀，离心液用10％w/w氢氧化钾溶液调pH＝5.3，搅拌均匀，使pH值不变；
3)经过调节pH之后的离心液加入3％五倍子质量的第二酶，所述第二酶由1:1质量比的单宁水解酶、第三酶(1:1质量比的果胶酶和蛋白酶)组成， 43℃酶解8小时，酶解后溶液放冷到常温，得第二酶解液。
4)将第二酶解液过有机膜，先过6000分子量的有机膜(进膜压力 0.45MPa)，全过完后再过500分子量的有机膜(进膜压力1.8MPa)，得脱色过膜液。
5)将过膜液减压浓缩制成8波美度的稠膏，搅拌均匀，在6℃下结晶12 小时，抽滤得晶体干燥，得到42.5g没食子酸产品。经过HPLC检测含量为 99.3％，收率为42.2％。
实施例3
1)取五倍子干燥品100g，粉碎到150目，加45倍量的纯水打浆。用4％柠檬酸调节PH到4.5，加入6mL第一酶，所述第一酶由3mL蛋白酶和3mL 破壁酶组成，所述破壁酶包括果胶酶、纤维素酶、半纤维酶，在42℃酶解3 小时。所得第一酶解液放入闪式提取器，用纯水作为提取溶剂，加入13倍第一酶解液体积的水，于电机转速5500r/min条件下,常温提取4分钟，提取4 次，每次一分钟。提取完一次中间休息2分钟，分离出滤液，合并4次提取的滤液，得到总滤液；
2)将总滤液过膜浓缩到五倍子原料用量的5倍量，冷却所得浓缩液到 25℃，先经过蝶式离心机1480r/min转速离心45分钟，再经过管式离心机 13000r/min转速离心1.2小时，弃去离心沉淀，离心液用10％w/w氢氧化钙溶液调pH＝5.4，搅拌均匀，使pH值不变；
3)经过调节pH之后的离心液加入4％五倍子质量的第二酶，所述第二酶由1:0.5质量比的单宁水解酶、第三酶(蛋白酶)组成，42℃酶解8小时，酶解后溶液放冷到常温，得第二酶解液。
4)将第二酶解液过有机膜，先过6500分子量的有机膜(进膜压力 0.47MPa)，全过完后再过400分子量的有机膜(进膜压力1.9MPa)，得脱色过膜液。
5)将过膜液减压浓缩制成9波美度的稠膏，搅拌均匀，在10℃下结晶 13小时，抽滤得晶体干燥，得到43.2g没食子酸产品。经过HPLC检测含量为99.2％，收率为42.8％。
实施例4
1)取五倍子干燥品100g，粉碎到200目，加5倍量的纯水打浆。用5％柠檬酸调节PH到4.8，加入1.2mL第一酶，所述第一酶由0.4mL蛋白酶和 0.8mL破壁酶组成，所述破壁酶包括果胶酶、纤维素酶、半纤维酶，在45℃酶解5小时。所得第一酶解液放入闪式提取器，用纯水作为提取溶剂，加入 15倍第一酶解液体积的水，于电机转速6000r/min条件下,常温提取4分钟，提取4次，每次一分钟。提取完一次中间休息2分钟，分离出滤液，合并4 次提取的滤液，得到总滤液；
2)将总滤液过膜浓缩到五倍子原料用量的5倍量，冷却所得浓缩液到25℃，先经过蝶式离心机1500r/min转速离心50分钟，再经过管式离心机 15000r/min转速离心1.5小时，弃去离心沉淀，离心液用10％w/w氢氧化钠溶液调pH＝5.5，搅拌均匀，使pH值不变；
3)经过调节pH之后的离心液加入5％五倍子质量的第二酶，所述第二酶由1:2质量比的单宁水解酶、第三酶(蛋白酶)组成，45℃酶解10小时，酶解后溶液放冷到常温，得第二酶解液。
4)将第二酶解液过有机膜，先过7000分子量的有机膜(进膜压力 0.48MPa)，全过完后再过600分子量的有机膜(进膜压力2.0MPa)，得脱色过膜液。
5)将过膜液减压浓缩制成10波美度的稠膏，搅拌均匀，在15℃下结晶15小时，抽滤得晶体干燥，得到41.7g没食子酸产品。经过HPLC检测含量为99.1％，收率为41.3％。
对比例1
采用与实施例2相同的没食子酸制备方法，区别在于步骤1)不含第一酶酶酶解步骤，步骤1)具体如下所示：
取五倍子干燥品100g，粉碎到100目，加3倍量的纯水打浆。用3％柠檬酸调节PH到4.0，所得溶液放入闪式提取器，用纯水作为提取溶剂，加入12 倍所得溶液体积的水，于电机转速5000r/min,常温提取3分钟，提取3次，每次一分钟。提取完一次中间休息2分钟，分离出滤液，合并3次提取的滤液，得到总滤液。
本对比例最终得到35.8g没食子酸产品。经过HPLC检测含量为81.9％，收率为29.3％。
对比例2
采用与实施例2相同的没食子酸制备方法，区别在于不含步骤3)的第二酶酶解处理步骤，将步骤2)调节pH之后所得溶液直接进行步骤4)的有机膜过滤。
本对比例最终得到24.8g没食子酸产品。经过HPLC检测含量为67.5％，收率为16.7％。
对比例3
采用与实施例2相同的没食子酸制备方法，区别在于步骤3)所使用的第二酶为单宁水解酶，步骤3)具体如下所示：
经过调节pH之后的离心液加入3％五倍子质量的单宁水解酶，43℃酶解 8小时，酶解后溶液放冷到常温，得第二酶解液。
本对比例最终得到32.2g没食子酸产品。经过HPLC检测含量为90.58％，收率为29.2％。
本发明采用两步酶法进行没食子酸的制备，其效果远远高单一酶解的处理效果，节能省耗，环境友好，是替代传统化学处理的理想方法。
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