技术领域
本发明涉及肌醇的提取生产领域,特别涉及一种肌醇的提取方法。
背景技术
肌醇又名环已六醇,是水溶性维生素B族中的一种。白色结晶性粉末,无臭、味甜,密度1.752g/ml,熔点225-227℃,溶于水,不溶于无水乙醇,乙醚和氯仿,其水溶性或碱中性。肌醇是人、动物与微生物生长的必需物质,广泛应用于医药、食品、饲料等行业。
目前肌醇的生产主要还是传统的高温加压水解植酸(六磷酸肌醇)。该工艺设备材质要求严格,一次性投资大,操作压力只能控制在一定的范围内,限制了原材料利用率的提高,且粗产品精制工艺复杂,损失较多,生产成本较高,难以满足市场需求。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种肌醇的提取方法,该工艺肌醇收率高,且肌醇产出同时还能够同步产出有机饲料组分,提高经济效益,避免原料浪费。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种肌醇的提取方法,包括以下步骤:
预制肌醇料液,将预制的质量体积浓度≥60g/L的肌醇料液依次经陶瓷膜过滤、离子交换树脂处理、活性炭过滤、超滤膜过滤、真空低温浓缩结晶以及晶体分离后干燥获得成品。
优选的是,预制肌醇料液的方法具体还包括以下步骤:
1)按重量份数计,将10份大麦制备成大麦芽Ⅰ,其中,大麦芽Ⅰ的芽体长度≤4mm;
2)将大麦芽Ⅰ碾碎后超声波处理,之后将大麦芽Ⅰ与3-5体积水充分混合后静置20-40min,获得混合物Ⅰ,其中,水温为49-53℃,pH值为5.6-5.9;
3)按重量份数计,将1份混合物Ⅰ与1-3份大麦充分混合,避光促芽处理制备成大麦芽Ⅱ,其中,大麦芽Ⅱ的芽体长度≤3mm;
4)将大麦芽Ⅱ碾碎后超声波处理,之后将大麦芽Ⅱ与3-4倍体积水充分混合后静置10-15min,获得大麦芽Ⅱ混合液,向大麦芽Ⅱ混合液中添加植酸酶和酸性磷酸酶后缓慢搅拌100-120min获得混合物Ⅱ,水温为47-49℃,植酸酶的酶活力为6-6.5U/ml,酸性磷酸酶的酶活力为1-1.3U/ml,pH值为5.6-5.9;
5)过滤所述混合物Ⅱ,获得过滤液Ⅰ和过滤渣Ⅰ;
6)将过滤渣Ⅰ瞬时闪蒸处理,获得闪蒸液Ⅰ和闪蒸物料Ⅰ;
7)将所述闪蒸物料、部分过滤渣Ⅰ与水按体积比5:1:(5-10)充分混合后获得混合物Ⅲ,向混合物Ⅲ中加入适量纤维素酶低速搅拌处理25-45min,获得酶解物Ⅰ,其中,水温为30-33℃;
8)向所述酶解物中接种啤酒酵母后保温处理72-108h获得酵母培养液,在此期间,低速搅动并匀速通入空气;
9)将酵母培养液经超声波破碎处理后,向其中加入植酸酶进行酶解处理获得酶解物Ⅱ;
10)将酶解物Ⅱ过滤获得过滤渣Ⅱ和过滤液Ⅱ;
11)将过滤渣Ⅱ速冻后瞬时闪蒸处理获得闪蒸物料Ⅱ和闪蒸液Ⅱ;
12)将剩余过滤液Ⅰ、过滤液Ⅱ、闪蒸液Ⅰ和闪蒸液Ⅱ混合浓缩后制备成肌醇料液。
优选的是,所述2)超声波处理的条件为:超声波功率为720-780w,超声波处理时间为20-30min,超声工作间歇比为4S/1S;
所述6)超声波处理的条件为:超声波功率为500-550w,超声波处理时间为20-30min,超声工作间歇比为2S/1S。
优选的是,瞬时闪蒸处理还包括以下步骤:
将过滤渣Ⅰ或过滤渣Ⅱ输送至瞬时闪蒸处理装置内,并将闪蒸处理装置内抽真空至真空度≤15kPa;
向闪蒸处理装置内通入热蒸汽至压强≥200kPa后保压10-15s;
在2s内将闪蒸处理装置内的压强将低至压强≤20kPa,并收集闪蒸液a;
再次将闪蒸处理装置内抽真空至真空度≤20kPa;
向闪蒸处理装置内通入热蒸汽至压强≥150kPa后保压8-10s;
在4s内将闪蒸处理装置内的压强将低至压强≤25kPa,并收集闪蒸液b;
将收集的闪蒸液a和闪蒸液b混合后获得闪蒸液Ⅰ或闪蒸液Ⅱ。
优选的是,所述8)中,每间隔10-20min向所述酶解物中通入空气3min,每次通入所述酶解物中的空气量为30ml/L所述酶解物。
优选的是,所述陶瓷膜的分离孔径为20~100nm,肌醇料液经陶瓷膜过滤后获得浓缩倍数为5~10倍的浓缩液。
优选的是,所述离子交换树脂采用阳树脂和阴树脂串联的方式上柱,或者是用阴、阳树脂的混床上柱,其中,阳树脂和阴树脂的比例为1:1~1.5,上柱量为所述离子交换树脂体积的10~25Bv。
优选的是,所述阳离子树脂采用氢型强酸性阳离子交换树脂,阴离子交换树脂采用氢氧型的强碱性阴离子交换树脂,或弱碱性阴离子交换树脂中的一种。
优选的是,所述活性炭采用药用炭或糖用炭,活性炭用量为所述肌醇料液体积的0.2~1%W/V,脱色温度为50~70℃。
优选的是,所述超滤膜截留分子量为1000~5000Da的大分子物质。
本发明至少包括以下有益效果:
预制肌醇料液的方法中:
1)在大麦芽Ⅰ萌发状态产生大量植酸,为后期分解成肌醇提供物质基础;
2)将大麦芽Ⅰ经本步骤酶解处理后,获得第一批次的肌醇料液,也即是混合物Ⅰ;
3)将部分混合物Ⅰ与第二部分大麦充分混合,混合物Ⅰ中的肌醇有效促进第二部分大麦发芽,提高发芽率,缩短第二部分大麦的发芽时长;
4)将大麦芽Ⅱ碾碎后超声波处理之后,释放出其中的植酸,并进行充分的酶解处理,获得第二批次的肌醇料液,也即是混合物Ⅱ;
经上述1)-7)处理后,大麦部分水解,产生大量单糖和多糖,将其接种啤酒酵母并通入空气,其进行有氧呼吸和指数繁殖,积累微生物植酸含量;
经9)的超声波破碎后释放出植酸,进而进行再次植酸的酶解获得第三批次的肌醇料液;再经10)-12)充分提取出肌醇料液,同时剩余的过滤渣Ⅰ和过滤渣Ⅱ富含大麦芽的多种营养成分,且啤酒酵母的蛋白质和脂肪含量极高,是营养丰富的有机饲料组分,极具营养价值和经济价值。
再将预制的质量体积浓度≥60g/L的肌醇料液依次经陶瓷膜过滤、离子交换树脂处理、活性炭过滤、超滤膜过滤、真空低温浓缩结晶以及晶体分离后干燥获得纯度高的成品:用陶瓷膜过滤,除肌醇料液中的不溶性杂质,得到含有肌醇的滤清液;含有肌醇的滤清液用离子交换树脂脱盐,得到含有肌醇的脱盐液;含有肌醇的脱盐液加入活性炭脱色,滤掉活性炭得到脱色液1;脱色液1用超滤膜除去料液中的可溶性大分子物质,得到含有肌醇的透析液;肌醇透析液用真空浓缩,得到浓缩液1,然后降温结晶处理。
将预制的质量体积浓度≥60g/L的肌醇料液依次经陶瓷膜过滤、离子交换树脂处理、活性炭过滤、超滤膜过滤、真空低温浓缩结晶以及晶体分离后干燥获得成品。
过滤是将含有一定含量的肌醇料液,温度维持在50~75℃,过滤以除去啤酒酵母液中的菌体及其它不溶性大分子物质。过滤是在推动力的作用下,位于一侧的悬浮液(或含尘气)中的流体通过多孔介质的孔道向另一侧流动,颗粒则被截留,从而实现流体与颗粒的分离操作过程。被过滤的悬浮液又称为滤浆,过滤时截留下的颗粒层称为滤饼,过滤的清液称为滤液。无论采用何种过滤方式,过滤介质总是必须的,过滤介质即为使流体通过而颗粒被截留的多孔介质。过滤介质的共性要求是多孔、理化性质稳定、耐用和可反复利用等。目前可以用作过滤介质的材料很多,如由天然或合成纤维、金属丝等编织而成的滤布和滤网、聚酰胺、聚酯或聚丙烯等纤维制成的单缕滤网、陶瓷膜、高分子聚合物多孔膜等。陶瓷膜过滤优选为分离孔径为20~100nm。
目前阳离子交换树脂又分为强酸性和弱酸性两类。强酸型阳离子交换树脂主要含有强酸性的反应基,如磺酸基(-SO3H),此离子交换树脂可以交换所有的阳离子。弱酸型阳离子交换树脂具有较弱的反应基如羧基(-COOH基),此离子交换树脂仅可交换弱碱中的阳离子如Ca2+、Mg2+,对于强碱中的离子如Na+、K+等无法进行交换。本发明所述阳离子交换树脂为强酸型阳离子交换树脂。更优选为JK008、732#、WA-2或W-2型离子交换树脂。其中,732#型离子交换树脂,又名001×7型阳离子交换树脂,是指凝胶型强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂,交联度为7%,骨架带有很高密度的电荷。732型阳离子交换树脂经钙离子转型后,制得732型钙离子交换树脂。JK008型离子交换树脂为均孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂,性能与001×7系列阳离子交换树脂相似,但具有更高的交换容量。阴离子交换树脂又分为强碱性和弱碱性两类。(1)强碱型阴离子交换树脂:主要是含有较强的反应基,如具有四面体铵盐官能基之-N+(CH3)3,在氢氧形式下,-+(CH3)3OH-中的氢氧离子可以迅速释出,以进行交换,强碱型阴离子交换树脂可以和所有的阴离子进行交换去除,这类树脂含有强碱性基团,如季胺基(亦称四级胺基)-NR3OH(R为碳氢基团),能在水中离解出OH-而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。这种树脂的离解性很强,在不同pH下都能正常工作。它用强碱(如NaOH)进行再生。(2)弱碱型阴离子交换树脂:含有弱碱性基团,如伯胺基(亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR2,它们在水中能离解出OH-而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性件(如pH1~9)下工作。本发明所述阴离子交换树脂优选为717型或A830型离子交换树脂。
综上所述,肌醇的提取方法,该工艺肌醇收率高,且肌醇产出同时还能够同步产出有机饲料组分,提高经济效益,避免原料浪费。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1根据本发明所述的肌醇的提取方法的工艺流程图;
图2根据本发明所述的肌醇料液的预制的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1所示,本发明提供一种肌醇的提取方法,包括以下步骤:肌醇料液的预制,将预制的质量体积浓度≥60g/L的肌醇料液依次经陶瓷膜过滤、离子交换树脂处理、活性炭过滤、超滤膜过滤、真空低温浓缩结晶以及晶体分离后干燥获得成品。
如图2所示,一个优选方案中,预制肌醇料液的方法具体还包括以下步骤:
1)按重量份数计,将10份大麦制备成大麦芽Ⅰ,其中,大麦芽Ⅰ的芽体长度≤4mm;在大麦芽Ⅰ萌发状态产生大量植酸,为后期分解成肌醇提供物质基础;
2)将大麦芽Ⅰ碾碎后超声波处理,之后将大麦芽Ⅰ与3-5体积水充分混合后静置20-40min,获得混合物Ⅰ,其中,水温为49-53℃,pH值为5.6-5.9;经本步骤酶解处理后,获得第一批次的肌醇料液,也即是混合物Ⅰ;
3)按重量份数计,将1份混合物Ⅰ与1-3份大麦充分混合,避光促芽处理制备成大麦芽Ⅱ,其中,大麦芽Ⅱ的芽体长度≤3mm;将部分混合物Ⅰ与第二部分大麦充分混合,混合物Ⅰ中的肌醇有效促进第二部分大麦发芽,提高发芽率,缩短第二部分大麦的发芽时长;
4)将大麦芽Ⅱ碾碎后超声波处理,之后将大麦芽Ⅱ与3-4倍体积水充分混合后静置10-15min,获得大麦芽Ⅱ混合液,向大麦芽Ⅱ混合液中添加植酸酶和酸性磷酸酶后缓慢搅拌100-120min获得混合物Ⅱ,水温为47-49℃,植酸酶的酶活力为6-6.5U/ml,酸性磷酸酶的酶活力为1-1.3U/ml,pH值为5.6-5.9;将大麦芽Ⅱ碾碎后超声波处理之后,释放出其中的植酸,并进行充分的酶解处理,获得第二批次的肌醇料液,也即是混合物Ⅱ;
5)过滤所述混合物Ⅱ,获得过滤液Ⅰ和过滤渣Ⅰ;
6)将过滤渣Ⅰ瞬时闪蒸处理,获得闪蒸液Ⅰ和闪蒸物料Ⅰ;将过滤渣Ⅰ瞬时闪蒸处理,充分提取出吸附在过滤渣Ⅰ中的肌醇料液;
7)将所述闪蒸物料、部分过滤渣Ⅰ与水按体积比5:1:(5-10)充分混合后获得混合物Ⅲ,向混合物Ⅲ中加入适量纤维素酶低速搅拌处理25-45min,获得酶解物Ⅰ,其中,水温为30-33℃;
8)向所述酶解物中接种啤酒酵母后保温处理72-108h获得酵母培养液,在此期间,低速搅动并匀速通入空气;其中,啤酒酵母是指用于酿造啤酒的酵母。多为酿酒酵母(Sac-charomyces cerevisiae)的不同品种。细胞形态与其它培养酵母相同,为近球形的椭圆体,与野生酵母不同。啤酒酵母是啤酒生产上常用的典型的上面发酵酵母。菌体维生素、蛋白质含量高,可作食用、药用和饲料酵母。
9)将酵母培养液经超声波破碎处理后,向其中加入植酸酶进行酶解处理获得酶解物Ⅱ;
10)将酶解物Ⅱ过滤获得过滤渣Ⅱ和过滤液Ⅱ;
11)将过滤渣Ⅱ速冻后瞬时闪蒸处理获得闪蒸物料Ⅱ和闪蒸液Ⅱ;
12)将剩余过滤液Ⅰ、过滤液Ⅱ、闪蒸液Ⅰ和闪蒸液Ⅱ混合浓缩后制备成肌醇料液。
经上述1)-7)处理后,大麦部分水解,产生大量单糖和多糖,将其接种啤酒酵母并通入空气,其进行有氧呼吸和指数繁殖,积累微生物植酸含量;
经9)的超声波破碎后释放出植酸,进而进行再次植酸的酶解获得第三批次的肌醇料液;再经10)-12)充分提取出肌醇料液,同时剩余的过滤渣Ⅰ和过滤渣Ⅱ富含大麦芽的多种营养成分,且啤酒酵母的蛋白质和脂肪含量极高,是营养丰富的有机饲料组分,极具营养价值和经济价值。
一个优选方案中,所述2)超声波处理的条件为:超声波功率为720-780w,超声波处理时间为20-30min,超声工作间歇比为4S/1S;
所述6)超声波处理的条件为:超声波功率为500-550w,超声波处理时间为20-30min,超声工作间歇比为2S/1S。
一个优选方案中,瞬时闪蒸处理还包括以下步骤:
将过滤渣Ⅰ或过滤渣Ⅱ输送至瞬时闪蒸处理装置内,并将闪蒸处理装置内抽真空至真空度≤15kPa;
向闪蒸处理装置内通入热蒸汽至压强≥200kPa后保压10-15s;
在2s内将闪蒸处理装置内的压强将低至压强≤20kPa,并收集闪蒸液a;
再次将闪蒸处理装置内抽真空至真空度≤20kPa;
向闪蒸处理装置内通入热蒸汽至压强≥150kPa后保压8-10s;
在4s内将闪蒸处理装置内的压强将低至压强≤25kPa,并收集闪蒸液b;
将收集的闪蒸液a和闪蒸液b混合后获得闪蒸液Ⅰ或闪蒸液Ⅱ。
一个优选方案中,所述8)中,每间隔10-20min向所述酶解物中通入空气3min,每次通入所述酶解物中的空气量为30ml/L所述酶解物。
其中,用陶瓷膜过滤,除肌醇料液中的不溶性杂质,得到含有肌醇的滤清液;含有肌醇的滤清液用离子交换树脂脱盐,得到含有肌醇的脱盐液;含有肌醇的脱盐液加入活性炭脱色我,滤掉活性炭得到脱色液1;脱色液1用超滤膜除去料液中的可溶性大分子物质,得到含有肌醇的透析液;肌醇透析液用真空浓缩,得到浓缩液1,然后降温结晶;降温后的浓缩1,用板框或离心机分离得到湿晶体和一次母液;分离得到的肌醇湿晶体经干燥得到肌醇成品。
真空低温浓缩结晶的浓缩液中肌醇含量控制在350~450g/L之间,浓缩结晶后的晶体分离采用离心机或板框过滤机进行分离;结晶分离后获得母液可回收再结晶处理,具体母液回收步骤为:
分离得到的一次母液,加入活性炭进行脱色,滤掉活性炭得到脱色液2;
脱色液2直接真空浓缩,得到浓缩液2,降温结晶;
降温后的浓缩液2,用板框或离心机分离,分离过程中加入水洗晶,得到肌醇湿晶体;
分离得到的湿晶体干燥得到肌醇成品。
一个优选方案中,所述陶瓷膜的分离孔径为20~100nm,肌醇料液经陶瓷膜过滤后获得浓缩倍数为5~10倍的浓缩液。
一个优选方案中,所述离子交换树脂采用阳树脂和阴树脂串联的方式上柱,或者是用阴、阳树脂的混床上柱,其中,阳树脂和阴树脂的比例为1:1~1.5,上柱量为所述离子交换树脂体积的10~25Bv。
一个优选方案中,所述阳离子树脂采用氢型强酸性阳离子交换树脂,阴离子交换树脂采用氢氧型的强碱性阴离子交换树脂,或弱碱性阴离子交换树脂中的一种。
一个优选方案中,所述活性炭采用药用炭或糖用炭,活性炭用量为所述肌醇料液体积的0.2~1%W/V,脱色温度为50~70℃。
一个优选方案中,所述超滤膜截留分子量为1000~5000Da的大分子物质。
实施例1
预制肌醇料液:
1)按重量份数计,将10份大麦制备成大麦芽Ⅰ,其中,大麦芽Ⅰ的芽体长度4mm;
2)将大麦芽Ⅰ碾碎后超声波处理,之后将大麦芽Ⅰ与3体积水充分混合后静置20min,获得混合物Ⅰ,其中,水温为49℃,pH值为5.6;
3)按重量份数计,将1份混合物Ⅰ与1-3份大麦充分混合,避光促芽处理制备成大麦芽Ⅱ,其中,大麦芽Ⅱ的芽体长度3mm;
4)将大麦芽Ⅱ碾碎后超声波处理,之后将大麦芽Ⅱ与3倍体积水充分混合后静置10min,获得大麦芽Ⅱ混合液,向大麦芽Ⅱ混合液中添加植酸酶和酸性磷酸酶后缓慢搅拌100min获得混合物Ⅱ,水温为47℃,植酸酶的酶活力为6U/ml,酸性磷酸酶的酶活力为1U/ml,pH值为5.6;
5)过滤所述混合物Ⅱ,获得过滤液Ⅰ和过滤渣Ⅰ;
6)将过滤渣Ⅰ瞬时闪蒸处理,获得闪蒸液Ⅰ和闪蒸物料Ⅰ;
7)将所述闪蒸物料、部分过滤渣Ⅰ与水按体积比5:1:5充分混合后获得混合物Ⅲ,向混合物Ⅲ中加入适量纤维素酶低速搅拌处理25-45min,获得酶解物Ⅰ,其中,水温为30℃;
8)向所述酶解物中接种啤酒酵母后保温处理72h获得酵母培养液,在此期间,低速搅动并匀速通入空气;
9)将酵母培养液经超声波破碎处理后,向其中加入植酸酶进行酶解处理获得酶解物Ⅱ;
10)将酶解物Ⅱ过滤获得过滤渣Ⅱ和过滤液Ⅱ;
11)将过滤渣Ⅱ速冻后瞬时闪蒸处理获得闪蒸物料Ⅱ和闪蒸液Ⅱ;
12)将剩余过滤液Ⅰ、过滤液Ⅱ、闪蒸液Ⅰ和闪蒸液Ⅱ混合浓缩后制备成肌醇料液。
其中,所述2)超声波处理的条件为:超声波功率为720w,超声波处理时间为20min,超声工作间歇比为4S/1S;
所述6)超声波处理的条件为:超声波功率为500w,超声波处理时间为20min,超声工作间歇比为2S/1S。
瞬时闪蒸处理还包括以下步骤:将过滤渣Ⅰ或过滤渣Ⅱ输送至瞬时闪蒸处理装置内,并将闪蒸处理装置内抽真空至真空度15kPa;向闪蒸处理装置内通入热蒸汽至压强200kPa后保压10s;在2s内将闪蒸处理装置内的压强将低至压强20kPa,并收集闪蒸液a;再次将闪蒸处理装置内抽真空至真空度20kPa;向闪蒸处理装置内通入热蒸汽至压强150kPa后保压8s;在4s内将闪蒸处理装置内的压强将低至压强25kPa,并收集闪蒸液b;将收集的闪蒸液a和闪蒸液b混合后获得闪蒸液Ⅰ或闪蒸液Ⅱ。
所述8)中,每间隔10min向所述酶解物中通入空气3min,每次通入所述酶解物中的空气量为30ml/L所述酶解物。
经上述步骤制备获得肌醇料液后,取100L肌醇含量为92g/L的料液,过滤孔径为50nm的陶瓷膜过滤得到滤清液,滤清液过12L阴离子交换树脂柱、10L阳离子交换树脂柱,得到脱盐液132L,加入70g糖用炭进行脱色,得到脱色液1,脱色液1经超滤膜过滤得到透析液,透析液浓缩至肌醇含量为395g/L,降温结晶,缓慢降温至8℃,降温时间为10h,然后分离,离心分离得到湿晶体6477g,烘干后得到肌醇成品5830g;一次母液加入124g糖用炭脱色,得到脱色液2,脱色液2浓缩至肌醇含量为378g/L,降温结晶。缓慢降温至15℃,降温时间为8h,离心分离,分离过程中加入500ml水洗晶,得到湿晶体1771g,烘干后得到肌醇成品1596g;经液相色谱仪检测两次干燥得到的成品含量分别为98.85%和97.92%,总收率80.71%。
实施例2
预制肌醇料液:
1)按重量份数计,将10份大麦制备成大麦芽Ⅰ,其中,大麦芽Ⅰ的芽体长度3mm;
2)将大麦芽Ⅰ碾碎后超声波处理,之后将大麦芽Ⅰ与4体积水充分混合后静置30min,获得混合物Ⅰ,其中,水温为51℃,pH值为5.8;
3)按重量份数计,将1份混合物Ⅰ与2份大麦充分混合,避光促芽处理制备成大麦芽Ⅱ,其中,大麦芽Ⅱ的芽体长度2mm;
4)将大麦芽Ⅱ碾碎后超声波处理,之后将大麦芽Ⅱ与3-4倍体积水充分混合后静置13min,获得大麦芽Ⅱ混合液,向大麦芽Ⅱ混合液中添加植酸酶和酸性磷酸酶后缓慢搅拌110min获得混合物Ⅱ,水温为48℃,植酸酶的酶活力为6.5U/ml,酸性磷酸酶的酶活力为1.2U/ml,pH值为5.8;
5)过滤所述混合物Ⅱ,获得过滤液Ⅰ和过滤渣Ⅰ;
6)将过滤渣Ⅰ瞬时闪蒸处理,获得闪蒸液Ⅰ和闪蒸物料Ⅰ;
7)将所述闪蒸物料、部分过滤渣Ⅰ与水按体积比5:1:7充分混合后获得混合物Ⅲ,向混合物Ⅲ中加入适量纤维素酶低速搅拌处理25-45min,获得酶解物Ⅰ,其中,水温为32℃;
8)向所述酶解物中接种啤酒酵母后保温处理92h获得酵母培养液,在此期间,低速搅动并匀速通入空气;
9)将酵母培养液经超声波破碎处理后,向其中加入植酸酶进行酶解处理获得酶解物Ⅱ;
10)将酶解物Ⅱ过滤获得过滤渣Ⅱ和过滤液Ⅱ;
11)将过滤渣Ⅱ速冻后瞬时闪蒸处理获得闪蒸物料Ⅱ和闪蒸液Ⅱ;
12)将剩余过滤液Ⅰ、过滤液Ⅱ、闪蒸液Ⅰ和闪蒸液Ⅱ混合浓缩后制备成肌醇料液。
其中,所述2)超声波处理的条件为:超声波功率为75w,超声波处理时间为25min,超声工作间歇比为4S/1S;
所述6)超声波处理的条件为:超声波功率为530w,超声波处理时间为25min,超声工作间歇比为2S/1S。
瞬时闪蒸处理还包括以下步骤:将过滤渣Ⅰ或过滤渣Ⅱ输送至瞬时闪蒸处理装置内,并将闪蒸处理装置内抽真空至真空度11kPa;向闪蒸处理装置内通入热蒸汽至压强240kPa后保压10-15s;在2s内将闪蒸处理装置内的压强将低至压强15kPa,并收集闪蒸液a;再次将闪蒸处理装置内抽真空至真空度15kPa;向闪蒸处理装置内通入热蒸汽至压强170kPa后保压8-10s;在4s内将闪蒸处理装置内的压强将低至压强30kPa,并收集闪蒸液b;将收集的闪蒸液a和闪蒸液b混合后获得闪蒸液Ⅰ或闪蒸液Ⅱ。
所述8)中,每间隔15min向所述酶解物中通入空气3min,每次通入所述酶解物中的空气量为30ml/L所述酶解物。
经上述步骤制备获得肌醇料液后,取150L肌醇含量为83g/L的料液,过滤孔径为100nm的陶瓷膜过滤得到滤清液,滤清液过15L阴离子交换树脂柱、11L阳离子交换树脂柱,得到脱盐液201L,加入90.45g药用炭进行脱色,得到脱色液1,脱色液1经超滤膜过滤得到透析液,超滤选用截留分子量为3000Da的超滤膜,透析液浓缩至肌醇含量为375g/L,降温结晶,缓慢降温至6℃,降温时间为10h,然后分离,离心分离得到湿晶体7730g,烘干后得到肌醇成品6960g;一次母液30.5L,一次母液加入305g糖用炭脱色,得到脱色液2,脱色液2浓缩至肌醇含量为368g/L,降温结晶。缓慢降温至18℃,降温时间为8h,离心分离,分离过程中加入700ml水洗晶,得到湿晶体2900g,烘干后得到肌醇成品2610g;经液相色谱仪检测两次干燥得到的成品含量分别为98.52%和97.43%,总收率76.87%。
实施例3
预制肌醇料液:
1)按重量份数计,将10份大麦制备成大麦芽Ⅰ,其中,大麦芽Ⅰ的芽体长度2mm;
2)将大麦芽Ⅰ碾碎后超声波处理,之后将大麦芽Ⅰ与5体积水充分混合后静置40min,获得混合物Ⅰ,其中,水温为53℃,pH值为5.9;
3)按重量份数计,将1份混合物Ⅰ与3份大麦充分混合,避光促芽处理制备成大麦芽Ⅱ,其中,大麦芽Ⅱ的芽体长度2mm;
4)将大麦芽Ⅱ碾碎后超声波处理,之后将大麦芽Ⅱ与4倍体积水充分混合后静置15min,获得大麦芽Ⅱ混合液,向大麦芽Ⅱ混合液中添加植酸酶和酸性磷酸酶后缓慢搅拌120min获得混合物Ⅱ,水温为49℃,植酸酶的酶活力为6.5U/ml,酸性磷酸酶的酶活力为1.3U/ml,pH值为5.9;
5)过滤所述混合物Ⅱ,获得过滤液Ⅰ和过滤渣Ⅰ;
6)将过滤渣Ⅰ瞬时闪蒸处理,获得闪蒸液Ⅰ和闪蒸物料Ⅰ;
7)将所述闪蒸物料、部分过滤渣Ⅰ与水按体积比5:1:10充分混合后获得混合物Ⅲ,向混合物Ⅲ中加入适量纤维素酶低速搅拌处理45min,获得酶解物Ⅰ,其中,水温为33℃;
8)向所述酶解物中接种啤酒酵母后保温处理108h获得酵母培养液,在此期间,低速搅动并匀速通入空气;
9)将酵母培养液经超声波破碎处理后,向其中加入植酸酶进行酶解处理获得酶解物Ⅱ;
10)将酶解物Ⅱ过滤获得过滤渣Ⅱ和过滤液Ⅱ;
11)将过滤渣Ⅱ速冻后瞬时闪蒸处理获得闪蒸物料Ⅱ和闪蒸液Ⅱ;
12)将剩余过滤液Ⅰ、过滤液Ⅱ、闪蒸液Ⅰ和闪蒸液Ⅱ混合浓缩后制备成肌醇料液。
其中,所述2)超声波处理的条件为:超声波功率为780w,超声波处理时间为30min,超声工作间歇比为4S/1S;
所述6)超声波处理的条件为:超声波功率为550w,超声波处理时间为30min,超声工作间歇比为2S/1S。
瞬时闪蒸处理还包括以下步骤:将过滤渣Ⅰ或过滤渣Ⅱ输送至瞬时闪蒸处理装置内,并将闪蒸处理装置内抽真空至真空度10kPa;向闪蒸处理装置内通入热蒸汽至压强280kPa后保压15s;在2s内将闪蒸处理装置内的压强将低至压强13kPa,并收集闪蒸液a;再次将闪蒸处理装置内抽真空至真空度12kPa;向闪蒸处理装置内通入热蒸汽至压强200kPa后保压10s;在4s内将闪蒸处理装置内的压强将低至压强10kPa,并收集闪蒸液b;将收集的闪蒸液a和闪蒸液b混合后获得闪蒸液Ⅰ或闪蒸液Ⅱ。
所述8)中,每间隔20min向所述酶解物中通入空气3min,每次通入所述酶解物中的空气量为30ml/L所述酶解物。
经上述步骤制备获得肌醇料液后,取500L肌醇含量为124.6g/L的料液,过滤孔径为100nm的陶瓷膜过滤得到滤清液,滤清液过58.5L阴离子交换树脂柱、45L阳离子交换树脂柱,得到脱盐液672L,加入2688g糖用炭进行脱色,得到脱色液1,脱色液1经超滤膜过滤得到透析液,超滤选用截留分子量为2000Da的超滤膜,透析液浓缩至肌醇含量为415g/L,降温结晶,缓慢降温至10℃,降温时间为10h,然后分离,离心分离得到湿晶体41518g,烘干后得到肌醇成品38196g;一次母液128L,一次母液加入1024g药用炭脱色,得到脱色液2,脱色液2浓缩至肌醇含量为383g/L,降温结晶。缓慢降温至15℃,降温时间为8h,离心分离,分离过程中加入11.52ml水洗晶,得到湿晶体12810g,烘干后得到肌醇成品11785g;经液相色谱仪检测两次干燥得到的成品含量分别为98.83%和98.05%,总收率80.23%。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。