曲酸提取工艺

第19卷第5期无锡轻工大学学报Vol 19 No2000年9月Journal of wuxi University of Light Industryep.2000文章编号:009-038X(200005-0430-03曲酸提取工艺孙微,傅莺莺,许正宏,孙克,陶文沂无锡轻工大学生物工程学院江苏无锡214036)摘要:对发酵法生产曲酸中提取流程及脱色工艺进行了研究.获得了曲酸在不同温度下的溶解度以及脱色过程中活性炭的种类、用量、脱色温度最佳脱色pH值等工艺条件钴对与曲酸有络合作用的Fe3+等金属离子采用了强酸型阳离子树脂脱色的工艺通过不同提取流程的比较选择获得91.8%的脱色效果与72.4%的产品得率关键词:曲酸;脱色;提取中图分类号:0622文献标识码:AA Study of Extracting Procession of Kojic acidSUN Wei, FU Yin-yin, XU Zheng-hong, SUN Ke, TAO Wen-yiSchool of Biotechnology Wuxi University of Light Industry Wuxi 214036)Abstract: In this article extracting procession and depigmentation on kojic acid production were studed. The solubility of kojic acid type of active carbon as depigmentary agent /dosage ,temperature andpH value were studied. For removing the chelated Fe't and other metal ions on kojic acid the cationexchange resin 732 could be used. After comparing four different extracting processions the optimumdepigmentation rate 91. 8% and the expecting recovery yield 72. 4% were abtainedKey words kojic acid i depigmentation ; extraction曲酸( kojic acid是微生物产生的一种具有抗菌道了从曲酸发酵液中提取曲酸的研究结果作用的有机酸化学名称为5-羟基2羟甲基-γ吡喃酮(2 Hydroxymethy5 hydroxy- y-pyrone月1.20世1材料与方法纪60年代曲酸曾广泛用于增香剂杀虫抗菌剂,铁分析试剂胶片去斑剂中近年来国外将曲酸及其1.1材料衍生物用于美白化妆品,食品护色、果蔬保鲜、鲜切曲酸标准样品为瑞士Ried- dehaven公司产品花保鲜延长货架期及制药等方面曲酸产品日益受各类活性炭、离子交换树脂均为国产到重视2-411.2方法传统的曲酸的提取方法有锌盐或铜盐沉淀法,1.2.1曲酸测定参考文献5]将显色剂中硫酸此法操作复杂其中还要用到二氧化硫污染严重.改为盐酸取1mL样品稀释液加4mL蒸馏水和1由于曲酸在水中溶解度梯度较大是一种比较容易mL中国500m处测吸光OD为方便的直接浓缩结晶的方法来提取曲酸作者报曲线, CNMHG白用标准品作工作降温结晶的有机酸所以可采用提取成本较低且较值里上收稿日期:1999-12-13修订日期2000-06-22基金项目:国家轻工业局轻工业科技发展计划项目轻科96050)作者简藝撒1971-)男江苏无锡人工学硕士助理研究员第5期孙微等:曲酸提取工艺4312.2还原糖测定费林滴定法测还原糖6中脱色用活性炭12.3色泽测定560mm处测吸光OD值以蒸口脱色效果B收率馏水作空白1.2.4溶解度的测定在烧杯中放入过量曲酸晶9006体分别用水浴锅、可致冷式恒温箱,设置由高到低不同温度將将上述曲酸饱和溶液保温2h以上测清液中曲酸质量浓度1.2.5铁含量测定采用邻菲罗啉显色法72结果与讨论A767;B702汇工业炭;D味精炭;E磷酸炭2.1温度对溶解度的影响F药用炭X粉末炭;HVc炭研究曲酸在不同温度下的溶解度对于采用发图1不同活性炭脱色效果的比较酵液菌液分离后直接浓缩结晶的提取过程中溶解Fig. 1 The decolor effect of different type of active carbon与结晶操作有指导作用2.2.2活性炭用量选择以所选得的767活性炭使用降温法测得曲酸溶解度变化曲线见表1.为实验对象称取5g发酵罐发酵所得曲酸粗结晶,表1不同温度下曲酸的溶解度溶于50mL水中,分别加入活性炭0.1、0.2、0.4Tat1 The solubility of kojic acid in different temperature0.6、0.8g进行与上相同条件的脱色实验结果如温度/℃溶解度(g/L)温度℃溶解度(g/L)图2所示3451.6101.11031.80.5获80收率■脱色率当50℃饱和的曲酸被冷却至2℃时87.7%的曲酸可以结晶出来所以采用直接浓缩结晶的办法可以方便地获得曲酸晶体.日本北田牧夫首先报活性炭用量/%道了在大规模提取曲酸中采用直接浓缩结晶的方法提取曲酸获得了78.4%的总提取收率含二次图2活性炭用量的确定母液全部再浓缩结晶)Fig. 2 The determination of the amount of active carbon2.2脱色工艺的研究图2是相对粗曲酸结晶所需用的活性炭量由直接浓缩结晶方法的主要问题是产品色泽深,图看出当添加粗曲酸量4%的活性炭就可除去大部因此在曲酸的提取中脱色是直接浓缩最为关键的分的颜色曲酸损失极小而增加活性炭用量虽然步对于曲酸的脱色由于曲酸与铁等金属离子可提高脱色率但损失率也更大了有络合颜色反应所以采用了离子交换树脂去除杂2.2.3活性炭脱色温度30g粗结晶溶于300mL质阳离子及活性炭吸附脱色的方法蒸馏水中分别量取50mL于数个250mL三角瓶2.2.1活性炭的选择不同品种的活性炭及不同中各加入0.6g767活性炭不同温度下保温脱色厂家与来源的活性炭在脱色效果上有很大不同,为45min保温过滤后测定脱色前后液体的色泽OD选择适合曲酸脱色的活性炭我们使用江苏溧阳活值和曲酸含量计算脱色效果和脱色收率以选择最性炭厂的8种活性炭进行试验利用10%浓度摇瓶佳脱色温度发酵曲酸溶液为实验对象活性炭用量为溶液含曲图3结果表明,以80℃脱色效果和脱色收率酸质量的3%保温脱色温度50℃.实验结果如图1较好中国煤化工果反而有所降低所示2.2CNMHG响有些活性炭在不由图1可知767活性炭江苏溧阳活性炭联合pH时对脱色物质的吸附能力有所不同,767活工厂脱色效果最好脱色率达70%且脱色收率也性炭属酸性炭,为考察此炭在曲酸脱色时pH的影较好达89.2%.各类活性炭中以药用炭脱色收率响进行了不同pH值条件下脱色的实验最高,为9方数線合考虑以767S胙作为以下实验无锡轻工大学学报第19卷新使用用上述方法对颜色较深的发酵液所得的脱色效果为71.48%此步曲酸收率为90.59%脱色液肉眼观察已基本无红色为浅黄色液体◆脱色收率■脱色效果2.2.6几种直接浓缩提取流程的比较在曲酸提取实验中进行不同流程直接浓缩提取的研究脱色温度/℃流程1:发酵液→过阳离子交换树脂柱→浓缩结晶→活性炭脱色→重结晶→干燥图3脱色温度对脱色效果及收率的影响流程2:发酵液→亠过阳离子交换树脂柱→浓缩Fig 3 The effect of decolor temperature on extraction rate活性炭脱色→浓缩-4℃冷却结晶→干燥表2不同pH对脱色的影响流程3:发酵液浓缩约2倍)加0.2%活性Tab. 2 The effect of different pH values on deoloration炭脱色→滤液继续浓缩至原体积的1/5-4℃冷却脱色效果/%脱色收率/%结晶→干燥2.6363.691.9流程4:发酵液→加0.2%活性炭脱色→浓缩3.38自然)65.9(约4倍)-4℃冷却结晶→干燥4个流程在精制总收率、母液按80%回收的预从表2可知H对脱色影响不大当pH值为期总得率以及脱色效果的比较如表3所示3.38自然)时脱色效果和脱色收率效果较好,几表3不同流程在得率和脱色效果方面的比较乎无曲酸损失.所以在曲酸脱色时不必专门调节Tab. 3 The comparison of extraction rate and effect of值decoloration during different processes22.5离子交换树脂脱色由于设备材质或质量流程序号精制总收率预期得率脱色效果的原因,发酵液中金属离子及各种杂质含量高,曲53.172.4柱71.5炭91.8酸会络合大量铁等金属离子使颜色较深只用活263.375.4柱76.1炭了78.9性炭脱色效果不能达到要求.作者用723强酸型阳38.89炭2.4离子交换树脂除去络合的铁离子与颜色73.01)脱色液收集方法:比色板上滴一滴FeCl流程1脱色效果最好得到的结晶质量也最HC显色剂当离交柱中流出液与之反应显色时开佳其收率也较为理想:流程2由于少了一步结晶始收集脱色液脱色完毕后用蒸馏水洗岀柱内残留操作母液损失减小得率略高但成品纯度与色泽曲酸待流岀液与Fel;HCl不显色或显色很淡时,不能完全满足流程3由于发酵液中杂质在浓缩后停止收集使脱色后发酵液难以过滤且导致曲酸损失较大.流2)离交终点判断迕透明离交柱上可以看到吸程4中脫色效果差还需要再次重结晶脱色咐了铁的树脂由原来黄色变为深红色所以很容易判断交换带的移动.当交换带移至接近柱底部时停3结语止加入料液用水洗出柱内残酸在有机酸结晶精制过程中利用活性炭与离子3)离交柱的再生:离交柱失效后,以2mol/L交换树脂是一种常见的手段但对于不同的产品HCl进行再生当流出液与5g/L黄血盐无显色反工艺条件与流程也有所不同作者主要研究了发酵应时停止操作让柱内树脂在2 MOl/L hcl中浸泡法生产曲酸时产品提取精制过程中的一些工艺条1h顺向通水洗至流出液pH值在4以上柱可重对曲酸的工业生产有较为现实的指导意义参考文献M凵中国煤化工[1]陈陶声有机酸发酵生产技朮M]北京北学工业出版社,987CNMHG[2]杨跃飞.曲酸及其衍生物在美白化妆品中的应用J]日用化学工业A99528~32[3]孙微陶文沂曲酸在食品添加中的应用J]食品与发酵工业,1997[4]无锡轻工业学院.工业发酵分杌M]北京中国轻工业出版社,1994[刀]帅桂当瞰酒铁含量的测定J酿酒,19971)29~31(责任编辑朱明)