[发明专利]一种从苹果酸钙溶液中提取生产苹果酸的方法

说明书

本发明涉及一种从苹果酸钙溶液中提取生产苹果酸的方法，该方法包括以下步骤：(1)以发酵法或酶转化法生产苹果酸所得的含苹果酸钙的发酵液为原料，加入硫酸进行酸解，去除不溶物，收集含苹果酸的溶液；(2)将步骤(1)所得含苹果酸的溶液通入阳离子交换树脂，得去阳离子溶液；(3)将步骤(2)所得去阳离子溶液通入阴离子交换树脂，苹果酸吸附于树脂上，用洗涤剂进行洗涤，再加入稀硫酸进行解析，收集苹果酸解析液。本发明提供的方法具有工艺简单、操作方便、收率高、产品质量高等特点。

技术领域

本发明属于食品化工领域，具体涉及一种从苹果酸钙溶液中提取生产苹果酸的方法。

背景技术

苹果酸，又名2-羟基丁二酸，由于分子中有一个不对称碳原子，有两种立体异构体。大自然中，以三种形式存在，即D-苹果酸、L-苹果酸和其混合物DL-苹果酸。苹果酸为白色结晶体或结晶状粉末，有较强的吸湿性，易溶于水、乙醇。有特殊愉快的酸味。苹果酸主要用于食品工业，是一种优良的酸味剂和保鲜剂。同时在临床医药、日化保健、化学工业和建筑业上也有重要应用。

目前其生产方法有化学合成法、发酵法和酶法生产工艺。化学合成法投资大，技术要求高，合成的产品是DL-苹果酸。发酵法和酶转化法制备的苹果酸钙稀溶液，当前仍无法对其中糖、蛋白等杂质实现有效分离。发酵液中提取苹果酸常用的方法有酸解法和有机溶剂萃取法。现有的酸解工艺，工艺步骤复杂，产品纯度低、收率低。常规有机溶剂萃取法存在其反萃困难，产品纯度低，溶剂残留等问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有苹果酸生产所得产物中糖、蛋白等杂质分离困难、收率低问题，提出了一种从苹果酸钙溶液中提取生产苹果酸的方法，提高了产品质量与收率。

具体而言，本发明提供的方法包括如下步骤：

(1)以发酵法或酶转化法生产苹果酸所得的含苹果酸钙的发酵液为原料，加入硫酸进行酸解，去除不溶物，收集含苹果酸的溶液；

(2)将步骤(1)所得含苹果酸的溶液通入阳离子交换树脂，得去阳离子溶液；

(3)将步骤(2)所得去阳离子溶液通入阴离子交换树脂，苹果酸吸附于树脂上，用洗涤剂进行洗涤，再加入稀硫酸进行解析，收集苹果酸解析液。

本发明提供的方法所针对的待提取原料，为采用本领域常规发酵法或酶转化法生产L-苹果酸所得的发酵液。一般而言，所述发酵液中含有大量的苹果酸钙，以及大量的糖、蛋白质等杂质。本发明所述苹果酸是指L-苹果酸。

本发明提供的方法中，步骤(1)的目的是通过加入硫酸将发酵法或酶转化法制备的发酵液酸解，主要是去除发酵液中以苹果酸钙形式存在的钙离子，从而得到硫酸钙固体，以及含有苹果酸的溶液。本发明加入硫酸酸解后溶液的pH值优选为1.2～3.5，更优选为2.0～2.6；所述酸解温度优选为30～90℃，更优选为60～85℃。酸解所得的溶液含有大量固体硫酸钙，通过过滤方法去除后，即可获得含苹果酸的溶液。

为了提高最终的分离效果，本发明在步骤(2)进一步去混合溶液中的阳离子、尤其是钙离子，将含苹果酸的溶液与阳离子交换树脂(可选用苯乙烯系或丙烯酸系阳离子交换树脂)接触，从而得到含苹果酸的稀溶液。

充分去除钙离子后，本发明步骤(3)将含苹果酸的溶液通入阴离子交换树脂(可选用类苯乙烯系或丙烯酸系阴离子交换树脂)，使苹果酸与阴离子交换树脂充分吸附，依据阴离子交换树脂对苹果酸与糖、蛋白等杂质亲和力的差异，使得稀溶液中苹果酸与糖、蛋白等杂质达到分离。为了确保在目标物质的充分吸附的同时减少杂质的吸附，本发明对吸附过程中涉及的参数进行优选。其中，吸附流速优选为0.5～3.5BV/h(柱体积/小时)，更优选为1.5～2.0BV/h；吸附温度优选为10～70℃，更优选为20-50℃。