一種制備高堆密度呈味核苷酸二鈉混晶的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及食品添加劑精制領(lǐng)域，具體設(shè)及一種通過溶液共結(jié)晶技術(shù)制備高堆密 度呈味核巧酸二鋼混晶的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 呈味核巧酸二鋼（Disodium 5 ' -ribonucleotide ,簡(jiǎn)稱I+G)是5 肌巧酸二鋼 (Disodium 5' -inosinate,簡(jiǎn)稱IMP)和5'-鳥巧酸二鋼(Disodium 5' -guanylate,簡(jiǎn)稱GMP) 的結(jié)晶物或混合物，需要按照國家規(guī)定的含量比例混合制成（IMP、GMP含量各占48.0%~ 52.0 % )。IMP的化學(xué)式為Cio出iN4Na2〇sP，分子量為392.17，為無色至白色結(jié)晶或白色結(jié)晶性 粉末，約含7.5分子結(jié)晶水。GMP化學(xué)式為Cl化2化化2〇8P，為無色至白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末， 約含7分子結(jié)晶水。IMP、GMP均為核巧酸衍生物，廣泛存在于大自然的各種肉類和磨茹類中， 呈天然的肉鮮味和磨茹鮮味。兩者等質(zhì)量比混合形成的I+G則可使食品融華素于一體，能W 幾何級(jí)程度增加原料及味精的鮮味，是目前銷售前景最好的鮮味劑之一，深受國內(nèi)外食品 行業(yè)生產(chǎn)廠商的追捧。
[0003] 高品質(zhì)鮮味劑通常具有晶粒完整，粒度均勻，堆密度高，流動(dòng)性好等優(yōu)點(diǎn)。市場(chǎng)上 所售的味精、食鹽、糖等的晶體多為棒狀或塊狀，主粒度均較大(在200微米W上）。呈味核巧 酸二鋼作為超鮮味精、雞精及其它調(diào)味料的主要成分，應(yīng)符合粒度大、堆密度高、流動(dòng)性好、 純度高等要求，使其與味精等混合后得到的復(fù)合鮮味劑仍具有粒度均勻、流動(dòng)性好等特點(diǎn)， 配制出高品質(zhì)鮮味劑。
[0005] 生產(chǎn)呈味核巧酸的工藝方法主要有微生物發(fā)酵法、酶解法、酶催化法和化學(xué)合成 法等。將上述幾種方法制得的IMP和GMP原液，經(jīng)過濃縮、結(jié)晶、過濾、洗涂和干燥等操作分離 可得到各自的粗品。IMP的結(jié)晶過程容易進(jìn)行，在溶液結(jié)晶中可直接析出晶體;而GMP在溶液 中析出的一般是無定形，要得到GMP必須經(jīng)過一個(gè)晶形轉(zhuǎn)化的過程，其過程控制比較復(fù)雜， 通常得到的晶體產(chǎn)品形態(tài)差、堆密度低、易聚結(jié)。由于IMP和GMP各種晶體形狀和粉末特性的 不同，若簡(jiǎn)單地將兩者發(fā)酵液結(jié)晶得到的固體粉末產(chǎn)品按比例機(jī)械混合，不僅混合過程有 種種操作上的困難，而且得到的混合物產(chǎn)品也很難獲得理想的混合效果。
[0006] 溶液共結(jié)晶現(xiàn)象是指兩種或兩種W上的固體溶質(zhì)W晶體狀態(tài)同時(shí)從溶液中析出 的過程，屬于一種普遍存在于自然界的現(xiàn)象，在工業(yè)結(jié)晶技術(shù)研發(fā)和晶體產(chǎn)品生產(chǎn)過程中 多有設(shè)及。溶液共結(jié)晶技術(shù)在醫(yī)藥、食品、無機(jī)鹽、高分子材料等諸多領(lǐng)域中都有重要應(yīng)用。 為解決IMP和GMP因晶型、粉末形狀和粉末特性的不同所帶來的操作上的困難和混合不均的 問題，現(xiàn)有方法是通過溶液共結(jié)晶技術(shù)制備呈味核巧酸二鋼晶體(I+G)來實(shí)現(xiàn)分子程度的 混合。
[0007]公開號(hào)為101619086A的中國專利公開了一種呈味核巧酸結(jié)晶物及制備方法。在制 備過程中，WIMP、GMP粗品為原料，組分比例為1:1。經(jīng)過一系列洗脫、溶析、自然冷卻、再溶 析、再冷卻，過濾、真空干燥步驟，得到所報(bào)道的晶型，WX射線粉末衍射光譜和紅外吸收光 譜的多個(gè)特征峰為判斷依據(jù)。該工藝通過調(diào)節(jié)攬拌、溶液溫度、pH等參數(shù)，改善了產(chǎn)品晶型 和質(zhì)量。但是該制備方法通過靜置冷卻細(xì)晶，使其爆發(fā)成核，晶體的粒度和形狀無法調(diào)控， 最終的產(chǎn)品堆密度為0.58-0.63g/ml，結(jié)晶物休止角為38-46°。結(jié)晶物的堆密度仍較低、流 動(dòng)性較差。運(yùn)會(huì)導(dǎo)致一系列操作困難，如過濾，干燥，包裝，運(yùn)輸?shù)取Ｇ腋稍飾l件為60-80°C減 壓干燥，該溫度下I+G受熱脫去結(jié)晶水，最終得到的產(chǎn)品晶體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，結(jié)晶度變差。
[000引申請(qǐng)?zhí)枮?01210214154.1的中國專利公開了一種5'-呈味核巧酸結(jié)晶精制的工藝 方法，對(duì)上述工藝進(jìn)行了改進(jìn)。該方法W預(yù)處理后的5'-呈味核巧酸二鋼母液為原料，45°C ~65°C溶解，乙醇溶析析出晶體，降溫到20~40°C，再升溫65°C、然后繼續(xù)降溫到10°C，產(chǎn)品 平均粒徑從35WI1提高到60WI1。該方法最初析出晶體通過不斷加入乙醇溶析結(jié)晶實(shí)現(xiàn)，未嚴(yán) 格控制結(jié)晶成核，5'-呈味核巧酸在純水體系中的溶解度隨著醇含量的增加迅速下降，易造 成爆發(fā)成核、產(chǎn)品晶體細(xì)碎。降溫至20~40°C大量析出晶體后，將料液升溫到65°CW消除細(xì) 晶，該方法的缺點(diǎn)是，升溫幅度太大(~35°C)，大量耗能。由于沒有嚴(yán)格控制結(jié)晶成核，后續(xù) 的升溫消細(xì)晶不能解決粒度小的根本問題，產(chǎn)品晶體僅為60WI1左右，見其說明書附圖1-5， 晶體為片狀，產(chǎn)品堆密度低，形態(tài)差，易結(jié)塊。不能很好滿足高品質(zhì)鮮味劑的制備要求。
[0009] 綜合分析現(xiàn)有方案的缺點(diǎn)和國內(nèi)外發(fā)展差距，急需探索一種環(huán)境友好，過程簡(jiǎn)單， 節(jié)能，易于工業(yè)化生產(chǎn)，所得呈味核巧酸二鋼組成穩(wěn)定、粒度大、晶體形態(tài)好、堆密度高、流 動(dòng)性好的工藝方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種制備高堆密度呈味核巧酸二鋼 混晶，改善其晶體形態(tài)、堆密度和流動(dòng)性的新方法。該方法W水為溶劑，親水性有機(jī)溶劑為 溶析劑，通過晶種和溶析劑加入速度共同控制I+G的成核與生長(zhǎng)。在有效縮短工藝時(shí)間的同 時(shí)，所得呈味核巧酸二鋼混晶產(chǎn)品在粒度、堆密度、流動(dòng)性、純度、溶劑殘留等方面均明顯改 善，極大方便后續(xù)過濾、干燥、存儲(chǔ)的需要。
[0011] 本發(fā)明通過W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0012] -種溶液共結(jié)晶技術(shù)制備高堆密度呈味核巧酸二鋼混晶的方法;包括步驟如下： [OOU] 1)將IMP、GMP粗品加入水中，配制濃度為60~250g/L的水溶液，在25°C~45°C攬拌 溶解，加入氨氧化鋼調(diào)節(jié)抑至7.5~8.5;
[0014] 2)加溶析劑，溶析劑總量為溶劑水的體積的1~2倍。
[0015] 3)抽濾、洗涂及常溫常壓干燥，得到呈味核巧酸二鋼混晶產(chǎn)品。
[0016] 所述步驟1) IMP粗品與GMP粗品按質(zhì)量比IMP: GMP為0.9~1.1:1混合而成；分別由 IMP和GMP原液分別經(jīng)過濃縮、結(jié)晶、過濾、洗涂和干燥等操作分離得到。
[0017] 所述步驟2)所述溶析劑為低級(jí)醇，選自甲醇、乙醇、異丙醇中的一種或幾種的混合 物。考慮到有機(jī)溶劑的經(jīng)濟(jì)適用性和綠色安全性，優(yōu)選為乙醇。
[0018] 所述步驟2)溶析劑過程分為=個(gè)階段。第一階段:開始加入溶析劑到溶析劑量為 水量的10~30%，溶析劑加入時(shí)間控制在30min W內(nèi)，此時(shí)溶液達(dá)到過飽和，加入與粗品質(zhì) 量比為0.5~10%的I+G晶種，養(yǎng)晶20~30min;第二階段:繼續(xù)加溶析劑到體系內(nèi)溶析劑為 水量的50 %~70 %，加入時(shí)間控制在2~3小時(shí);第=階段:繼續(xù)加入溶析劑到體系內(nèi)溶析劑 量為水量的1~2倍，溶析劑加入時(shí)間控制在1~2小時(shí)，第二階段溶析劑的加入速率明顯比 第=階段的加入速率慢。
[0019] 本發(fā)明制備的呈味核巧酸二鋼混晶為棒狀晶體，粒度分布d(50)為200~450WI1，堆 密度為0.76~0.86g/ml，休止角為20~30°。
[0020] 所述步驟2)中，第一階段快速加入溶析劑，當(dāng)溶析劑量為水量的10~30(v/v) % 時(shí)，加入與粗品質(zhì)量比為0.5~10 %的I+G晶種，養(yǎng)晶20~30min，使過飽和度主要消耗于晶 體生長(zhǎng)，避免一次成核；
[0021] 所述步驟2)中，操作因素包括晶種尺寸、晶種量和晶種加入時(shí)機(jī)。若晶種尺寸小， 即使晶種量少所含的粒子數(shù)也過多，而過飽和度提供的推動(dòng)力有限，提供給每個(gè)粒子生長(zhǎng) 的能量低，產(chǎn)品平均粒徑小。若晶種尺寸大，所需晶種量相應(yīng)增大，其晶體生長(zhǎng)空間小，僅消 耗少量過飽和度，容易使過飽和度積累而導(dǎo)致爆發(fā)成核。晶種加入時(shí)，溶析劑占總?cè)軇┑谋?例直接關(guān)聯(lián)著溶質(zhì)在溶液中的溶解度和過飽和度。溶析劑量小，則晶種溶解，比例高，則超 出介穩(wěn)區(qū)，易誘發(fā)大量異相成核。因此，晶種宜在介穩(wěn)區(qū)內(nèi)加入。晶種的使用使I+G的成核與 生長(zhǎng)過程得到有效控制，產(chǎn)品的粒度實(shí)現(xiàn)可控。
[0022] 所述步驟2)溶析劑的加入速率宜先快再慢后快。第一階段只要溶析劑的加入量仍 使溶液處于未過飽和區(qū)和稍過飽和的介穩(wěn)區(qū)，加入速率不是關(guān)鍵因素。為節(jié)約操作時(shí)間，將 溶析劑加入控制在30minW內(nèi)。第二階段和第=階段的加入速率需要進(jìn)行研究和優(yōu)化。呈味 核巧酸二鋼的共結(jié)晶過程非常特殊。第二階段為晶體的快速生長(zhǎng)階段，大量粒子的生長(zhǎng)需 要較大的過飽和度來推動(dòng)。但同時(shí)過飽和度對(duì)溶析劑加入量非常敏感，加入少量溶析劑就 會(huì)使過飽和度急劇增大，容易爆發(fā)成核。因而第二階段反而需要減慢溶析劑加入速度，控制 好成核與生長(zhǎng)。第=階段為晶體的緩慢生長(zhǎng)階段，粒子的粒徑變化很小，過飽和度消耗小， 理論上應(yīng)慢速加入溶析劑。但過飽和度對(duì)溶析劑加入量敏感度很小，加入大量溶析劑也不 會(huì)誘發(fā)爆發(fā)成核。因而可較快速加入溶析劑。由于溶析劑加入時(shí)間的優(yōu)化，使本發(fā)明工藝制 備所需時(shí)間為10小時(shí)W內(nèi)，而現(xiàn)有技術(shù)普遍在10~20小時(shí)。
[0023] 所述步驟4)洗涂過程可用95乙醇洗涂。干燥方式為常溫常壓干燥。晶體產(chǎn)品尺寸 較大，具有良好的分散