L‑赖氨酸L‑谷氨酸盐的结晶粉末的制作方法

本发明属于结晶
技术领域：
，具体涉及一种l-赖氨酸l-谷氨酸盐结晶粉末及其制备方法。
背景技术：
：l-赖氨酸l-谷氨酸盐，英文名l-lysinel-glutamate，分子式c11h23n3o6，相对分子质量293.32。由l-赖氨酸和l-谷氨酸按物质的质量1∶1比例复合结晶而成。其结构如下所示：l-赖氨酸l-谷氨酸盐为白色或白色结晶性粉末，无臭、有特有的味道。熔点197℃。易溶于水，难溶于乙醇，其水溶液澄清无色，ph值为6.0～7.5。l-赖氨酸l-谷氨酸盐作为一种氨基酸复合盐，与氨基酸衍生物不同，它同时具有两种氨基酸的生物作用，甚至相互增强对方的生物作用，又比单体氨基酸的理化性质更优越，可以更好的应用在医药、食品和化妆品等方面。l-赖氨酸l-谷氨酸盐可用作食品添加剂，能强化食品中缺乏的赖氨酸，并且臭味远小于l-赖氨酸盐酸盐。可运用于医药领域，能有效抗血内镰形细胞形成；可以治疗儿童新陈代谢失调(苯丙酮酸尿症)；用于非肠道性低血钙症的治疗等。还可代替一些有害化学成分应用在化妆品、清洁剂、除臭剂、防冻剂等产品中。目前，在有关l-赖氨酸l-谷氨酸盐的制备的相关报道中，多为溶析结晶。但是在有关l-赖氨酸l-谷氨酸盐溶析结晶的报道中，要么存在油析现象，要么结晶过程中产品粘度大，结块严重，要么容易有溶剂残留，这些都会严重影响产品的质量。比如专利cn102557974a中，采用的是乙醇作反溶剂进行结晶，通过重复其工艺，我们发现，这个过程中产品结块严重，并且易产生油析，导致后续分离困难，产品纯度低，严重影响了产品的质量。再比如，专利us4415590中，以甲醇作反溶剂进行l-赖氨酸l-谷氨酸盐结晶，虽然产品颗粒度、稳定性较好，但是以甲醇作反溶剂的工艺下，所得的l-赖氨酸l-谷氨酸盐结晶粉末中，不可避免的会有甲醇残留的问题，而且残留量还很高，有些产品中，甲醇残留量的质量分数甚至大于3.2％，甚至大于5％，更甚至可能至9％。究其原因，是因为在l-赖氨酸l-谷氨酸的结晶过程中，甲醇非常容易参与l-赖氨酸阴离子和l-谷氨酸阳离子之间的重组，进而嵌入它们的晶格之中，而且并不能通过简单的洗涤而去除。事实上，在研究过程中，我们已经发现了l-赖氨酸l-谷氨酸盐在甲醇存在的体系中，会形成甲醇溶剂合物(甲醇∶l-赖氨酸离子∶l-谷氨酸离子＝1∶1∶1)，并且已经获得这种单晶结构(如图1-3所示)。因此，如何有效去除溶析结晶过程中伴随的溶剂残留问题，从而得到高品质高性能的结晶产品，是结晶
技术领域：
现存的一大难点。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种l-赖氨酸l-谷氨酸盐结晶粉末及其制备方法，本发明将l-赖氨酸l-谷氨酸盐甲醇水结晶后得到的晶体放入乙醇中进行转化，有效去除了溶析结晶过程中伴随的甲醇残留问题，制备得到的结晶粉末的甲醇残留量可以控制在0.01wt.％以下，而且堆积密度大于0.4g/ml，拍实密度大于0.5g/ml，游离水含量小于0.1wt.％，具有良好的颗粒性、流动性和稳定性，能够更好地应用于食品、化妆品、生物及医药领域。本发明的目的可通过如下技术方案实现：本发明中，甲醇残留量采用气相色谱法进行检测，由于不同设备检测限不一样，当甲醇含量极低时，可能无法检测到。本发明中采用的设置是安捷伦的7890a系统，并带有7693自动进样装置，在实验过程中最低可检测到的甲醇残留量为0.001wt.％。本发明中，l-赖氨酸l-谷氨酸盐结晶粉末中甲醇的残留量能够有效地控制在0.01wt.％以下。堆密度和“拍实密度”是尤其与粉末的流动特性相关的量。总体上，希望高的堆密度和“拍实密度”值。简而言之，堆密度指出在预定条件下每体积单位粉末的重量。换言之，在预定条件下多少克粉末可以供给到具有特定容积的样品保持器中。因为这个原因，堆密度表示为通常以g/ml计的每体积单位的重量。“拍实密度”也表明了每体积单位粉末的重量，在这种情况下，在该粉末的保持器经受在预定条件下的拍打或振动的情况下。“拍实密度”表示为通常以g/ml计的每体积单位的重量。通过拍打或振动，更多的粉末可以供给到该保持器中。因此，对于同一粉末，其“拍实密度”高于堆密度。本发明中，l-赖氨酸l-谷氨酸盐结晶粉末的堆积密度大于0.4g/ml，拍实密度大于0.5g/ml。固体形式的l-赖氨酸l-谷氨酸盐中的水可以以不同的形式存在。水可以作为结晶水或游离水存在。结晶水是指结合到l-赖氨酸l-谷氨酸盐分子结构中的水，游离水是指可与大气交换的水。游离水的量不包括作为结晶水存在的水的量。本发明中的l-赖氨酸l-谷氨酸盐可以是任何形式的l-赖氨酸l-谷氨酸盐，例如是结晶粉末或颗粒或包含结晶粉末及颗粒的混合物的形式。本发明的产品是l-赖氨酸l-谷氨酸盐结晶粉末，其游离水含量小于0.1wt.％。更详细地，本发明提供了一种l-赖氨酸-l谷氨酸盐结晶粉末，所述结晶粉末的甲醇含量小于0.5wt.％，堆积密度大于0.4g/ml。进一步地，所述结晶粉末的甲醇含量小于0.1wt.％，优选小于0.01wt.％。进一步地，所述结晶粉末的堆积密度大于0.46g/ml，优选大于0.5g/ml。进一步地，所述结晶粉末的拍实密度大于0.5g/ml，优选大于0.6g/ml，更优选大于0.7g/ml。进一步地，所述结晶粉末在温度为25℃以及平衡相对湿度为30％下测得游离水含量小于0.1wt.％，优选小于0.08wt.％，更优选小于0.05wt.％。本发明还提供了一种l-赖氨酸-l谷氨酸盐结晶粉末的制备方法，包括将l-赖氨酸-l-谷氨酸盐甲醇水结晶后得到的晶体放入乙醇中在搅拌状态下进行转化，过滤，干燥。进一步地，所述乙醇为90～100vol.％的乙醇，优选为94～97vol.％的乙醇；所述的晶体与乙醇的质量比为0.1∶10～2∶10。进一步地，所述的搅拌温度为4～55℃，优选10～40℃；搅拌时间为10～72h。进一步地，所述干燥方式为鼓风干燥。所述干燥温度为30～70℃，优选35～55℃。干燥的过程对l-赖氨酸l-谷氨酸盐结晶粉末的稳定性和水含量有一定影响，较低的干燥温度容易降低干燥效率，可能引起干燥不充分导致溶剂残留超标或者结块的现象；过高的干燥温度容易使得产品失去结晶水，而失去结晶水的结晶粉末，放置在室内环境下容易吸潮。进一步地，在干燥期间对所得固体进行机械冲压。本发明对甲醇水的结晶方式没有任何的限制，无论是先将l-赖氨酸-l-谷氨酸盐溶于水，再加入甲醇进行结晶，还是将l-赖氨酸-l-谷氨酸盐与配置好的甲醇水混合溶液进行结晶，都能够适用于本发明，在本发明的保护范围之内。优选地，所述的将l-赖氨酸-l-谷氨酸盐甲醇水结晶为形成l-赖氨酸-l谷氨酸盐的水溶液，加入甲醇，结晶，过滤。更进一步地，所述l-赖氨酸l-谷氨酸盐水溶液的形成方式可以是将l-赖氨酸和l-谷氨酸以等摩尔的比例加入水中，或是将l-赖氨酸l-谷氨酸盐直接加入水中。所述l-赖氨酸l-谷氨酸盐水溶液的初始浓度为0.1～0.7g/ml，优选0.3～0.5g/ml。需要指出的是，在有机溶剂存在条件下的结晶过程，为了减少有机溶剂挥发，可以考虑在结晶器上安装冷凝回流装置，冷凝温度可以设置在0～30℃，优选在10～20℃。更进一步地，所述甲醇为70～100vol.％的甲醇，优选为100vol.％的甲醇。更进一步地，所述甲醇加入量为l-赖氨酸l-谷氨酸盐水溶液体积的1～6倍，优选2～4倍。更进一步地，所述l-赖氨酸l-谷氨酸盐的水-甲醇溶液过滤时，用乙醇进行洗涤，乙醇为90～100vol.％的乙醇，优选为94～97vol.％的乙醇；且洗涤时乙醇的量浸没滤饼高度。本发明还提供了一种组合物，包含：(1)所述的l-赖氨酸-l谷氨酸盐结晶粉末；和(2)辅剂，所述辅剂选自l-赖氨酸盐酸盐、l-谷氨酸钠盐、l-赖氨酸、l-谷氨酸中的一种或几种。有益效果：本发明的l-赖氨酸l-谷氨酸盐结晶粉末不仅解决了现有技术中乙醇结晶过程中易油析、产品粘度大、易结块的问题，还极大地去除了甲醇结晶过程中甲醇的残留。本发明制备得到的l-赖氨酸l-谷氨酸盐结晶粉末堆积密度、拍实密度更好，游离水含量更少，而且甲醇残留显著减少，具有良好的颗粒性、流动性和稳定性，能够更好地应用于食品、化妆品、生物及医药领域。附图说明图1为谷氨酸赖氨酸盐晶体结构参数；图2为谷氨酸赖氨酸盐晶体结构的最小不对成单元图；图3为谷氨酸赖氨酸盐晶体结构的晶胞堆积图。具体实施方式根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。实施例1将10gl-赖氨酸l-谷氨酸盐加入80g纯水中，充分搅拌溶解，形成l-赖氨酸l-谷氨酸盐水溶液，而后移入500ml的结晶罐中，控制温度在10℃，再向其中加入420ml的无水甲醇作反溶剂进行结晶，出现白色晶体物质后，下罐，以抽滤的方式进行固液分离，用40ml的90vol.％乙醇洗涤晶体，然后在4℃下，将分离出的晶体放入90vol.％乙醇中进行搅拌转化，晶体与乙醇的质量比为0.1∶10，搅拌10h后，将晶体以抽滤的方式进行固液分离，然后于30℃下鼓风干燥10h，即得l-赖氨酸l-谷氨酸盐结晶粉末，其中产品纯度为99.1％，收率为78.8％。实施例2将30gl-赖氨酸l-谷氨酸盐加入100g纯水中，充分搅拌溶解，形成l-赖氨酸l-谷氨酸盐水溶液，而后移入500ml的结晶罐中，控制温度在15℃，再向其中加入400ml的90vol.％甲醇作反溶剂进行结晶，出现白色晶体物质后，下罐，以抽滤的方式进行固液分离，用60ml的95vol.％乙醇洗涤晶体，然后在25℃下，将分离出的晶体放入95vol.％乙醇中搅拌进行转化，晶体与乙醇的质量比为1∶10，搅拌30h后，将晶体以抽滤的方式进行固液分离，然后于70℃下鼓风干燥12h，即得l-赖氨酸l-谷氨酸盐结晶粉末，其中产品纯度为99.2％，收率为81.6％。实施例3将50gl-赖氨酸l-谷氨酸盐加入100g纯水中，充分搅拌溶解，形成l-赖氨酸l-谷氨酸盐水溶液，而后移入500ml的结晶罐中，控制温度在20℃，再向其中加入300ml的80vol.％无水甲醇作反溶剂进行结晶，出现白色晶体物质后，下罐，以抽滤的方式进行固液分离，用80ml的98vol.％乙醇洗涤晶体，然后在35℃下，将分离出的晶体放入98vol.％乙醇中进行搅拌转化，晶体与乙醇的质量比为1.5∶10，搅拌60h后，将晶体以抽滤的方式进行固液分离，然后于45℃下鼓风干燥15h，即得l-赖氨酸l-谷氨酸盐结晶粉末，其中产品纯度为99.5％，收率为88.9％。实施例4将70gl-赖氨酸l-谷氨酸盐加入100g纯水中，充分搅拌溶解，形成l-赖氨酸l-谷氨酸盐水溶液，而后移入500ml的结晶罐中，控制温度在20℃，再向其中加入260ml的75vol.％无水甲醇作反溶剂进行结晶，出现白色晶体物质后，下罐，以抽滤的方式进行固液分离，用90ml的100vol.％乙醇洗涤晶体，然后在55℃下，将分离出的晶体放入无水乙醇中进行搅拌转化，晶体与乙醇的质量比为2∶10，搅拌72h后，将晶体以抽滤的方式进行固液分离，然后于45℃下鼓风干燥20h，即得l-赖氨酸l-谷氨酸盐结晶粉末，其中产品纯度为99.8％，收率为93.3％。实验结果见表1。表1对比例1根据gerzon等公开的专利us4415590中的方法，采用甲醇作反溶剂制备l-赖氨酸l-谷氨酸盐，得到的产品与本发明中实施例的产品进行比较，实验结果见表2。表2甲醇含量(wt.％)堆积密度(g/ml)拍实密度(g/ml)游离水含量(wt.％)对比例13.40.350.520.102实施例10.0080.510.720.06实施例20.0070.470.690.05实施例30.0030.440.650.03实施例40.0010.420.610.01对比例和实施例的比较表明，本发明中实施例的产品堆积密度、拍实密度更大，说明实施例所得到的产品颗粒度、流动性更好；且游离水含量更少，有利于产品的储存稳定；并且由数据可以看出，通过本发明中的方法，甲醇残留显著减少，达到了很好的去除效果，因此，本发明有望提供一种解决溶剂残留的新方法。当前第1页12