一种从菌渣中连续分离辅酶Q10的方法技术

本发明专利技术公开了一种从菌渣中连续分离辅酶Q10的方法，包括：(1)将辅酶Q10粗提物溶解在非极性有机溶剂中配成进料液；(2)将进料液和洗脱剂连续通入模拟移动床色谱系统中，从模拟移动床色谱系统的萃余口连续收集萃余液；(3)将步骤(2)所得萃余液减压浓缩后重新溶解，再经结晶、过滤、干燥后得到纯度大于98％的辅酶Q10精品。该方法具有产率高、回收率高、溶剂消耗少、生产连续化的特点，适合工业化大规模推广应用。

A method for continuous separation of coenzyme Q10 from bacterial residue

The present invention discloses a method for continuous separation of coenzyme Q10 from bacterial residue, including: (1) dissolving coenzyme Q10 crude extract in a non polar organic solvent to form feed liquid; (2) continuous flow of feed liquid and eluent into an analog mobile bed chromatography system and continuous collection of residual liquid from the extraction of simulated moving bed color spectrum system; (3) Steps (2) the residual solution is decompressed and concentrated, then dissolved, then crystallized, filtered and dried, and the quality of coenzyme Q10 with purity greater than 98% is obtained. The method has the characteristics of high yield, high recovery rate, low solvent consumption and continuous production, and is suitable for large-scale industrial popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种从菌渣中连续分离辅酶Q10的方法
本专利技术属于化工分离
，具体涉及一种从菌渣中连续分离辅酶Q10的方法。
技术介绍
辅酶Q10又称泛醌，是一种脂溶性的醌类化合物，主要存在于动物的心、肝、肾细胞中，它的化学名称为2-(3,7,11,15,19,23,27,31,35,39-十甲基-2,6,10,14,18,22,26,30,34,38-四十癸烯基)-5,6-二甲氧基-3-甲基-p-苯醌，分子式为C59H90O4，分子量863.34。辅酶Q10具有清除自由基、改善细胞内呼吸和增强免疫力等重要生理功能，其市场需求不断扩大，广泛应用于医药、化妆品和食品添加剂等领域。辅酶Q10的生产方法主要有化学合成法、动植物细胞培养法和微生物发酵法，其中，微生物发酵法具有工艺稳定性高，易于大规模生产，操作简单，以及产品生物活性高、易于吸收等优点，是目前辅酶Q10生产的研究热点。通过微生物发酵法制得的发酵液经离心、过滤、冻干、粉碎后得到菌渣，通过提取得到辅酶Q10粗提物，进一步纯化处理得到高纯度的辅酶Q10产品。现有的提取方法包括溶剂萃取法、皂化法、超临界流体萃取法，然后结合硅胶柱色谱、重结晶等技术对辅酶Q10粗产物进行进一步纯化。然而，辅酶Q10粗提取物中主要含有侧链上异戊烯单元数不同的辅酶Q类同系物，分离难度较大。CN103819326A公开了一种依次用超声波破碎、有机溶剂提取、硅胶柱层析和结晶来精制辅酶Q10的方法。CN101429108A公开了一种依次用无水乙醇提取、水和正己烷萃取、硅胶柱层析和结晶来提纯辅酶Q10的方法。CN102391092A公开了一种用超临界二氧化碳萃取菌渣，然后用硅胶柱层析和结晶，得到纯度大于99.5％的辅酶Q10。CN101987815A公开了一种吸附树脂和硅胶柱层析结合的方法制备得到纯度大于98％的辅酶Q10。这些方法都需要使用硅胶柱层析，尽管能够得到高纯度的辅酶Q10，但是上述方法都是间歇操作过程，存在有机溶剂用量大，制备量少，硅胶利用率低等问题，因而工艺并不经济。模拟移动床色谱是当前最有工业化前景的制备色谱技术，洗脱剂入口、进料液入口、萃取液出口、萃余液出口等四个进出口将所有色谱柱分成流速不同的四个区，分别承担不同的功能。它利用四个进出口物料的定时切换模拟洗脱剂与固定相的逆流移动，从而实现进出料的连续化。在萃取液出口连续收集含强吸附组分和洗脱剂的混合溶液，而在萃余液出口连续收集含弱吸附组分和洗脱剂的混合溶液。一方面，该操作允许连续进样，因而生产能力高；另一方面，由于洗脱剂循环使用，溶剂消耗少，可降低大规模制备的成本。为各区设计适合的流量，即可得到高纯度的目标组分。
技术实现思路
针对以上方法存在的不足，本专利技术提供一种从菌渣中连续分离辅酶Q10的方法，该方法工艺简单，产品制备量大、纯度高，溶剂消耗少，生产成本低。本专利技术通过模拟移动床色谱与结晶联合方法从菌渣中分离辅酶Q10，该方法以表面富含极性基团的填料作为固定相，调节洗脱剂的种类和比例，设计合适的各区流速和切换时间，采用模拟移动床色谱可以实现辅酶Q10与杂质的连续分离，然后将分离得到的辅酶Q10再经结晶纯化。一种从菌渣中连续分离辅酶Q10的方法，包括以下步骤：(1)将辅酶Q10粗提物溶解在非极性有机溶剂中配成进料液；(2)将进料液和洗脱剂连续通入模拟移动床色谱系统中，从模拟移动床色谱系统的萃余口连续收集萃余液；所述的模拟移动床色谱系统由4～32根装有固定相的色谱柱组成，共四个区，每区由1～8根色谱柱串联而成。各区之间可以串联也可以断开，可以采用等度操作模式也可以采用梯度操作模式。预先设置各区流量、切换时间、切换次数和柱温等操作参数，连续泵入进料液和洗脱剂，待系统达到稳态后，从萃余口连续收集富含辅酶Q10的萃余液。在模拟移动床色谱系统运行前，采用湿法装柱法将固定相颗粒填装到色谱柱中，装柱溶剂为正己烷或石油醚，对各柱的压力、柱效、溶质保留时间、分离度、总孔隙率进行对称性实验，确保每根色谱柱的性能指标一致。依据“三角理论”初步确定可分离区，调节各区流量和切换时间，直到辅酶Q10与杂质达到完全分离。(3)将步骤(2)所得萃余液浓缩除去溶剂后，在20～60℃下添加有机溶剂至固体刚好溶解，再将温度降至–5～5℃，冷却结晶12～36小时后过滤，滤饼用水洗涤后在20～40℃真空干燥得到纯度98％以上的辅酶Q10精品。所述的步骤(1)中辅酶Q10粗提物从微生物发酵所得的菌渣中提取，具体可参照公开号为CN101314782A、CN101619330A或CN105886562A的专利申请中所描述的方法培养菌种，将发酵液过滤、干燥、粉碎后得到菌渣；从菌渣中提取辅酶Q10粗提物的提取方法为渗漉提取法、有机溶剂浸提法、醇碱皂化法或超临界流体萃取法，具体可按照如下公开号的专利申请CN106146278A、CN101381747A、CN102391092A或CN104694613A。所述的非极性有机溶剂为正己烷、环己烷、正庚烷、正辛烷和石油醚中的一种或任意两种的混合物。这些疏水性有机溶剂对于辅酶Q10粗提物具有较高的溶解度。所述的进料液的总浓度为5～500g/L，进一步优选为50～300g/L。若进料浓度过低，则生产能力降低，工艺经济性降低；若进料浓度过高，则完全分离区显著缩小，设计操作条件的难度加大，分离难度增大。所述的模拟移动床色谱系统的固定相为极性大孔吸附树脂、离子交换树脂、硅胶或氧化铝。这些固定相富含羟基等极性基团，可与辅酶Q类同系物中的碳基形成氢键，根据氢键作用力大小不同，识别同系物之间的微小结构差异。所述的固定相为粒径均匀、孔径均一、具有高机械强度的球形颗粒。所述的固定相的粒径控制在5～200μm，进一步优选为10～100μm。若粒径太大，则柱效降低，不利于辅酶Q10与杂质的分离；若粒径太小，则柱压太高，不利于操作。所述的固定相的孔径控制在5～100nm，进一步优选为10～50nm。若填料孔径太小，则辅酶Q10分子不容易进入孔道内部，降低分离效果；若填料孔径太大，则孔内扩散慢，传质阻力大。所述的洗脱剂为正己烷、环己烷、正庚烷、正辛烷、石油醚、乙腈、乙酸乙酯、四氢呋喃、二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺和碳原子数为1～4的一元醇中的一种或任意两种的混合物。进一步优选洗脱剂为正己烷和乙酸乙酯的混合物。优选地，洗脱剂中乙酸乙酯的体积百分比为1～20％。若乙酸乙酯的比例过高则流动相极性强，辅酶Q10与杂质的分离度差；若乙酸乙酯的比例过低则流动相极性弱，辅酶Q10的在系统里的保留时间太长，系统难以达到稳定。所述的模拟移动床色谱系统的色谱柱的尺寸为直径5～500mm，长度50～1000mm，进一步优选为直径为10～100mm，长度100～500mm。若色谱柱尺寸过小，则生产能力较低；若色谱柱尺寸过大，则填料填装困难，壁面效应明显，色谱柱的分离能力下降。所述的模拟移动床色谱系统的操作参数控制为：洗脱剂流速1～1000mL/min，进料液流速1～100mL/min，萃取液流速1～100mL/min，萃余液流速1～100mL/min，切换时间1～50min。切换时间进一步优选为3～10min，若切换时间过短，则切换阀容易损坏；若切换时间过长，则系统难以达到稳态。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从菌渣中连续分离辅酶Q10的方法，包括以下步骤：(1)将辅酶Q10粗提物溶解在非极性有机溶剂中配成进料液；(2)将进料液和洗脱剂连续通入模拟移动床色谱系统中，从模拟移动床色谱系统的萃余口连续收集萃余液；(3)将步骤(2)所得萃余液浓缩去溶剂后，在20～60℃下，再添加有机溶剂溶解，–5～5℃冷却结晶12～36h后过滤，滤饼用水洗涤后，20～40℃真空干燥得到纯度为98％以上的辅酶Q10精品；所述的有机溶剂加入量和萃余液浓缩后所得固体的体积质量比为20～80L/kg。

【技术特征摘要】
1.一种从菌渣中连续分离辅酶Q10的方法，包括以下步骤：(1)将辅酶Q10粗提物溶解在非极性有机溶剂中配成进料液；(2)将进料液和洗脱剂连续通入模拟移动床色谱系统中，从模拟移动床色谱系统的萃余口连续收集萃余液；(3)将步骤(2)所得萃余液浓缩去溶剂后，在20～60℃下，再添加有机溶剂溶解，–5～5℃冷却结晶12～36h后过滤，滤饼用水洗涤后，20～40℃真空干燥得到纯度为98％以上的辅酶Q10精品；所述的有机溶剂加入量和萃余液浓缩后所得固体的体积质量比为20～80L/kg。2.根据权利要求1所述的从菌渣中连续分离辅酶Q10的方法，其特征在于，所述的非极性有机溶剂为正己烷、环己烷、正庚烷、正辛烷和石油醚中的一种或任意两种的混合物。3.根据权利要求1所述的从菌渣中连续分离辅酶Q10的方法，其特征在于，所述的进料液的总浓度为5～500g/L。4.根据权利要求1所述的从菌渣中连续分离辅酶Q10的方法，其特征在于，所述的洗脱剂为正己烷、环己烷、正庚烷、正辛烷、石油醚、乙腈、乙酸乙酯、四氢呋喃、二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺和碳原子数为1～4的一元醇中的一种或任意两种的混合物。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敏，鲍宗必，张治国，杨启炜，杨亦文，任其龙，邢华斌，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33