红霉素发酵液的水相提取方法技术

本发明专利技术涉及制药领域，具体涉及一种红霉素发酵液的水相提取方法，所述方法包括将发酵液经陶瓷膜过滤而不加絮凝剂，所得滤液，再经超滤膜进行超滤，然后超滤液通过树脂柱纯化；将所得过柱液通过纳滤膜进行纳滤浓缩，然后向浓缩液中加入硫氰酸钠和冰乙酸析出硫氰酸红霉素，过滤，得硫氰酸红霉素湿粉，再进行干燥，即得硫氰酸红霉素干粉；本发明专利技术方法使用膜技术和树脂纯化技术，代替了原有的板框过滤，溶媒萃取提纯浓缩的方式，树脂处理量大，明显降低了红霉素的生产成本。该工艺具有较大的后续优化潜力，可有效地提高成品质量，提高收率，提高产品的竞争力。

【技术实现步骤摘要】
红霉素发酵液的水相提取方法
本专利技术涉及制药领域，具体涉及一种红霉素发酵液的水相提取方法。
技术介绍
红霉素是一种重要的大环内酯类抗生素,工业上由微生物发酵而得，其下游分离纯化工艺一直是红霉素生产的关键，传统的红霉素提取工艺为：发酵液经碱化和絮凝处理后，用板框过滤，滤液再用溶媒萃取、离心分离，分离得到溶媒相。向溶媒相加入硫氰酸钠和冰醋酸，使硫氰酸红霉素结晶出来，晶体经洗涤、干燥，即得到硫氰酸红霉素。此工艺应用时间较久，工艺稳定。其主要缺点为：1)需要大量絮凝剂，红霉素发酵液碱化后过滤前，需加入絮凝剂，絮凝剂主要成分是硫酸锌。加入约为4％左右。折合到每公斤产品成本约为25-30元，费用很高；并且硫酸锌作为重金属，过滤的菌渣不容易处理；2)萃取工艺成本高，红霉素萃取工艺需要消耗大量的溶媒，溶媒需要大量的酸碱清洗才能重复利用。在洗涤溶媒的过程中，萃取分离后的废水还需回收，因而成本较高；3)离心机投资运行成本较高，萃取是需要大量的离心机进行离心分离，投资大，能耗高，并且由于在溶媒环境中运行，有一定的危险性。4)含有机溶媒的废水处理，该提取方法产生大量的含少量有机溶媒的废水，该废水的处理需要投入一定的资金，进而提高了成本。传统的红霉素提取方法的收率可以在75-80％之间。但由于提取成本高，环境污染较大，生产成本高，企业竞争力下降。传统工艺的流程参见附图1。朱晟等人，树脂吸附法从发酵液中提取红霉素的工艺研究(《化学工程》，2017，45(1)P22～26,该方法使用陶瓷膜对红霉素发酵液进行预处理后，滤液通过大孔吸附树脂进行吸附，用硼砂-氢氧化钠缓冲液对树脂进行洗涤后，使用乙酸丁酯做为洗脱剂将树脂柱中的红霉素洗脱下来，最后结晶成硫氰酸盐。树脂柱用丙酮和氢氧化钠混合溶液进行再生后反复使用。该方法使用的树脂不仅吸附红霉素，还吸附色素及蛋白等杂质，吸附结束后，还必须先用硼砂-氢氧化钠缓冲液洗涤色素和蛋白等杂质，最后用有机溶媒乙酸丁酯做为洗脱剂对树脂上的红霉素进行洗脱。树脂吸附量低，工艺操作复杂，洗脱及树脂再生均使用了溶媒，对环保不利。郑文坚，树脂吸附-水相结晶法分离纯化红霉素工艺研究，(华东理工大学硕士论文，2012年)，该方法采用大孔吸附树脂HZ816吸附经陶瓷膜过滤的发酵液中的红霉素，经碱性缓冲盐溶液洗涤树脂柱后，用乙酸丁酯解析红霉素，然后往此红霉素丁酯解析液中加入不混溶的磷酸盐缓冲液，利用乙酸丁酯和水产生的非均相共沸移走乙酸丁酯，红霉素转移到磷酸盐缓冲液中，最后往磷酸盐缓冲液中加入碱调高pH,使得红霉素在水相中结晶出来。该方法使用的是吸附红霉素的树脂，吸附完成后，需用碱性缓冲液洗涤树脂，再用乙酸丁酯解析红霉素，后续还得使用蒸馏去除乙酸丁酯，操作复杂，且在解析液中加入磷酸盐，使用了溶媒，增加了成本，对环保非常不利。CN201310256773.1公开了一种红霉素发酵液的浓缩方法，该方法先调节发酵液pH为7.0-8.5，用孔径为0.1μm的陶瓷膜进行过滤，滤液通过强碱性丙烯酸阴离子交换树脂除杂，柱压为0.05-0.2MPa，过柱液依次通过50μm和10μm的滤袋过滤后，使用200的纳滤膜进行纳滤，得含有红霉素的浓缩液。该方法在处理发酵液时，仅使用较小孔径的陶瓷膜，陶瓷膜对发酵液的处理量较低，滤液通过强碱性阴离子交换树脂，树脂对滤液的处理量低等缺点。
技术实现思路
针对以上技术现状，本专利技术提供一种红霉素发酵液的水相提取方法，本专利技术所述红霉素发酵液的水相提取方法包括以下步骤：(1)发酵液陶瓷膜过滤：将发酵液通过陶瓷膜进行过滤，得陶瓷膜滤液；(2)超滤膜超滤：将陶瓷膜滤液通过截留分子量为1万～10万超滤膜进行超滤，得到超滤液；(3)树脂纯化：超滤液通过大孔吸附树脂柱纯化，收集过柱液；(4)纳滤浓缩：将过柱液通过纳滤膜进行纳滤浓缩，得浓缩液；(5)结晶：浓缩液中加入硫氰酸盐进行成盐反应，然后用酸调节pH进行结晶，过滤、洗涤、干燥，即得硫氰酸红霉素干粉。本专利技术方法中，作为实施方案之一，所述步骤(1)中陶瓷膜过滤主要用于过滤以除去发酵液中较大的杂质颗粒和菌体。作为实施方案之一，本专利技术所述步骤(1)中进一步包括所述陶瓷膜的孔径为1～100nm，优选40-80nm。作为实施方案之一，本专利技术所述步骤(1)中进一步包括过滤时料液温度为5-20℃，优选为8-12℃。本专利技术方法中，作为实施方案之一，所述步骤(2)中超滤膜超滤主要用于进一步除去大分子的蛋白等杂质。作为实施方案之一，本专利技术所述步骤(2)中超滤膜优选截留分子量为为3万-5万；所述滤膜为卷式滤膜或管式滤膜；优选为卷式滤膜。作为实施方案之一，本专利技术所述步骤(2)中进一步包括：超滤时温度为5℃-25℃，优选为5℃-20℃，进一步优选为10-20℃；作为实施方案之一，本专利技术所述步骤(2)中进一步包括：过程顶水，超滤液的效价为2000-4000u/ml，优选为2500-3500u/ml；作为实施方案之一，本专利技术所述步骤(2)中进一步包括：超滤过程顶水，在420nm的透光率大于18％。作为实施方案之一，本专利技术所述步骤(3)中树脂柱型号为LX-98、DM-1180、XAD1180、DM825、或SP-207；优选LX-98，所述树脂为超高交联聚苯乙烯大孔吸附树脂。作为实施方案之一，本专利技术所述步骤(3)中根据需要可以新增包括一个或一个以上的树脂与原树脂柱进行串联，以最大限度地提高树脂的处理量。作为实施方案之一，本专利技术所述步骤(3)中进一步包括：过柱时温度为6-10℃；作为实施方案之一，本专利技术所述步骤(3)中进一步包括：料液过柱的流速为1-10BV/h，优选为2-8BV/h，进一步优选流速为3-5BV/h；作为实施方案之一，本专利技术所述步骤(3)中进一步包括：过柱包括但不限于单根树脂柱。作为实施方案之一，本专利技术所述步骤(3)中进一步包括：当出口液在420nm的透光率小于50％时，可选择地再串联同样型号新树脂柱进行洗脱过柱，收集过柱料液。作为实施方案之一，本专利技术所述步骤(3)中进一步包括：新增串联的树脂柱的条件与原树脂柱相同。作为实施方案之一，本专利技术所述步骤(3)中进一步包括：当原树脂柱的出口料液在420nm的透光率与进料相同时，则原树脂柱达到单柱饱和，停止原树脂柱的进料，用水通入原树脂柱，将原树脂柱内残留料液顶入新增的树脂柱中，此后将超滤液直接通入新增的树脂中。作为实施方案之一，本专利技术所述步骤(3)中进一步包括：新增树脂柱的出口料液在420nm的透光率低于50％时，停止进料，或再次增加新的同型号树脂柱。作为实施方案之一，本专利技术所述步骤(3)中进一步包括：树脂柱单柱的处理量为40-80B树脂体积。作为实施方案之一，本专利技术所述步骤(4)中的纳滤滤膜为截留分子量100-1000的卷式膜或管式膜，优选为截留分子量为100-500的卷式滤膜。作为实施方案之一，本专利技术所述步骤(4)中进一步包括：纳滤过程,浓缩液pH为6.5-7.5，可选择地使用10％的碳酸钾溶液或冰醋酸调节pH。作为实施方案之一，本专利技术所述步骤(4)中进一步包括：纳滤过程温度为6-10℃；作为实施方案之一，本专利技术所述步骤(4)中进一步包括：浓缩至效价达到10000-50000u/ml，最优范围为15000-25000u/ml，纳滤透析液可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红霉素发酵液的水相提取方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)发酵液陶瓷膜过滤：将发酵液通过陶瓷膜进行过滤，得陶瓷膜滤液；(2)超滤膜超滤：将陶瓷膜滤液通过截留分子量为1万～10万超滤膜进行超滤，得到超滤液；(3)树脂纯化：超滤液通过大孔吸附树脂柱纯化，收集过柱液；(4)纳滤浓缩：将过柱液通过纳滤膜进行纳滤浓缩，得浓缩液；(5)结晶：浓缩液中加入硫氰酸盐进行成盐反应，然后用酸调节pH进行结晶，过滤、洗涤、干燥，即得硫氰酸红霉素干粉。

【技术特征摘要】
1.一种红霉素发酵液的水相提取方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)发酵液陶瓷膜过滤：将发酵液通过陶瓷膜进行过滤，得陶瓷膜滤液；(2)超滤膜超滤：将陶瓷膜滤液通过截留分子量为1万～10万超滤膜进行超滤，得到超滤液；(3)树脂纯化：超滤液通过大孔吸附树脂柱纯化，收集过柱液；(4)纳滤浓缩：将过柱液通过纳滤膜进行纳滤浓缩，得浓缩液；(5)结晶：浓缩液中加入硫氰酸盐进行成盐反应，然后用酸调节pH进行结晶，过滤、洗涤、干燥，即得硫氰酸红霉素干粉。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中进一步包括陶瓷膜的孔径为1～100nm，优选40-80nm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中进一步包括过滤时料液温度为5-20℃，优选为8-12℃。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中超滤膜优选截留分子量为为3万-5万；所述滤膜为卷式滤膜或管式滤膜，优选为卷式滤膜。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中进一步包括：超滤时温度为5℃-25℃，优选为10-20℃。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中进一步包括：超滤过程顶水，超滤液的效价为2000-4000u/ml，优选2500-3500u/ml。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中进一步包括：超滤过程顶水，超滤液在420nm的透光率大于18％。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中树脂为大孔吸附树脂，型号为LX-98、DM-1180、XAD1180、DM825、SP-207；优选LX-98。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中进一步包括：过柱时温度为6-10℃。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中进一步包括：料液过柱的流速为1-10BV/h，优选为2-8BV/h，进一步优选流速为3-5BV/h，收集过柱料液。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中进一步包括：当树脂柱出口料液在420nm的透光率小于50％时，可选择地再串联同样型号新树脂柱进行洗脱过柱，收集过柱料液。12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中进一步包括：新增串联的树脂柱的条件与原树脂柱相同。13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中进一步包括：当原树脂柱的出口液料液在420nm的透光率与进料相同时，则原树脂柱达到单柱饱和，停止原树脂柱的进料，用水通入原树脂柱，将原树脂柱内残留料液顶入新增的树脂柱中，此后将超滤液直接通入新增的树脂中。14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中进一步包括：新增树脂柱的出口料液在420nm的透光率低于50％时，停止进料，或再次增加新的同型号树脂柱。15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中进一步包括：树脂柱单柱的处理量为40-80B树脂体积。16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中的纳滤滤膜为截留分子量100-1000的卷式滤膜或管式滤膜，优选为截留分子量为100-500的卷式滤膜。17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中进一步包括：纳滤过程温度为6-10℃。18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中进一步包括：纳滤过程,浓缩液pH为6.5-7.5，可选择地使用10％的碳酸钾溶液或冰醋酸调节pH。19.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中进一步包括：纳滤浓缩的效价为10000-50000u/ml，优选为15000-25000u/ml。20.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中进一步包括：纳滤透析液可作为超滤顶水套用。21.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中硫氰酸盐为浓度为5-30％，优选为8-15％的硫氰酸盐溶液；优选硫氰酸盐为硫氰酸钠或硫氰酸钾。22.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)进一步包括：浓缩液的温度为20-30℃，优选为24-26℃，加入硫氰酸钠或者硫氰酸钾...

【专利技术属性】
技术研发人员：何同鹏，吴艳菲，王克玉，
申请(专利权)人：联邦制药内蒙古有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15