一种从发酵液中分离提取亚精胺的方法技术

本发明专利技术公开了一种从发酵液中分离提取亚精胺的方法，属于生物化工领域。本发明专利技术的方法包括：S1、发酵液预处理：亚精胺发酵液依次经过无机陶瓷膜，得到澄清液；S2、超滤和浓缩：将步骤S1得到的澄清液过超滤膜，透过液经反渗透膜浓缩；S3、萃取：将步骤S2所得浓缩液用有机溶剂萃取，得到萃取相，S4、蒸有机溶剂；S5、两步分子蒸馏：将步骤S4蒸完溶剂的亚精胺物料用两步分子蒸馏进行分离，第一步分子蒸馏去除低沸点游离胺和腐胺等发酵代谢产物，再通过第二步分子蒸馏对第一步的重组分进行再次提取得到亚精胺纯品。本发明专利技术所述纯化方法工艺简便，对亚精胺的纯化效率高，所得产物的纯度＞98％，收率＞80％。＞80％。＞80％。

【技术实现步骤摘要】
一种从发酵液中分离提取亚精胺的方法


[0001]本专利技术涉及一种从发酵液中分离提取亚精胺的方法，属于生物化工领域。

技术介绍

[0002]亚精胺(spermidine，Spd)，又称精眯，化学名称为N
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(3
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氨基丙基)
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1,4
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丁二胺，由腐胺和腺苷甲硫氨酸生物合成的一种多胺。
[0003]亚精胺的摄入具有保护心血管的作用，之前有研究报道，小鼠口服亚精胺可以显著的提高全血、血清和组织中的亚精胺的含量，并且能够延长了小鼠的寿命，减少了心脏肥大，发挥了心脏保护作用。在高脂饮食诱导的肥胖小鼠模型中，亚精胺能通过刺激血管平滑肌细胞胆固醇外排，抑制动脉粥样硬化斑块中的脂质积累，减少坏死核心的形成。在Ma等人的研究中，亚精胺调节脂质代谢和增强抗氧化能力来减轻高脂饮食诱导的小鼠肝脏脂肪变性，并通过抑制炎症细胞因子和趋化因子的表达减轻脂肪组织的炎症外，外源性亚精胺的补充可以诱导自噬增强，达到延长酵母、果蝇、和小鼠的寿命的作用，并且能降低酵母和小鼠的氧化应激水平。给老年小鼠短期补充亚精胺，可以重建基础水平的自噬，减轻线粒体功能障碍和氧化应激，逆转老化肌肉卫星细胞再生能力，防止衰老。在神经系统中，给予实验性自身免疫性脑脊髓炎(EVE)小鼠模型口服补充亚精胺，可以减缓EVE病程的进展，减轻EVE小鼠的典型脱髓鞘病变和炎症反应。
[0004]亚精胺为高沸物，在高温时易发生分解或氧化。目前工业生产主要以精馏来提纯亚精胺，但由于该方法受热时间长，亚精胺易发生氧化等反应，故产品纯度不够高，生产成本高。
[0005]亚精胺的主要制备方法为化学合成法，CN109096122B公开了一种亚精胺的合成方法，该专利技术以氨基丙醇和丁内酯为原料反应后，经过还原、氨基保护等主要工艺步骤，制备得到了亚精胺产品纯度可达98％以上，反应总收率为35％以上。CN113735716B以2吡咯烷酮和二碳酸二叔丁酯反应，所得产物加入至1,3丙二胺溶液中，反应结束经后处理后得到[3(3氨基丙氨甲酰基)丙基]氨基甲酸叔丁酯，经还还原、脱保护基，进一步处理得到亚精胺。
[0006]除化学合成外，植物提取法和生物发酵法也是获取亚精胺的常见方法。CN112544888A公开了一种富含亚精胺的纳豆提取物的制备方法，以含水乙醇作为携带剂的超临界二氧化碳流体萃取纳豆冻干粉中的亚精胺，所得提取中亚精胺含量范围为1.0mg/g
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2.5mg/g。CN111019960A公开了一种酶法制备亚精胺的方法，包含质粒构建、菌株的诱导表达和菌体破碎等步骤，以破碎后的菌体上清液作为粗酶液，以S
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腺苷甲硫氨酸作为反应底物，得到浓度为1g/L的亚精胺。
[0007]植物提取所需的植物量大，植物生长周期长，栽培难度大，尤其是一些珍稀名贵物种，使得部分植物的生存受到严重威胁，此外，多数植物成分的化学性质活泼，植物原料的储存环境较为苛刻，由此到来的储存成本也不低，生物合成发酵法与植物提取相比，效益好，原料成本低。和化学合成法相比，生物发酵合成法更绿色天然，更易于被消费者所接受。因此，生物发酵技术必将成为亚精胺工业量产的主流方法。
[0008]亚精胺化学性质活泼，且具有较低的沸点，这些特性给亚精胺的分离纯化带来了困难。

技术实现思路

[0009]本专利技术旨在提供一种低能耗、低污染、工艺路线简单、产物具有高纯度和高收率的亚精胺的分离纯化方法。本专利技术采用分子蒸馏技术，其是利用分子的平均自由程的差异实现不同物质分离纯化的工艺方法，是一个工作在0.001mbar压力下热分离技术过程，它较低的蒸发温度，非常适合热敏性、高沸点物料。
[0010]相对于传统精馏，分子蒸馏有以下技术优势：
[0011](1)时间短，能减少受热分解的机会；(2)蒸馏温度低，蒸发温度远低于物料的沸点，可有效的保护被分离物质，适用于高沸点、热敏性物料的分离；(3)真空度高，压强低，可抑制物料氧化受损；(4)蒸馏液膜薄，传热效率高，均匀；(5)分离程度高：无沸腾鼓泡现象，有选择地蒸出目的产物，去除其它杂质。
[0012]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0013]本专利技术提供了一种从发酵液中分离纯化亚精胺的方法，所述方法包括以下步骤：
[0014](1)发酵液预处理：将含有亚精胺的微生物发酵液过无机陶瓷膜，得到澄清液；
[0015](2)超滤和浓缩：将步骤(1)得到的澄清液过超滤膜，收集超滤透过液，透过液经反渗透膜浓缩，收集浓缩液；
[0016](3)萃取：将步骤(2)所得浓缩液用有机溶剂提取液萃取，静置分层，水层弃去，收集有机溶剂萃取液层；
[0017](4)蒸溶剂：将步骤(3)所得到的有机萃取相进行减压蒸馏，去除体系中的有机溶剂；
[0018](5)两级分子蒸馏：将分子蒸馏系统抽真空，并保持高真空状态，将步骤(4)中所得到的亚精胺混合物进行一级分子蒸馏，并收集重组分，重组分进行二级分子蒸馏，收集轻组分，即为亚精胺。
[0019]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)中，所述陶瓷膜的孔径为50nm
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200nm。
[0020]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)中，所述超滤膜的截留分子量为1000
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5000道尔顿，压力为0.5mPa，超滤膜过滤的目的是除去发酵液中分子量较小的残蛋白和残糖等杂质。
[0021]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)中，所述反渗透膜的截留分子量为100道尔顿，压力为2mPa。反渗透膜能除去料液中的大部分水分，对超滤液起到浓缩的作用。
[0022]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)中，所述有机溶剂为能溶解亚精胺且与水不混溶的低级醇或醚。使用有机溶剂萃取的目的，是反渗透浓缩后发酵液中的亚精胺从水相转移至有机相，达到初步分离纯化的目的。
[0023]在本专利技术的一种实施方式中，所述有机溶剂包括但不限于乙醚、石油醚、正丁醇、2
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丁醇、乙酸乙酯、甲基异丁基甲酮等。
[0024]在本专利技术的一种实施方式中，所述有机溶剂的体积比为(v/v)：10％～200％。
[0025]在本专利技术的一种实施方式中，所述有机溶剂的添加量为：20％～200％。
[0026]在本专利技术的一种实施方式中，每1g亚精胺使用30
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80mL有机溶剂。
[0027]在本专利技术的一种实施方式中，每1g亚精胺使用40
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50mL有机溶剂。
[0028]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)中，所述有机溶剂萃取分为3～4次进行，每次萃取有机溶剂的用量差不超过30％；
[0029]在本专利技术的一种实施方式中，每次萃取有机溶剂用量递减。
[0030]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(4)中，将有机相中的溶剂蒸出的目的，是将体系中的轻组分溶剂去除干净，便于下一步的分离。
[0031]在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从发酵液中分离纯化亚精胺的方法，其特征在于，所述方法其包括以下步骤：(1)发酵液预处理：将含有亚精胺的微生物发酵液采用无机陶瓷膜过滤，得到澄清液；(2)超滤和浓缩：将步骤(1)得到的澄清液采用超滤膜进行过滤，收集透过液，透过液经反渗透膜浓缩，得到浓缩液；(3)萃取：将步骤(2)所得浓缩液用有机溶剂萃取，静置分层，水层弃去，收集有机溶剂萃取层；(4)蒸溶剂：将步骤(3)所得到的有机萃取相进行低温减压蒸馏，去除体系中的有机溶剂；(5)分子蒸馏：一级分子蒸馏：将步骤(4)中所得到的去除溶剂后的物料转移至分子蒸馏预热容器中，同时将分子蒸馏系统抽真空，并保持高真空状态，将预热容器中的物料进行分子蒸馏并收集重组分；二级分子蒸馏：将一级分子蒸馏后得到的重组分收集后，重新转移至分子蒸馏预热容器中，将分子蒸馏系统抽真空，并保持高真空状态，将预热容器中的亚精胺混合物进行分子蒸馏，并收集轻组分，即是亚精胺。2.根据权利要求1所述的一种从发酵液中分离纯化亚精胺的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述无机陶瓷膜的孔径为5 0nm
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200nm。3.根据权利要求1所述的一种从发酵液中分离纯化亚精胺的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述超滤膜的截留...

【专利技术属性】
技术研发人员：高统海，李志，张岩峰，
申请(专利权)人：深圳中科欣扬生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：