CN100347188C - 多粘菌素e的分离制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多粘菌素E的分离制备方法，是研制出通过泡沫分离法从发酵液中提取分离多粘菌素E的新型分离方法，其发酵液经过预处理、泡沫分离、真空蒸发和喷雾干燥过程，获得多粘菌素E原料药，其收率高达86-95%。与现有树脂法相比，简化了提取工艺，降低能耗，减少污染，开创了廉价提取多粘菌素E原料药的创新技术，具有广阔以及实用的经济效果。

Description

多粘菌素E的分离制备方法
技术领域
本发明涉及多肽类抗生素的提取、分离、纯化，具体是一种多粘菌素E的分离制备方法。
背景技术
多粘菌素E(Polymyxin E)是由多粘芽孢杆菌粘菌素变种(Bacillus Polius PolymyxaVar Colistinus)产生的一种碱性多肽抗生素，对革兰氏阴性杆菌有强烈的杀菌作用，可以治疗多种病菌引起的动物饲养疾病，具有较好抗菌谱和高效、低毒等特性，已用于饲料作添加剂，并能促进动物生物和提高饲料的利用率。
目前从发酵液中分离多粘菌素E采用的是树脂吸附解析法，此方法分离发酵液中的多粘菌素E步骤长、能耗和费用高。而且，树脂吸附解析法带来大量的污水，严重污染环境。要解决树脂吸附解析法分离发酵液中多粘菌素E步骤长、能耗和费用高及污染问题，分离方法的创新和相应的技术是关键。
泡沫分离技术是近些年应用于生物体系发展比较快的新兴分离技术。所谓泡沫分离技术是以气泡作为分离介质，利用被分离物质在气液两相界面吸附性质的差异进行富集溶液中表面活性物质。泡沫分离技术作为一种新兴分离技术，越来越受到更多研究者的重视。它的主要优点一是适合低浓度有效成分的分离，能在很小浓度(数量级在ppm范围)下有效地分离表面活性物质；二是设备简单，投资少，能耗低，并且操作简便；三是其工艺本身不产生新的污染源。
多粘菌素E是一种由10个氨基酸组成的多肽，它的结构由亲水端和疏水端组成，是一个具有表面活性剂性质的物质，具有进行泡沫分离的条件。
发明内容
本发明的目的是针对传统分离发酵液中的多粘菌素E所存在的费用高、收率低及污染严重问题，经过长期的研究和实验，提出采用泡沫分离技术从发酵液中分离多粘菌素E的一种新型分离方法，从而克服现有技术的弊端，获得多粘菌素E原料药。
本发明的目的是这样实现的：一种多粘菌素E的分离制备方法，其发酵液经过预处理、泡沫分离、真空蒸发和喷雾干燥过程，获得多粘菌素E原料药。本发明使用的‘多粘菌素E的发酵液’购自施瑞克(天津)生物技术有限公司。具体步骤如下：
a.发酵液的预处理：
把含有多粘菌素E的发酵液用草酸溶液调节pH值在2.0-6.8之间，于70-95℃加热10-60分钟，将酸化好的发酵液通过板框过滤，时间2-3小时；
b.泡沫分离
将过滤后的发酵液用鼓泡塔进行间歇分离，温度为15-85℃，pH为2.0-7.0，空塔气速为1×104-1×10-2m/s，一个周期操作时间在0.5-4.0小时，并经破沫方法得到高浓度多粘菌素E破沫液；
c.真空蒸发
将破沫液进行真空蒸发，溶液中pH为2.0-5.0，温度在20-60℃，时间为0.5-2.0小时，得到浓缩液；
d.喷雾干燥
上述经真空蒸发所得浓缩液，用盐酸调pH至2.0-5.0，浓度控制在5000-20000IU/ml，之后在喷雾干燥器上进行喷雾干燥，热风进口温度为120-180℃，出口温度为70-100℃，即得到多粘菌素E原料药。
所述的破沫方法为机械法、加有机溶剂法或加破沫剂法。
所述的加有机溶剂法为加入无水乙醇、丙酮或乙醚。
所述的加破沫剂法为加入豆油、蔗糖酯、聚醚或乳化硅油。
本发明的主要优点是研制出通过泡沫分离法从发酵液中提取分离多粘菌素E的新型分离方法，其收率高达86-95％，同时浓缩多粘菌素E发酵液，与现有树脂法相比，简化了提取工艺，降低能耗，减少污染，从而开创了廉价提取多粘菌素E原料药的创新技术，因此具有广阔以及实用的经济效果。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例1：
a.发酵液的预处理：
由多粘芽孢杆菌粘菌素变种(Bacillus Pollus Polymyxa Var Colistinus)产生的含有多粘菌素E的发酵液(该发酵液购自施瑞克(天津)生物技术有限公司，以下实施例同)用草酸溶液调节pH值在3.5，于80℃加热30分钟，将酸化好的发酵液通过板框过滤，时间2.5小时。多粘菌素E的收率为96％。
b.泡沫分离
用鼓泡塔进行间歇分离，温度为50℃，pH为4.5，空塔气速为1×10-3m/s，破沫方法采用机械法，经搅拌打碎泡沫，一个周期操作时间在2.5小时，得到高浓度的多粘菌素E破沫液，其浓缩倍数为14。多粘菌素E的收率为90％。
c.真空蒸发
将破沫液进行真空蒸发。pH为4.5，温度在50℃，时间1小时。多粘菌素E的收率为93％。
d.喷雾干燥
上述经真空蒸发所得浓缩液，用盐酸调pH至3.5，浓度控制在15000IU/ml，之后在喷雾干燥器上进行喷雾干燥。热风进口温度为140℃，出口温度为80℃，即得到多粘菌素E原料药。多粘菌素E的收率为88％。
实施例2：
a.发酵液的预处理：
由多粘芽孢杆菌粘菌素变种产生的含有多粘菌素E的发酵液用草酸溶液调节pH值在2.5，于90℃加热20分钟，将酸化好的发酵液通过板框过滤，时间2小时。多粘菌素E的收率为94％。
b.泡沫分离
用鼓泡塔进行间歇分离，温度为30℃，pH为3.5，空塔气速为1×10-4m/s，破沫方法采用加有机溶剂法，按破沫液量的2％喷雾流加无水乙醇，一个周期操作时间在3.0小时，得到高浓度的多粘菌素E破沫液，其浓缩倍数为13。多粘菌素E的收率为90％。
c.真空蒸发
将破沫液进行真空蒸发。pH为5.0，温度在80℃，时间0.5小时。多粘菌素E的收率为88％。
d.喷雾干燥
上述经真空蒸发所得浓缩液，用盐酸调pH至5.0，浓度控制在8000IU/ml，之后在喷雾干燥器上进行喷雾干燥。热风进口温度为160℃，出口温度为100℃，即得到多粘菌素E原料药。多粘菌素E的收率为89％。
实施例3：
在b中的泡沫分离步骤，破沫方法采用加有机溶剂法，按破沫液量的1％喷雾流加丙酮，其他步骤同实施例2。步骤b得到高浓度的多粘菌素E破沫液，其浓缩倍数为14。多粘菌素E的收率为92％。
实施例4：
在b中的泡沫分离步骤，破沫方法采用加有机溶剂法，按破沫液量的0.5％喷雾流加乙醚，其他步骤同实施例2。步骤b得到高浓度的多粘菌素E破沫液，其浓缩倍数为15。多粘菌素E的收率为88％。
实施例5：
a.发酵液的预处理：
由多粘芽孢杆菌粘菌素变种产生的含有多粘菌素E的发酵液用草酸溶液调节pH值在4.0，于95℃加热30分钟，将酸化好的发酵液通过板框过滤，时间3小时。多粘菌素E的收率为96％。
b.泡沫分离
用鼓泡塔进行间歇分离，温度为25℃，pH为6.0，空塔气速为1×10-2m/s，破沫方法采用加破沫剂法，按破沫液量的0.5％喷雾流加豆油，一个周期操作时间在3.5小时，得到高浓度的多粘菌素E破沫液，其浓缩倍数为12。多粘菌素E的收率为90％。
c.真空蒸发
将破沫液进行真空蒸发。pH为5.5，温度在80℃，时间在1.5小时。多粘菌素E的收率为95％。
d.喷雾干燥
上述经真空蒸发所得浓缩液，用盐酸调pH至3.0，浓度控制在20000IU/ml，之后在喷雾干燥器上进行喷雾干燥。热风进口温度为130℃，出口温度为80℃，即得到多粘菌素E原料药。多粘菌素E的收率为95％。
实施例6：
在b步骤中的泡沫分离步骤，破沫方法采用加有破沫剂法，按破沫液量的0.5％喷雾流加蔗糖酯，其他步骤同实施例5。步骤b得到高浓度的多粘菌素E破沫液，其浓缩倍数为12。多粘菌素E的收率为95％。
实施例7：
在b步骤中的泡沫分离步骤，破沫方法采用加有破沫剂法，按破沫液量的0.1％喷雾流加聚醚，其他步骤同实施例5。步骤b得到高浓度的多粘菌素E破沫液，其浓缩倍数为13。多粘菌素E的收率为93％。
实施例8：
在b步骤中的泡沫分离步骤，破沫方法采用加有破沫剂法，按破沫液量的0.8％喷雾流加乳化硅油，其他步骤同实施例5。步骤b得到高浓度的多粘菌素E破沫液，其浓缩倍数为15。多粘菌素E的收率为90％。
在本发明所述的步骤b的泡沫分离中，所采用的方式还可以是二级、三级、四级以及更多极泡沫分离，从而可以获得比一级泡沫分离浓缩倍数更高的破沫液。

Claims (4)

1，一种多粘菌素E的分离制备方法，其特征在于其方法包括如下步骤：
a.发酵液的预处理：
把含有多粘菌素E的发酵液用草酸溶液调节pH值在2.0-6.8之间，于70-95℃加热10-60分钟，将酸化好的发酵液通过板框过滤，时间2-3小时；
b.泡沫分离
将过滤后的发酵液用鼓泡塔进行间歇分离，温度为15-85℃，pH为2.0-7.0，空塔气速为1×10-4-1×10-2m/s，一个周期操作时间在0.5-4.0小时，并经破沫方法得到高浓度多粘菌素E破沫液；
c.真空蒸发
将破沫液进行真空蒸发，溶液中pH为2.0-5.0，温度在20-60℃，时间为0.5-2.0小时，得到浓缩液，
d.喷雾干燥
上述经真空蒸发所得浓缩液，用盐酸调pH至2.0-5.0，浓度控制在5000-20000IU/ml，之后在喷雾干燥器上进行喷雾干燥，热风进口温度为120-180℃，出口温度为70-100℃，即得到多粘菌素E原料药。
2，如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤b所述的破沫方法为机械法、加有机溶剂法或加破沫剂法。
3，如权利要求2所述的方法，其特征在于所述的加有机溶剂法为加入无水乙醇、丙酮或乙醚。
4，如权利要求2所述的方法，其特征在于所述的加破沫剂法为加入豆油、蔗糖酯、聚醚或乳化硅油。
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