CN102838624A

CN102838624A - 一种从发酵液中纯化克拉维酸的方法

Info

Publication number: CN102838624A
Application number: CN2012103307385A
Authority: CN
Inventors: 俞经福
Original assignee: ANHUI PLUM MEMBRANE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ANHUI PLUM MEMBRANE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2032-09-07
Also published as: CN102838624B

Abstract

本发明公开了一种从发酵液中纯化克拉维酸的方法，包括对发酵液进行超滤处理，除去发酵液中的固体和部分色素，得到渗透液A；对渗透液A进行一级纳滤处理，除去渗透液A中的蛋白质和剩余色素，得到渗透液B；对渗透液B进行二级纳滤处理，除去渗透液B中部分水分，得到截取的浓缩液C；对浓缩液C进行萃取分离后即可制得克拉维酸的纯化液；通过超滤处理和一级纳滤处理，可使得发酵液中固体物、蛋白质、糖份、色素被有效的去除，使得浓缩液C在后续的萃取分离时可轻易分层，不会产生过度乳化现象，不需进行高速离心处理，故可大大降低设备的投资成本。

Description

一种从发酵液中纯化克拉维酸的方法

技术领域

本发明涉及一种从发酵液中纯化克拉维酸的方法。

背景技术

克拉维酸又称棒酸，化学名(2R,5R,Z)～30(2～羟基亚乙基)～7～氧代～4～氧杂～1～氮杂二环[3.2.0]庚烷～2～羧酸，分子式为：

其为链霉菌产生的一种不可逆竞争型β～内酰胺酶抑制剂，其对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、克雷伯士菌属、志贺氏菌属、假单胞菌属和流感嗜血菌等多种致病菌的β～内酰胺酶有强烈抑制作用。由于克拉维酸能够增加抗生素的抗菌活性谱，其与青霉素类、头孢菌素类合用可使得药效增加几倍乃至十几倍，同时能够恢复对耐药菌株的敏感性，因此具有较高的药用价值。

目前，克拉维酸主要是通过微生物发酵（如链霉菌菌株）来制取，通过将发酵后得到的培养物纯化、浓缩，然后再利用有机溶剂对其进行萃取得到。在整个操作过程中对发酵液的纯化处理的效果将直接影响产品的品质。目前从发酵液提取克拉维酸或其药学上可接受的盐或酯的方法主要是采用名称为“用超滤法从发酵液中分离棒酸”（CN1193975A）的中国专利文献中所记载的如下技术方案：包括用微量过滤法从含棒酸的发酵液中除去固体，形成第一渗透液，在用超滤法从第一渗透液中进一步除去固体，形成第二渗透液，通过反渗透除去水来对第二渗透液进行浓缩，处理经浓缩的第二渗透液从而分离得到棒酸或其药学上可接受的盐或酯。该方案虽然能够对克拉维酸或其药学上可接受的盐或酯进行制备或提取，但整个方案中其采用微滤和超滤（10～30千道尔顿）对发酵液进行纯化处理，虽然能够除去发酵液中的固体悬浮物，但不能够除去发酵液中含有的分子量较小的色素、蛋白质和糖组分，因此制取得到的棒酸溶液的纯度低，含有少量的色素、糖份和蛋白质，在后续萃取过程中会有严重的乳化现象产生，影响克拉维素的分离、成盐等后续操作，同时在后续操作中还需要利用活性炭来对其进行进一步的脱色素处理；再者其采用反渗透对发酵液进行浓缩，能耗高、浓缩速率慢，整个生产工艺耗时长。

发明内容

本发明的目的是提供一种从发酵液中纯化克拉维酸的方法，可有效避免后续萃取过程中发生乳化现象。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种从发酵液中纯化克拉维酸的方法，包括以下操作步骤：

S1：对发酵液进行超滤处理，除去发酵液中的固体和部分色素，得到渗透液A；

S2：对渗透液A进行一级纳滤处理，除去渗透液A中的蛋白质和剩余色素，得到渗透液B；

S3：对渗透液B进行二级纳滤处理，除去渗透液B中部分水分，得到截取的浓缩液C；

对浓缩液C进行萃取分离后即可制得克拉维酸的纯化液；所述一级纳滤处理的分子截留量为200～1000道尔顿，所述二级纳滤处理的分子截留量为10～100道尔顿。

通过超滤处理和一级纳滤处理，可使得发酵液中固体物、蛋白质、糖份、色素被有效的去除，使得浓缩液C在后续的萃取分离时可轻易分层，不会产生过度乳化现象，不需进行高速离心处理，故可大大降低设备的投资成本；同时后续操作过程中不需要使用活性炭进一步进行脱色处理。另外利用二级纳滤对渗析液B进行浓缩处理，处理速度快，且更加节能。这里所说的发酵液包括利用链霉菌菌株或其他生产克拉维酸的菌株发酵所得到的发酵液，所限定的工艺是制备克拉维酸药学上可接受的盐或酯的前序处理工艺，因此在其后续操作中可对克拉维酸纯化液进一步进行浓缩或与胺/二胺反应或与金属氧化物反应中的一个或多个操作，制成克拉维酸药学上可接受的盐或酯。若在利用本发明所公开技术方案基础上，在对浓缩液C进行成盐处理后再进行萃取分离，这种操作方式属于本领域技术人员的常用手段，也属于本发明所限定的保护范围。

所述一、二级纳滤处理前分别调节渗透液A和渗透液B的PH为4.8～6.2，温度为4～15℃。所述超滤处理和一、二级纳滤处理的渗透液流量分别为20～80L/m².h、10～30L/m².h和10～30L/m².h，超滤处理和一、二级纳滤处理为连续操作。这里所指的渗透液分别是指超滤处理和一、二级纳滤处理后得到渗透液A，渗透液B和渗透水。上述所限定的技术参数是由申请人反复试验、不断修改而最终确定的，按照上述参数进行操作，可显著提高发酵液分离纯化和浓缩处理的速率，大大缩短整个工艺所需要的工时，提高克拉维酸或其药学上可接受的盐或酯的生产效率。一级纳滤处理后的渗透液B的透光率即可高于95%，蛋白含量低于2ppm，整个工艺中克拉维酸的收率大于98%。

更进一步的方案为，所述超滤处理所用设备为管式超滤膜，所述管式超滤膜的分子截留量为10～200千道尔顿。所述的超滤处理所选用的超滤膜包括聚偏四氟乙烯、聚醚砜，一、二级纳滤处理所选用的纳滤膜包括聚酰胺。所述二级纳滤处理得到的渗透水回流至发酵罐循环利用。管式超滤膜具有膜孔道直径较大，抗污染能力强，能耗低等特点，可有效去除发酵液中的菌体和部分色素及蛋白，同时超滤处理后的渗透液A可直接进入一级纳滤膜进行处理，进一步的除去色素和蛋白以及糖份，这样不会对纳滤膜形成污染，堵塞纳滤膜膜孔，提高过滤的效率和避免需经常对纳滤膜进行清洗。二级纳滤处理得到的渗透水可直接回流至发酵罐内，回收再利用，节约水资源和生产成本。

具体实施方式

实施例1

将含有粗克拉维酸、菌丝体、其它固悬物的发酵液加水稀释，调节发酵液的pH值为4.8～5.5之间，在温度4～10℃的条件下通过管式超滤膜除去悬浮固体物和部分色素得渗透液A，所选用的管式超滤膜为聚偏四氟乙烯膜，分子截留量为10～200千道尔顿，控制渗透液A的流量为20～40L/m².h；调整渗透液A温度为4～10℃，pH值为4.8～5.5之间，通过一级纳滤设备对其进行一级纳滤处理，除去剩余色素和蛋白质以及糖份得到渗透液B，所选用的纳滤膜为聚酰胺膜，分子截留量为200～1000道尔顿，控制渗透液B的流量为10～30L/m².h；最后对渗透液B进行二级纳滤处理浓缩脱水至约原来体积的1/5，得到含克拉维酸的浓缩液C，二级纳滤处理所选用的聚酰胺膜的分子截留量为10～100道尔顿，控制渗透水的流量为10～30L/m².h，并将渗透水回流至发酵罐进行循环利用。调节浓缩液C的为温度15～25℃，在pH为1～3的条件下经乙酸乙酯串联离心式逆流萃取后进一步蒸发浓缩即可制得高纯度的精制克拉维酸产品。

实施例2

将含有粗克拉维酸、菌丝体、其它固悬物的发酵液加水稀释，调节发酵液的pH值为5.5～6.2之间，在温度10～15℃的条件下通过管式超滤膜除去悬浮固体物和部分色素得渗透液A，所选用的管式超滤膜为聚偏四氟乙烯膜，分子截留量为10～200千道尔顿，控制渗透液A的流量为60～80L/m².h；调整渗透液A温度为10～15℃，在pH为5.5～6.2的条件下通过一级纳滤设备对其进行一级纳滤处理，除去剩余色素和蛋白质以及糖份得到渗透液B，所选用的纳滤膜为聚酰胺膜，分子截留量为200～1000道尔顿，控制渗透液B的流量为20～30L/m².h；最后对渗透液B进行二级纳滤处理浓缩脱水至约原来体积的1/5，得到含克拉维酸的浓缩液C，二级纳滤处理所选用的聚酰胺膜的分子截留量10～100道尔顿，控制渗透水的流量为20～30L/m².h；并将得到的渗透水回流至发酵罐进行循环利用。调节浓缩液C的在温度15～25℃，在pH为1～3的条件下用卤化剂和醚的混合物对浓缩液C进行串联离心式逆流萃取，将得到的纯化液与胺或二胺反应，然后分离其铵盐或二铵盐。将有机羧酸钾盐溶解在含水量4%以下异丙醇中制成浓度为1～2.5mol/L金属供体溶液，将金属供体溶液和铵盐或二铵盐反应，即可制得克拉维酸药学上可接受的盐或酯。

实施例3

将含有粗克拉维酸、菌丝体、其它固悬物的发酵液加水稀释，调pH值为4.8～5.5之间，在温度4～10℃的条件下通过管式超滤膜除去发酵液中的悬浮固体物和部分色素得渗透液A，所选用的管式超滤膜为聚偏四氟乙烯膜，分子截留量为10～200千道尔顿，控制渗透液A的流量为40～60L/m².h；调整渗透液A温度为4～10℃，控制pH值为4.8～5.5，将渗透液A通过一级纳滤设备进行一级纳滤处理，除去剩余色素和蛋白质以及糖份得到渗透液B，所选用的纳滤膜为聚酰胺膜，分子截留量为200～1000道尔顿，控制渗透液B的流量为20～30L/m².h；最后对渗透液B进行二级纳滤处理浓缩脱水至约原来体积的1/5，得到含水克拉维酸的浓缩液C，二级纳滤处理所选用的聚酰胺膜的分子截留量为20～100道尔顿，控制渗透水的流量为10～30L/m².h，并将得到的渗透水回流至发酵罐进行循环利用。调节浓缩液C的在温度15～25℃，在pH为1～3的条件下经乙酸乙酯串联离心式逆流萃取后进一步蒸发浓缩得到的浓度为20～40g/L的克拉维酸纯化液。将金属供体2～乙基己酸钾溶解在含水量4%以下C1～C10的醇或其混合物中制成浓度为1～2.5mol/L金属供体溶液，然后与克拉维酸浓缩液反应即可制备得到克拉维酸药学上可接受的盐或酯。

Claims

1.一种从发酵液中纯化克拉维酸的方法，包括以下操作步骤：

S1：对发酵液进行超滤处理，除去发酵液中的固体和部分色素，得到渗析液A；

S2：对渗透液A进行一级纳滤处理，除去渗透液A中的蛋白质和剩余色素，得到渗析液B；

2.如权利要求1所述的从发酵液中纯化克拉维酸的方法，其特征在于：所述一、二级纳滤处理前分别调节渗透液A和渗透液B的PH为4.8～6.2，温度为4～15℃。

3.如权利要求1所述的从发酵液中纯化克拉维酸的方法，其特征在于：所述超滤处理所用设备为管式超滤膜，所述管式超滤膜的分子截留量为10～200千道尔顿。

4.如权利要求1所述的从发酵液中纯化克拉维酸的方法，其特征在于：所述超滤处理和一、二级纳滤处理的渗透液流量分别为20～80L/m².h、10～30L/m².h和10～30L/m².h，超滤处理和一、二级纳滤处理为连续操作。

5.如权利要求1所述的从发酵液中纯化克拉维酸的方法，其特征在于：所述的超滤处理所选用的超滤膜包括聚偏四氟乙烯、聚醚砜，一、二级纳滤处理所选用的纳滤膜包括聚酰胺。

6.如权利要求1所述的从发酵液中纯化克拉维酸的方法，其特征在于：所述二级纳滤处理得到的渗透水回流至发酵罐循环利用。