CN102924551A

CN102924551A - 一种从发酵液中提取鸟苷的方法

Info

Publication number: CN102924551A
Application number: CN2012105007332A
Authority: CN
Inventors: 彭芳菊; 王海雷; 孟祥杰; 刘康乐; 龚华
Original assignee: TONGLIAO MEIHUA BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Current assignee: TONGLIAO MEIHUA BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2032-11-30
Also published as: CN102924551B

Abstract

本发明属于发酵技术领域，公开了一种从发酵液中提取鸟苷的方法，为取鸟苷发酵液过滤，得到的滤液用阴离子交换树脂柱进行离子交换，然后用氢氧化钠与氯化钠的混合液解析得到离交液，调pH至7.0-7.5，冷却育晶，分离得到鸟苷粗品，重结晶、分离干燥即得。本发明所述提取方法鸟苷发酵液经过滤除菌体后直接上阴离子交换树脂柱，选择性的吸附滤液中的大部分鸟苷，而将滤液中大量的色素、杂蛋白等去除，避免滤液中的鸟苷随一次母液排放造成鸟苷的损失，提高了鸟苷收率。用氢氧化钠与氯化钠的混合液将吸附的鸟苷解析下来得到的离交液颜色清澈，杂质少，可直接结晶得到鸟苷，避免了絮凝除蛋白和脱色步骤，缩短了提取流程，减少了鸟苷的损失。

Description

一种从发酵液中提取鸟苷的方法

技术领域

本发明属于发酵技术领域，具体涉及一种从发酵液中提取鸟苷的方法。

背景技术

鸟苷(Guanosine)又名9-β-D-呋喃核糖基鸟嘌呤，简称鸟苷(GR)，英文名Guanosine。鸟苷是嘌呤核苷类物质的一种，由鸟嘌呤与核糖(呋喃核糖)组成，两者之间由β-N9-配糖键相连。鸟苷为白色结晶性粉末，二水化合物为针状结晶，110℃失水，分子式C₁₀H₁₃N₅O₅，相对分子质量283.24，熔点240℃(分解)，比旋光度-60°，能溶于稀矿酸、热乙酸、稀碱(1g/33mL)，沸水，微溶于冷水(1g/1320mL)，不溶于醇、醚、氯仿和苯，其结构式如下：

鸟苷的用途十分广泛，是食品和医药产品的重要中间体，在医药工业中，鸟苷是抗病毒药物三氮唑核苷、无环鸟苷的合成原料。在食品工业中，鸟苷可用于合成食品增鲜剂5’-鸟苷酸二钠、呈味核苷酸二钠。目前国内鸟苷市场需求急剧上升，因此开发鸟苷具有重要意义。

发酵法是目前最常用的鸟苷生产方法，具有生产率高、周期短、易控制、产量大等优点，适宜于大规模工业化生产。其中，从发酵液中分离提取鸟苷是发酵法生产鸟苷的重要步骤，直接影响鸟苷产品生产效率。目前大多数从发酵液中提纯分离鸟苷的方法主要是发酵液过膜除去菌体，得到的滤清液再通过絮凝、脱色或工业色谱法进步精制获得鸟苷。然而现有的提纯分离鸟苷的方法排放的一次母液中鸟苷含量较高，导致鸟苷收率很低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种收率高的从发酵液中提取鸟苷的方法。

为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种从发酵液中提取鸟苷的方法，包括以下步骤：

步骤1、取鸟苷发酵液过滤，得到的滤液采用阴离子交换树脂柱进行离子交换，然后用氢氧化钠与氯化钠的混合液解析得到离交液；

步骤2、取步骤1所得的离交液，调pH至7.0-7.5，冷却育晶，分离得到鸟苷粗品，鸟苷粗品重结晶、分离干燥即得。

作为优选，本发明步骤1所述过滤的过滤介质为陶瓷膜。

作为优选，步骤1所述离子交换中所述阴离子交换树脂的用量为所述滤液体积的40~55v/v%。更优选为所述滤液体积的44.4~50v/v%。

作为优选，步骤1所述所述阴离子交换树脂为强碱型阴离子交换树脂。更优选为711型交换树脂。

作为优选，步骤1所述滤液上阴离子交换树脂柱的流速为1BV~2BV。

作为优选，步骤1所述氢氧化钠与氯化钠的混合液中氢氧化钠的浓度为2.5wt%~3wt%，氯化钠的浓度为0.5wt%~0.8wt%。

作为优选，步骤2所述离交液调pH值具体为用盐酸调pH值。

作为优选，步骤2所述冷却结晶为缓慢降温至5～15℃，维持4小时。

作为优选，步骤2所述重结晶具体为鸟苷粗品加水于90℃溶解，冷却育晶。

作为优选，所述加水溶解中所述水的加入量为鸟苷粗品质量的20倍~22倍。

从上述的技术方案可以看出，本发明所述从发酵液中提取鸟苷的方法为取鸟苷发酵液过滤，得到的滤液采用阴离子交换树脂柱进行离子交换，然后用氢氧化钠与氯化钠的混合液解析得到离交液，调pH至7.0-7.5，冷却育晶，分离得到鸟苷粗品，重结晶、分离干燥即得鸟苷。本发明所述提取方法鸟苷发酵液经过滤除去菌体后直接上阴离子交换树脂柱进行离子交换吸附，阴离子交换树脂柱可选择性的吸附滤液中的大部分鸟苷，而将滤液中大量的色素、杂蛋白等去除，避免滤液中的鸟苷随一次母液排放造成鸟苷的损失，提高了鸟苷收率。离子交换后再用氢氧化钠与氯化钠的混合液将吸附的鸟苷解析下来得到离交液，由于滤液中大量的色素、杂蛋白已被去除，因此离交液颜色清澈，蛋白、色素及残糖等杂质少，可直接经结晶得到鸟苷，避免了絮凝除蛋白和脱色的步骤，进而缩短了提取流程，减少了鸟苷的损失。本发明进一步通过调节pH至7.0-7.5使离交液中鸟苷溶解度降低，结晶析出，分离得到鸟苷粗品，重结晶得到鸟苷纯品，使纯品中鸟苷含量≥98％，提高了提取的鸟苷的纯度。并且本发明所述提取方法操作简单，安全性高，工艺成本低，适合工业化生产。

附图说明

图1示本发明所述提取鸟苷的方法的流程图；

图2示现有技术中提取鸟苷的方法的流程图。

具体实施方式

本发明实施例公开了从发酵液中提取鸟苷的方法。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种从发酵液中提取鸟苷的方法，包括以下步骤：

本发明所述从发酵液中提取鸟苷的方法首先将鸟苷发酵液过滤以除去鸟苷发酵液中的菌体。

过滤是在推动力的作用下，位于一侧的悬浮液（或含尘气）中的流体通过多孔介质的孔道向另一侧流动，颗粒则被截留，从而实现流体与颗粒的分离操作过程。被过滤的悬浮液又称为滤浆，过滤时截留下的颗粒层称为滤饼，过滤的清液称为滤液。无论采用何种过滤方式，过滤介质总是必须的，过滤介质即为使流体通过而颗粒被截留的多孔介质。过滤介质的共性要求是多孔、理化性质稳定、耐用和可反复利用等。目前可以用作过滤介质的材料很多，如由天然或合成纤维、金属丝等编织而成的滤布和滤网、聚酰胺、聚酯或聚丙烯等纤维制成的单缕滤网、陶瓷膜、高分子聚合物多孔膜等。

其中，作为优选，本发明步骤1所述过滤的过滤介质为陶瓷膜。陶瓷膜也称CT膜，是固态膜的一种，最早由日本的大日本印刷公司和东洋油墨公司在1996年开发引入市场。陶瓷膜具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、膜再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、膜使用寿命长等众多优势广泛应用于食品、饮料、植（药）物深加工、生物医药、发酵、精细化工等众多领域，可用于工艺过程中的分离、澄清、纯化、浓缩、除菌、除盐等。

更优选为过截留分子量为30kDa的陶瓷膜。

本发明所述从发酵液中提取鸟苷的方法步骤1采用阴离子交换树脂柱进行离子交换吸附，选择性的吸附滤液中的大部分鸟苷，而将滤液中大量的色素、杂蛋白等去除，避免滤液中的鸟苷随一次母液排放造成鸟苷的损失，提高了鸟苷收率。

作为优选，本发明步骤1所述离子交换中所述阴离子交换树脂的用量为所述滤液体积的40~55v/v%。更优选为所述滤液体积的44.4~50v/v%。

阴离子交换树脂又分为强碱性和弱碱性两类。（1）强碱型阴离子交换树脂：主要是含有较强的反应基，如具有四面体铵盐官能基之－N+(CH₃)₃，在氢氧形式下，－N⁺(CH₃)₃OH^-中的氢氧离子可以迅速释出，以进行交换，强碱型阴离子交换树脂可以和所有的阴离子进行交换去除，这类树脂含有强碱性基团，如季胺基（亦称四级胺基）－NR₃OH(R为碳氢基团），能在水中离解出OH^-而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。这种树脂的离解性很强，在不同pH下都能正常工作。它用强碱（如NaOH）进行再生。（2）弱碱型阴离子交换树脂：含有弱碱性基团，如伯胺基（亦称一级胺基）-NH₂、仲胺基（二级胺基）-NHR、或叔胺基（三级胺基）-NR₂，它们在水中能离解出OH－而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件（如pH1～9）下工作。它可用Na₂CO₃、NH₄OH进行再生。

作为优选，本发明所述阴离子交换树脂为是强碱型阴离子交换树脂。更优选为711型离子交换树脂。

711型离子交换树脂，又名201×4型离子交换树脂，为强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂。711型离子交换树脂是高等级凝胶型强碱I型阴离子交换树脂，这种树脂基于苯乙烯交联，颗粒非常完整，再生效率高，冲洗效果很好，它主要用于除盐系统，也有另外一些应用，如废水处理、阴离子态金属络合物分离等。

作为优选，本发明所述从发酵液中提取鸟苷的方法步骤1所述滤液上阴离子交换树脂柱的流速为1BV~2BV。

本发明所述提取方法所述发酵液的滤液经离子交换后再用氢氧化钠与氯化钠的混合液将吸附的鸟苷解析下来得到离交液，由于滤液中大量的色素、杂蛋白已被去除，因此离交液颜色清澈，蛋白、色素及残糖等杂质少，可直接经结晶得到鸟苷，避免了絮凝除蛋白和脱色的步骤，进而缩短了提取流程，减少了鸟苷的损失。

作为优选，所述氢氧化钠与氯化钠的混合液中氢氧化钠的浓度为2.5wt%~3wt%，氯化钠的浓度为0.5wt%~0.8wt%。

进一步的，本发明通过调节pH至7.0-7.5使离交液中鸟苷溶解度降低，结晶析出，分离得到鸟苷粗品。

其中，所述离交液调pH值具体为用盐酸调pH值。

同时，作为优选，所述冷却结晶为缓慢降温至5～15℃，维持4小时。

本发明所述从发酵液中提取鸟苷的方法，鸟苷粗品经重结晶得到鸟苷纯品，使纯品中鸟苷含量≥98％，提高提取的鸟苷的纯度。

作为优选，所述重结晶具体为鸟苷粗品加水于90℃溶解，冷却育晶。

其中，所述加水溶解中所述水的加入量优选为鸟苷粗品质量的20倍~22倍。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明进行详细说明。实施例1：利用本发明所述从发酵液中提取鸟苷的方法提取鸟苷

取60m³经陶瓷膜处理后鸟苷含量为25g/L的滤清液，以21m³/h的流速上液，711树脂量为22m³，再用60m³的3%氢氧化钠和0.5%氯化钠溶液解析，得38m³，鸟苷含量为36.7g/L的离交液。

将离交液用盐酸调节pH至7.0，冷却育晶4h，板框压滤，得2.02吨鸟苷粗品，鸟苷含量66%，水分30%。将鸟苷粗品加入44m³的去离子水于90℃溶解，溶解液透光85%，缓慢降温并冷却育晶4h后压滤，得鸟苷成品1.33吨，陶瓷膜收率以96%计，产品一次收率为85%，成品鸟苷含量99.6%，酸法透光95.8%，碱法透光96.9%。实施例2：本发明所述从发酵液中提取鸟苷的方法提取鸟苷

取70L经陶瓷膜处理后鸟苷含量为30g/L的滤清液，以30L/h的流速上液，711树脂量为32L，再用65L的2.5%氢氧化钠和0.8%氯化钠溶液解析，得50L，鸟苷含量为39g/L的离交液。

将离交液用盐酸调节pH至7.0，冷却育晶4h，板框压滤，得2834g鸟苷粗品，鸟苷含量65.6％，水分30%。将鸟苷粗品加入58L的去离子水于90℃溶解，溶解液透光87%，缓慢降温并冷却育晶4h后压滤，得鸟苷成品1838g，陶瓷膜收率以97%计，产品一次收率为84.8%，成品鸟苷含量99.6%，酸法透光96.1%，碱法透光97.9%。

实施例3：现有提取鸟苷的方法提取鸟苷

取70L经陶瓷膜处理后的鸟苷含量为30g/L的滤清液，用盐酸调酸至7.0-7.5，冷却至5-15℃育晶4h后板框过滤得粗品3045g，鸟苷含量60%，水分37.3%，将鸟苷粗品加10L去离子水于90℃溶解，溶解液透光67.1%，溶解液加入絮凝剂絮凝再加入鸟苷折纯30%的活性炭脱色1h，压滤，冷却至5-15℃育晶4h，得鸟苷成品1638g，陶瓷膜收率97%，产品一次收率75.1%，成品鸟苷含量98.6％，酸法透光95.4％，碱法透光96.6%。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种从发酵液中提取鸟苷的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤2、取步骤1所得的离交液，调pH至7.0-7.5，冷却育晶，分离得到鸟苷粗品，重结晶、分离干燥即得。

2.根据权利要求1所述提取方法，其特征在于，步骤1所述过滤为陶瓷膜过滤。

3.根据权利要求1所述提取方法，其特征在于，步骤1所述离子交换中所述阴离子交换树脂的用量为所述滤液体积的40~55v/v%。

4.根据权利要求1所述提取方法，其特征在于，步骤1所述阴离子交换树脂为强碱型阴离子交换树脂。

5.根据权利要求1所述提取方法，其特征在于，步骤1所述滤液上阴离子交换树脂柱的流速为1BV~2BV。

6.根据权利要求1所述提取方法，其特征在于，步骤1所述氢氧化钠与氯化钠的混合液中氢氧化钠的浓度为2.5wt%~3wt％，氯化钠的浓度为0.5wt%~0.8wt%。

7.根据权利要求1所述提取方法，其特征在于，步骤2所述离交液调pH值具体为用盐酸调pH值。

8.根据权利要求1所述提取方法，其特征在于，步骤2所述冷却结晶为缓慢降温至5～15℃，维持4小时。

9.根据权利要求1所述提取方法，其特征在于，步骤2所述重结晶具体为鸟苷粗品加水于90℃溶解，冷却育晶。

10.根据权利要求9所述提取方法，其特征在于，所述加水溶解中所述水的加入量为鸟苷粗品质量的20倍~22倍。