CN102978257A

CN102978257A - 一种右旋糖酐的生产方法

Info

Publication number: CN102978257A
Application number: CN2012105576526A
Authority: CN
Inventors: 张桂花; 彭文博; 丁邦超; 陈磊; 寇琴
Original assignee: Jiangsu Jiuwu Hi Tech Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Jiuwu Hi Tech Co Ltd
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2032-12-20
Also published as: CN102978257B

Abstract

本发明涉及一种基于无机陶瓷膜分离技术的右旋糖酐生产方法，属于医药生产领域。包括下列步骤：（1）发酵与水解：通过发酵法制得右旋糖酐发酵液，发酵液加酸水解得到水解液；（2）一级陶瓷膜过滤：水解液进入一级陶瓷膜进行过滤，渗透侧得到陶瓷膜清液；（3）二级陶瓷膜过滤：陶瓷膜清液再进入二级陶瓷膜进行过滤，截留侧得到二级陶瓷膜浓液；（4）后处理：二级陶瓷膜浓液加活性炭脱色后，除去活性炭，干燥后得成品。本发明采用两级陶瓷膜工艺，代替了常规工艺中的乙醇醇沉，省去了大量的乙醇以及乙醇醇沉的时间，可直接处理水解液，不需要对水解液进行降温处理，节约能耗。

Description

一种右旋糖酐的生产方法

技术领域

本发明涉及一种右旋糖酐的生产方法，尤其涉及一种基于无机陶瓷膜分离技术的右旋糖酐生产方法，属于医药生产领域。

背景技术

右旋糖酐(dextran) 亦称葡聚糖，是利用蔗糖分子中的葡萄糖单元经肠膜状明串珠菌发酵，使葡萄糖单元脱水聚合而成的一种高分子葡萄糖聚合物。不同分子质量的右旋糖酐在医药、食品、化工等行业具有不同的用途，要获得不同分子质量分布的右旋糖酐制品需进行分级精制。

右旋糖酐的分级精制通常采用乙醇分级沉淀分离的方法，即根据不同分子质量的右旋糖酐在不同的乙醇溶液中的溶解度差异，依次沉淀出不同分子质量范围的右旋糖酐产品。为了能得到大小不同分子质量的右旋糖酐产品，要进行4级乙醇沉淀操作，乙醇用量大，沉降耗时长，仍不能有效解决成品分子质量分布过宽的问题。

对于右旋糖酐的生产，目前传统的工艺为：（1）发酵，（2）酸水解，（3）活性炭脱色，（4）乙醇分级沉淀，（5）活性炭脱色，（6）过滤除活性炭，（7）干燥。传统工艺的缺点主要有：（1）需要耗费大量的乙醇，成本高，并且存在安全隐患。（2）乙醇分级沉淀耗时长，乙醇回收能耗高。（3）传统工艺中的物料多为凝胶状，无法用管道进行输送，需要人工搬运，无法实现自动化。（4）产品纯度低，约在60%左右。

基于膜技术生产右旋糖酐的方法，与传统的工艺相比，取代了乙醇分级沉淀，工艺中不需要任何有机溶剂，目前也已形成了一些专利技术。中国专利CN101205256A公开了一种右旋糖酐5的生产工艺，该工艺采用四级膜过滤以及分子量降解、脱色等步骤后得到右旋糖酐5，工艺流程复杂，此过程中的有机膜不能承受高温，过程中需要对料液进行降温，能耗大，再者膜污染严重，清洗困难，寿命短，更换频率高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种简单的生产右旋糖酐的方法，克服传统的发酵-脱色-醇沉-脱色工艺工艺步骤长、生产无法实现连续化的不足；克服膜分离生产工艺步骤多的问题。采用的技术方案是：

一种右旋糖酐粗品的生产方法，包括下列步骤：

(1) 发酵与水解：通过发酵法制得右旋糖酐发酵液，发酵液加酸水解得到水解液；（2）一级陶瓷膜过滤：水解液进入一级陶瓷膜进行过滤，渗透侧得到陶瓷膜清液；（3）二级陶瓷膜过滤：陶瓷膜清液再进入二级陶瓷膜进行过滤，截留侧得到二级陶瓷膜浓液；（4）后处理：二级陶瓷膜浓液加活性炭脱色后，除去活性炭，干燥后得成品。

在步骤（1）中，可以采用常规的右旋糖酐发酵法工艺进行右旋糖酐生产。

步骤（2）中，对水解液进行过滤后，可以除去颗粒、一部分杂质、细菌菌体以及一部分较高分子量的右旋糖酐，中间分子量和较小分子量的右旋糖酐透过后，作为陶瓷膜清液。陶瓷膜孔径范围为20~200nm，优选地，陶瓷膜孔径可以为40~100nm，进一步优选地，陶瓷膜孔径可以为50nm。所述操作压力为0.1~0.6MPa，膜面流速为1~6m/s，优选地，操作压力可以为0.2~0.4 MPa，膜面流速可以为2~5 m/s，进一步优选地，操作压力可以为0.35MPa，膜面流速可以为4 m/s。浓缩倍数为2~3倍，优选地，浓缩倍数可以为2.5倍。

步骤（2）中，水解液经过一级陶瓷膜过滤浓缩后，还可以加透析水进行透析，将有效成份尽量透析出来，透析水量为浓缩液体积的5~8倍，优选地，透析水量可以为浓缩液体积的7倍。

步骤（3）中，二级陶瓷膜的作用使陶瓷膜清液中的小分子右旋糖酐透过，得到中间分子量的右旋糖酐。孔径范围为5~10nm，操作压力可以为0.1~0.6MPa，膜面流速为1~6m/s，优选地，操作压力可以为0.2~0.5MPa，膜面流速可以为2~5 m/s，进一步优选地，压力可以为0.4MPa，膜面流速可以为4.5m/s。浓缩倍数是6~8，陶瓷膜清液被二级陶瓷膜过滤浓缩后，也可以加水进行透析，使小分子的右旋糖酐尽量透过陶瓷膜，透析水量可以为浓缩液体积的2~5倍，优选地，透析水量可以为浓缩液体积的3倍。

步骤（4）中，粗过滤器的过滤介质可以为金属、布袋或者是PP等。干燥过程可以为真空干燥或者喷雾干燥。

有益效果

本发明涉及右旋糖酐的生产方法，与现有技术相比，本发明的方法所具有以下优点：

1.本发明采用两级陶瓷膜工艺，代替了常规工艺中的乙醇醇沉，省去了大量的乙醇以及乙醇醇沉的时间，同时也节约了大量的劳力。产品纯度在90%以上，远高于常规工艺。

2.本发明采用的陶瓷膜具有良好的化学和机械性能，耐高温、耐酸碱、易清洗维护，相比其他的分离设备，提高了浓缩倍数，减少了菌渣排放。

3.本发明采用的陶瓷膜，可直接处理水解液，不需要对水解液进行降温处理，节约能耗。

4.该工艺缩短了现有工艺流程，设备紧凑，易于实现自动化。

具体实施方式

实施例1

将肠膜状明串珠菌LM-1226接入种子培养基(蔗糖12%、蛋白胨0.1%、Na₂HPO₄0.2%、MnCl₂0.001%、MgSO₄0.015%、其余为水)中，于24～26℃下培养20h，再以2.5%的接种量泵入含有发酵培养基(蔗糖12.5%、蛋白胨0.08%、NaHPO₄0.085%、其余为水)的发酵罐中，在22℃下培养20h，发酵后得到右旋糖酐发酵液，加6mol/L的盐酸，升温至100℃水解得到水解液；水解液重均分子量Mw=38068，M10=171512，M90=5489。(M10和M90为分子量累积分布曲线中10%和90%处的分子量)

水解液不经降温，直接进入一级陶瓷膜过滤器，陶瓷膜孔径为20nm，压力为0.6MPa，膜面流速为1m/s，浓缩3倍开始加水透析，透析水量为浓缩液的5倍。透析后的混合清液重均分子量Mw=34168，M10=171576，M90=5046。

混合清液进入二级陶瓷膜过滤器，陶瓷膜孔径为5nm，压力为0.6MPa，膜面流速为6 m/s，浓缩6倍开始加水透析，透析水量为浓缩液的5倍。二级陶瓷膜浓液的重均分子量Mw=34135，M10=145272，M90=15046。

二级陶瓷膜浓液经活性炭吸附后经PP滤芯过滤器去除活性炭颗粒后，进入喷雾干燥器干燥后得到右旋糖酐成品，纯度95%。

实施例2

将肠膜状明串珠菌LM-1226接入种子培养基(蔗糖12%、蛋白胨0.1%、Na₂HPO₄0.2%、MnCl₂0.001%、MgSO₄0.015%、其余为水)中，于24～26℃下培养20h，再以2.5%的接种量泵入含有发酵培养基(蔗糖12.5%、蛋白胨0.08%、NaHPO₄0.085%、其余为水)的发酵罐中，在25℃下培养24h，发酵后得到右旋糖酐发酵液，加6mol/L的盐酸，升温至100℃水解得到水解液；水解液重均分子量Mw=30856，M10=114486，M90=4606。

水解液不经降温，直接进入一级陶瓷膜过滤器，陶瓷膜孔径为50nm，压力为0.35MPa，膜面流速为4m/s，浓缩2.5倍开始加水透析，透析水量为浓缩液的7倍。透析后的混合清液重均分子量Mw=30443，M10=117275，M90=4909。

混合清液进入二级陶瓷膜过滤器，陶瓷膜孔径为5nm，压力为0.4MPa，膜面流速为4.5m/s，浓缩7倍开始加水透析，透析水量为浓缩液的3倍。二级陶瓷膜浓液的重均分子量Mw=28817，M10=115674，M90=15124。

二级陶瓷膜浓液经活性炭吸附后经布袋过滤器去除活性炭颗粒后，进入喷雾干燥器干燥后得到右旋糖酐成品，纯度96%。

实施例3

将肠膜状明串珠菌LM-1226接入种子培养基(蔗糖12%、蛋白胨0.1%、Na₂HPO₄0.2%、MnCl₂0.001%、MgSO₄0.015%、其余为水)中，于24～26℃下培养20h，再以2.5%的接种量泵入含有发酵培养基(蔗糖12.5%、蛋白胨0.08%、NaHPO₄0.085%、其余为水)的发酵罐中，在28℃下培养24h，发酵后得到右旋糖酐发酵液，加6mol/L的盐酸，升温至100℃水解得到水解液；水解液重均分子量Mw=37957，M10=181558，M90=6223。

水解液不经降温，直接进入一级陶瓷膜过滤器，陶瓷膜孔径为200nm，压力为0.1MPa，膜面流速为6m/s，浓缩2倍开始加水透析，透析水量为浓缩液的8倍。透析后的混合清液重均分子量Mw=38803，M10=150537，M90=6142。

混合清液进入二级陶瓷膜过滤器，陶瓷膜孔径为10nm，压力为0.1MPa，膜面流速为1m/s，浓缩8倍开始加水透析，透析水量为浓缩液的2倍。二级陶瓷膜浓液的重均分子量Mw=58225，M10=150614，M90=18935。

二级陶瓷膜浓液经活性炭吸附后经金属过滤器过滤后，进入真空干燥器干燥后得到右旋糖酐成品，纯度93%。

实施例4

将肠膜状明串珠菌LM-1226接入种子培养基(蔗糖12%、蛋白胨0.1%、Na₂HPO₄0.2%、MnCl₂0.001%、MgSO₄0.015%、其余为水)中，于24～26℃下培养20h，再以2.5%的接种量泵入含有发酵培养基(蔗糖12.5%、蛋白胨0.08%、NaHPO₄0.085%、其余为水)的发酵罐中，在28℃下培养20h，发酵后得到右旋糖酐发酵液，加6mol/L的盐酸，升温至100℃水解得到水解液；水解液重均分子量Mw=37449，M10=151801，M90=6063。

水解液不经降温，直接进入一级陶瓷膜过滤器，陶瓷膜孔径为40nm，压力为0.2MPa，膜面流速为2m/s，浓缩2倍开始加水透析，透析水量为浓缩液的8倍。透析后的混合清液重均分子量Mw=38790，M10=150341，M90=6155。

混合清液进入二级陶瓷膜过滤器，陶瓷膜孔径为10nm，压力为0.5MPa，膜面流速为2m/s，浓缩8倍开始加水透析，透析水量为浓缩液的2倍。二级陶瓷膜浓液的重均分子量Mw=38331，M10=150471，M90=18778。

二级陶瓷膜浓液经活性炭吸附后经金属过滤器过滤后，进入真空干燥器干燥后得到右旋糖酐成品，纯度95%。

实施例5

将肠膜状明串珠菌LM-1226接入种子培养基(蔗糖12%、蛋白胨0.1%、Na₂HPO₄0.2%、MnCl₂0.001%、MgSO₄0.015%、其余为水)中，于24～26℃下培养20h，再以2.5%的接种量泵入含有发酵培养基(蔗糖12.5%、蛋白胨0.08%、NaHPO₄0.085%、其余为水)的发酵罐中，在25℃下培养24h，发酵后得到右旋糖酐发酵液，加6mol/L的盐酸，升温至100℃水解得到水解液；水解液重均分子量Mw=37899，M10=161818，M90=6233。

水解液不经降温，直接进入一级陶瓷膜过滤器，陶瓷膜孔径为100nm，压力为0.4MPa，膜面流速为5m/s，浓缩2倍开始加水透析，透析水量为浓缩液的8倍。透析后的混合清液重均分子量Mw=38789，M10=150444，M90=6112。

混合清液进入二级陶瓷膜过滤器，陶瓷膜孔径为10nm，压力为0.2MPa，膜面流速为5m/s，浓缩8倍开始加水透析，透析水量为浓缩液的2倍。二级陶瓷膜浓液的重均分子量Mw=38277，M10=160441，M90=18773。

二级陶瓷膜浓液经活性炭吸附后经金属过滤器过滤后，进入真空干燥器干燥后得到右旋糖酐成品，纯度94%。

Claims

1.一种右旋糖酐的生产方法，包括下列步骤：

（1）发酵与水解：通过发酵法制得右旋糖酐发酵液，发酵液加酸水解得到水解液；

（2）一级陶瓷膜过滤：水解液进入一级陶瓷膜进行过滤，渗透侧得到陶瓷膜清液；

（3）二级陶瓷膜过滤：陶瓷膜清液再进入二级陶瓷膜进行过滤，截留侧得到二级陶瓷膜浓液；

（4）后处理：二级陶瓷膜浓液加活性炭脱色后，除去活性炭，干燥后得成品。

2.根据权利要求1所述的右旋糖酐的生产方法，其特征在于：所述的一级陶瓷膜的平均孔径是20~200nm；所述的二级陶瓷膜的平均孔径是5~10nm；步骤(2)中操作压力是0.1~0.6MPa，膜面流速为1~6m/s，浓缩倍数为2~3倍；步骤(3)中操作压力是操作压力为0.1~0.6MPa，膜面流速为1~6m/s。

3.根据权利要求2所述的右旋糖酐的生产方法，其特征在于：所述的一级陶瓷膜的平均孔径是40~100nm；步骤(2)中操作压力是0.2~0.4 MPa，膜面流速为2~5 m/s，浓缩倍数为2.5倍；步骤(3)中操作压力是操作压力为0.2~0.5MPa，膜面流速为2~5 m/s。

4.根据权利要求3所述的右旋糖酐的生产方法，其特征在于：所述的所述的一级陶瓷膜的平均孔径是50nm；步骤(2)中操作压力是0.35MPa，膜面流速为4 m/s；步骤(3)中操作压力是操作压力为0.4MPa，膜面流速为4.5 m/s。

5.根据权利要求1所述的右旋糖酐的生产方法，其特征在于：在进行一级陶瓷膜过滤和二级陶瓷膜过滤之后，分别再对各自的浓缩液加水透析。

6.根据权利要求5所述的右旋糖酐的生产方法，其特征在于：一级陶瓷膜过滤之后的透析水加入量是为浓缩液体积的5~8倍；二级陶瓷膜过滤之后的透析水加入量为浓缩液体积的2~5倍。

7.根据权利要求6所述的右旋糖酐的生产方法，其特征在于：一级陶瓷膜过滤之后的透析水加入量是为浓缩液体积的7倍；二级陶瓷膜过滤之后的透析水加入量是浓缩液体积的3倍。