CN103012528A

CN103012528A - 一种从鸟苷发酵液中提取鸟苷的方法

Info

Publication number: CN103012528A
Application number: CN2013100225509A
Authority: CN
Inventors: 彭芳菊; 王海雷; 孟祥杰; 叶华; 刘康乐
Original assignee: TONGLIAO MEIHUA BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Current assignee: TONGLIAO MEIHUA BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2033-01-22
Also published as: CN103012528B

Abstract

本发明涉及核苷生产领域，公开了一种从鸟苷发酵液中提取鸟苷的方法。该方法将鸟苷发酵液调节pH值后微滤，所得微滤滤清液经超滤；所得超滤滤清液然后浓缩至原有体积的25%-50%得到浓缩液，同时超滤截留液调节pH值为6.8-7.5，然后冷却析晶、过滤得到第一滤饼，第一滤饼用碱溶液溶解、超滤，所得超滤滤清液和超滤截留液重复上述步骤；浓缩液调节pH值为6.8-7.5，然后冷却析晶、过滤得到第二滤饼，接着依次溶解脱色、过滤，脱色液冷却析晶并过滤得到第三滤饼，烘干后即得鸟苷成品。本发明选用超滤膜代替絮凝除蛋白工序，同时将超滤截留液用碱溶液处理后循环使用，减少了鸟苷的流失，同时保证所提取鸟苷的品质。

Description

一种从鸟苷发酵液中提取鸟苷的方法

技术领域

本发明涉及核苷生产领域，具体提供了一种从鸟苷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，分子式为C₁₀H₁₃N₅O₅。鸟苷是嘌呤核苷的一种，是由鸟嘌呤与核糖（呋喃核糖）环组成，两者之间由β-N9-配糖键相连。鸟苷经过磷酸化之后可变成鸟苷单磷酸（GMP）、环鸟苷单磷酸（cGMP）、鸟苷双磷酸（GDP）或鸟苷三磷酸（GTP），这些物质都是参与人体内信号通路、生理代谢等重要生命活动的关键物质。

鸟苷的用途十分广泛，是食品和医药产品的重要中间体，可用于合成食品增鲜剂5’-鸟苷酸二钠、呈味核苷酸二钠以及核苷类抗病毒药物，如利巴韦林、阿昔洛韦等，也是用于制造无环鸟苷、三氮唑核苷、三磷酸鸟苷钠等药物的主要原料。

目前，微生物发酵技术以其经济有效的特点被广泛应用于鸟苷的工业化生产中。现有的鸟苷提取工艺步骤一般为：鸟苷发酵液→陶瓷膜→滤清→调pH过滤得粗品→粗品溶解→絮凝除蛋白→过滤得滤清液→活性炭脱色→冷却育晶→分离→烘干。然而在现有工艺中，一次母液体积大，鸟苷含量高所以收率损失多。同时，絮凝仅能除去杂蛋白，且受絮凝条件限制，在过滤除去蛋白时会使部分鸟苷残留在蛋白中，同样导致收率下降。而鸟苷收率不高势必影响其工业化生产效率和经济效益，在面对国内极大的鸟苷需求的市场环境下，提供一种能够提高鸟苷收率的新提取工艺显得尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种从鸟苷发酵液中提取鸟苷的方法，旨在解决现有提取工艺中鸟苷收率较低的问题，同时保证所提取的鸟苷品质。

为实现以上发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种从鸟苷发酵液中提取鸟苷的方法，包括：

步骤1、将鸟苷发酵液调节pH值为10.5-12后微滤，获得微滤滤清液和微滤截留液，将所得微滤滤清液经超滤获得超滤滤清液和超滤截留液；

步骤2、超滤滤清液浓缩至原有体积的25%-50%得到浓缩液；

超滤截留液调节pH值为6.8-7.5，然后冷却析晶、过滤得到第一滤饼和第一母液，第一滤饼用碱溶液溶解，然后超滤，所得超滤滤清液和超滤截留液重复本步骤；

步骤3、浓缩液调节pH值为6.8-7.5，然后冷却析晶、过滤得到第二滤饼和第二母液，第二滤饼依次溶解脱色、过滤，所得滤液为脱色液，脱色液冷却析晶并过滤得到第三滤饼和第三母液、第三滤饼烘干即得鸟苷成品。

具体流程图参见图1。

其中，本发明所述鸟苷发酵液可由食品工业上常用鸟苷生产菌株与发酵原料发酵后获得，为本领域常规发酵技术。步骤1鸟苷发酵液的pH值调节优选通过氢氧化钠调节，步骤2超滤截留液的pH值调节和步骤3浓缩液pH值调节均优选通过盐酸调节。

作为优选，鸟苷发酵液pH值调节为11，超滤截留液pH值调节为7.0-7.3，浓缩液pH值调节为6.8-7.5。

针对现有鸟苷提取工艺收率不高的缺陷，本发明将发酵液先后进行微滤和超滤，同时将超滤截留液处理后循环使用，降低鸟苷在提取过程中的损失，而且本发明工艺没有采用絮凝工序，避免了絮凝剂在除去蛋白时会使部分鸟苷残留在蛋白中造成损失以及絮凝剂残留降低鸟苷品质。

在本发明提取工艺中，所述微滤优选为用孔径为0.1μm-0.5μm的陶瓷膜微滤，所述超滤优选为用孔径为2000Da-3000Da的超滤膜超滤，所述浓缩优选为在负0.09Mpa至负0.1Mpa压强下、60℃-90℃温度下浓缩，所述碱溶液优选采用pH值为10-12的氢氧化钠溶液。

本发明采用冷却析晶工序析出鸟苷晶体，作为优选，所述冷却析晶在5h-10h内降温至5℃-18℃缓慢进行析晶，能够使晶体缓慢生长为粗大晶体，减少细小晶体的产生，进一步防止鸟苷的流失和杂质的掺入。

本发明所述溶解脱色优选为加入80℃-100℃去离子水溶解第二滤饼后，加入溶液总体积0.5%-1.5%的活性炭脱色。

此外，由于微滤截留液包含有大量微生物菌，其菌体蛋白可以制备成营养丰富的肥料，故本发明作为优选还包括将步骤1得到的微滤截留液浓缩、干燥制备成菌体蛋白饲料的工序。

同时，本发明提取过程中所产生的第一母液、第二母液以及第三母液中含有色素、可溶性蛋白、残糖、少量鸟苷等，可制备成复合肥料，故本发明优选，还包括将步骤2和步骤3中分别得到的第一母液、第二母液和第三母液浓缩、干燥制备成复合肥的工序。

按照本发明所述方法提取的鸟苷收率达88%左右，含量在99%以上，酸法透光率96%以上，水分和灰分均在0.1%以下，而采用现有技术提取的鸟苷收率仅为80%左右，含量在98%左右，酸法透光率仅能达到93％，水分和灰分等均高于本发明提取的鸟苷。

由以上技术方案可知，本发明选用超滤膜代替絮凝除蛋白工序，同时将超滤截留液用碱溶液处理后循环使用，减少了鸟苷的进一步流失，保证了所提取的鸟苷的品质，而且将提取过程产生的废液制备成各种肥料，杜绝资源浪费，达到环保、高效。

附图说明

图1所示为本发明所述方法的工艺流程图。

具体实施方式

本发明公开了一种从鸟苷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和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

依照本发明所述方法，包括：

步骤2、超滤滤清液浓缩至原有体积的25%-50%得到浓缩液；

其中，步骤2中循环使用的超滤截留液也可和步骤1中的微滤滤清液直接混合进行超滤，这和本发明提取工艺的发明构思是一致的。

下面结合实施例，进一步阐述本发明。

实施例1：从鸟苷发酵液中提取鸟苷的方法

1、本发明提取工艺

取100m³鸟苷含量为30g/L的发酵液，用氢氧化钠调pH至11后过0.1μm陶瓷膜，得147m³鸟苷含量20g/L的陶瓷膜滤清液以及微滤截留液，将陶瓷膜滤清液直接过2000Da超滤膜，得180m³鸟苷含量为16g/L的超滤滤清液以及超滤截留液。

将超滤截留液用盐酸调节pH至7.0，然后在8h内缓慢降温至10℃进行析晶，得到第一滤饼和第一母液，第一滤饼用pH值为11的氢氧化钠溶液溶解，然后按照上述超滤条件超滤（即和微滤滤清液混合再次超滤），所得的超滤截留液继续如此循环，而得到的超滤滤清液进行下一步提取工序。

将超滤滤清液于60℃、-0.1Mpa下浓缩至60m³后冷却至常温得浓缩液，用盐酸调节浓缩液pH至7.0，然后在8h内缓慢降温至10℃进行析晶，板框压滤，得4.966吨第二滤饼以及第二母液，鸟苷含量55%，水分40%。

将第二滤饼加入90℃去离子水溶解后，加入溶液总体积1%的粉状药用活性炭脱色1h，板框压滤，得鸟苷含量30g/L的脱色液89m³。

将上述脱色液在8h内缓慢降温至10℃进行析晶后压滤，得第三滤饼和第三母液，第三滤饼烘干后获得鸟苷成品2.631吨，鸟苷含量99%以上，产品一次收率为87.7%。酸法透光率96%以上，水分和灰分均在0.1%以下。

提取过程中产生的微滤截留液经浓缩、干燥可制备成菌体饲料，而第一母液、第二母液和第三母液经浓缩、干燥后可制备成复合肥。

2、现有提取工艺

取50L鸟苷含量为28g/L的发酵液，氢氧化钠调pH至11后过0.1μm陶瓷膜，得63L含量为22g/L的陶瓷膜滤清液。

将上述微滤滤清液冷却至常温后调pH至7.3，在8h内缓慢降温至10℃进行析晶，板框压滤，得鸟苷粗品2.44kg，鸟苷含量50%，水分含量46%。

将上述粗品加入90℃去离子水溶解，加入絮凝剂处理板框压滤得33L鸟苷含量36.1g/L的滤清液。

向上述滤清液中加入1%的活性炭脱色，板框压滤得32.8L鸟苷含量35g/L的脱色液。

将上述脱色液在8h内缓慢降温至10℃进行析晶，板框压滤，烘干，得鸟苷含量为98%的成品1142.9g，鸟苷收率为80%，酸法透光率93%，水分和灰分高于0.5%。

实施例2：从鸟苷发酵液中提取鸟苷的方法

1、本发明提取工艺

取50L鸟苷含量为28g/L的发酵液，用氢氧化钠调pH至11.5后过0.5μm陶瓷膜，得63L鸟苷含量22g/L的陶瓷膜滤清液以及微滤截留液，将陶瓷膜滤清液直接过3000Da超滤膜，得80L鸟苷含量为17g/L的超滤滤清液以及超滤截留液。

将超滤截留液用盐酸调节pH至7.3，然后在6h内缓慢降温至5℃进行析晶，得到第一滤饼和第一母液，第一滤饼用pH值为12的氢氧化钠溶液溶解，然后按照上述超滤条件超滤（即和微滤滤清液混合再次超滤），所得的超滤截留液继续如此循环，而得到的超滤滤清液进行下一步提取工序。

将超滤滤清液于90℃、-0.09Mpa下浓缩至20L后冷却至常温得浓缩液，用盐酸调节浓缩液pH至7.3，然后在6h内缓慢降温至5℃进行析晶，板框压滤，得1286.3g第二滤饼以及第二母液，鸟苷含量56%，水分40%。

将第二滤饼加入80℃去离子水溶解后，加入溶液总体积1.5%的粉状药用活性炭脱色2h，板框压滤，得鸟苷含量36g/L的脱色液36.2L。

将上述脱色液在6h内缓慢降温至5℃进行析晶后压滤，得第三滤饼和第三母液，第三滤饼烘干后获得鸟苷成品1244.5g，鸟苷含量99%以上，产品一次收率为88.9%。酸法透光率96%以上，水分和灰分均在0.1%以下。

2、现有提取工艺

取50L含量为28g/L的鸟苷发酵液按照实施例1中现有提取工艺方式提取鸟苷，鸟苷含量为98%，鸟苷收率为79.6%，酸法透光率92.4%，水分和灰分高于0.5%。

实施例3：从鸟苷发酵液中提取鸟苷的方法

1、本发明提取工艺

取鸟苷含量为28g/L的发酵液，用氢氧化钠调pH至12后过0.3μm陶瓷膜，得鸟苷含量23g/L的陶瓷膜滤清液以及微滤截留液，将陶瓷膜滤清液直接过2500Da超滤膜，得鸟苷含量为16g/L的超滤滤清液以及超滤截留液。

将超滤截留液用盐酸调节pH至7.5，然后在10h内缓慢降温至18℃进行析晶，得到第一滤饼和第一母液，第一滤饼用pH值为10的氢氧化钠溶液溶解，然后按照上述超滤条件超滤（即和微滤滤清液混合再次超滤），所得的超滤截留液继续如此循环，而得到的超滤滤清液进行下一步提取工序。

将超滤滤清液于75℃、-0.1Mpa下浓缩至原体积的一半后冷却至常温得浓缩液，用盐酸调节浓缩液pH至7.5，然后在10h内缓慢降温至18℃进行析晶，板框压滤，得第二滤饼以及第二母液，鸟苷含量58%，水分39%。

将第二滤饼加入100℃去离子水溶解后，加入溶液总体积0.5%的粉状药用活性炭脱色4h，板框压滤，得鸟苷含量36g/L的脱色液。

将上述脱色液在10h内缓慢降温至18℃进行析晶后压滤，得第三滤饼和第三母液，第三滤饼烘干后获得鸟苷成品，鸟苷含量99%以上，产品一次收率为88.3%。酸法透光率96%以上，水分和灰分均在0.1%以下。

2、现有提取工艺

取含量为28g/L的鸟苷发酵液按照实施例1中现有提取工艺方式提取鸟苷，鸟苷含量为98%，鸟苷收率为80.6%，酸法透光率93.1％，水分和灰分高于0.5%。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种从鸟苷发酵液中提取鸟苷的方法，其特征在于，包括：

步骤2、超滤滤清液浓缩至原有体积的25%-50%得到浓缩液；

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述微滤为用孔径为0.1μm-0.5μm的陶瓷膜微滤。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述超滤为用孔径为2000Da-3000Da的超滤膜超滤。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述浓缩为在负0.09Mpa至负0.1Mpa压强下、60℃-90℃温度下浓缩。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述碱溶液为pH值为10-12的氢氧化钠溶液。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述冷却析晶均为在5h-10h内降温至5℃-18℃缓慢析晶。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述溶解脱色为加入80℃-100℃去离子水溶解第二滤饼后，加入溶液总体积0.5%-1.5%的活性炭脱色。

8.根据权利要求1-7任意一项所述方法，其特征在于，还包括：

将步骤1得到的微滤截留液浓缩、干燥制备成菌体蛋白饲料。

9.根据权利要求1-7任意一项所述方法，其特征在于，还包括：

将步骤2和步骤3中分别得到的第一母液、第二母液和第三母液浓缩、干燥制备成复合肥。