CN104109181A

CN104109181A - 一种麦白霉素的膜过滤工艺方法

Info

Publication number: CN104109181A
Application number: CN201410305253.XA
Authority: CN
Inventors: 杨德荣; 谢云; 张洪兰; 唐亚雄; 张葵; 雷川洋
Original assignee: CHONGQING DAXIN PHARMACEUTICAL Co Ltd; Peking University Founder Group Co Ltd; PKU Healthcare Industry Group
Current assignee: CHONGQING DAXIN PHARMACEUTICAL Co Ltd; Peking University Founder Group Co Ltd; PKU Healthcare Industry Group
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2014-10-22

Abstract

本发明公布了一种麦白霉素的膜过滤工艺，属于发酵液固液分离提取生产抗生素的一种方法。本发明使用平板超滤膜、卷式超滤膜或管式超滤膜过滤发酵液进行固液分离，得到透光度较高的滤液，滤液经萃取及转相，最后将转相液结晶，再用离心机分离，晶体干燥后得到麦白霉素成品。本发明用膜过滤代替了现有的板框压滤工艺，具有如下优点和积极效果：过滤速度快，滤液质量好，透光度高，压滤收率显著提高，杜绝了萃取乳化现象，成品总收率高，成品质量好；此外，该膜过滤技术投资改造不复杂，增加设备不多，适合工业化生产。

Description

一种麦白霉素的膜过滤工艺方法

技术领域

本发明属于制药领域，涉及一种抗生素的制备方法，具体涉及一种麦白霉素的膜过滤工艺方法。

背景技术

麦白霉素(Meleumycin)是一种多组分的十六元大环内酯类抗生素，含麦迪霉素A₁、吉他霉素A₆、麦迪霉素A₂、吉他霉素A₄、A₈等小组分，分子式为C₄₁H₆₇NO₁₅.C₄₀H₆₅NO₁₅，分子量为1613.92。

麦白霉素由一种链霉菌发酵提取制备，现有工艺是将发酵液加入盐酸或草酸将发酵液酸化，再加入硫酸锌、黄血盐絮凝后经过板框压滤，压滤液经过萃取及转相，再在碱性条件下升温结晶，晶体分离后经干燥得到成品。板框压滤工艺有几下几个缺点：一，传统的板框过滤耗费大量的人力和物力；二，发酵液预处理加入硫酸锌、黄血盐，使压滤后得菌渣含有大量有毒元素锌，板框压滤后的菌渣含水量高达到65～80％，高含水量和重金属盐对菌渣的运输和处理都带来较大的难度，特别是抗生素菌渣纳入危险固废管理，在对环保要求日益提高的形势下，这种固液分离方式在麦白霉素的生产中日益显现出它的弊端；三，板框压滤不能除去大分子可溶性蛋白质，糖类，色素等杂质，滤液质量差，在后续萃取时易发生乳化，影响产品质量和收率。

发明内容

针对上述制备和生产麦白霉素现有工艺技术存在的缺陷，本发明提供一种更先进的工艺方法，通过膜过滤工艺制备麦白霉素，以提高发酵液固液分离的效率和收率，提高滤液质量，从而提高最终产品的收率和质量，同时为菌渣的环保处理创造更有利的条件。

本发明的技术方案是：

一种麦白霉素的膜过滤工艺方法，该方法通过膜过滤工艺制备麦白霉素，依次包括以下步骤：

1)将麦白霉素发酵液酸化；

2)将酸化后的麦白霉素发酵液通过膜过滤设备进行过滤，得到超滤液；

3)将步骤2)中的超滤液调至碱性，加入萃取剂，得到萃取液

4)在步骤3)的萃取液中加入酸性水溶液进行转相，将目标物麦白霉素从有机相转入水相中，得到转相液；

5)将步骤4)中的转相液调碱，至有大量晶体析出；

6)分离出晶体、洗涤并干燥，得到麦白霉素成品。

上述麦白霉素的膜过滤工艺方法中，进一步地：

步骤1)所述酸化是往麦白霉素发酵液中通过加入无机酸或有机酸调pH值至3.5～4.5，所述无机酸或有机酸为盐酸、硫酸、硝酸、草酸和柠檬酸中的一种。其中，草酸效果最好，硫酸等次之。在本发明的实施例中，选用草酸将麦白霉素发酵液酸化；

步骤2)中的膜过滤设备为陶瓷膜、卷式超滤膜或管式超滤膜；膜过滤设备的膜材料为聚砜膜、聚乙烯膜、聚醚砜膜、醋酸纤维膜、聚偏氟乙烯膜、聚酰胺膜、复合膜或不锈钢金属膜；在本发明的实施例中，采用陶瓷膜过滤器进行过滤，其过滤速率快，浓缩倍数高，使用维护方便；效果最好、最经济。

优选地，步骤2)是将酸化后的麦白霉素发酵液通过孔径大小为0.01～0.1μm的陶瓷膜进行过滤，再用发酵液1～2倍体积的pH值为3.5～4.5的纯化水顶洗，收集全部滤过液，得到超滤液。酸化后的发酵液通过孔径大小为0.01～0.1μm的陶瓷膜进行过滤可截留分子量大于等于10万分子量，使得发酵液浓缩到5倍以上。

在上述工艺中，步骤3)中超滤液调至碱性是用氢氧化钠溶液调pH为9.0～10.0；萃取剂为乙酸丁酯，萃取剂加量体积为步骤2)得到的超滤液体积的10％～15％；再用碟片式分离机分离除去重液。

优选地，步骤4)中酸性水溶液的pH为1.5～2.0，酸性水溶液的加量体积为萃取液体积的15％～30％，酸性水溶液为盐酸、硫酸、磷酸、草酸或柠檬酸。其中，磷酸效果最好，本发明的实施例即选用磷酸水溶液。

步骤5)中的转相液调碱是使用氢氧化钠溶液调pH为8.0～8.5。在本发明的实施例中，选用0.5M的氢氧化钠溶液进行转相液调碱。

步骤6)所述洗涤是用纯化水进行的。在本发明的实施例中，选用40～45℃的纯化水进行晶体洗涤。

上述麦白霉素的膜过滤工艺方法中，进一步地，步骤2)中膜过滤后的菌渣可通过隔膜式板框压滤机进行压滤，再压干，以降低菌渣含水量。在本发明的实施例中，通过陶瓷膜过滤后的菌泥用隔膜式板框压滤机压滤，用水加压式方式通入1.0～2.0MPa的高压水将滤饼榨干，榨干后的菌渣含水量低于30％，再送固废中心处理。

本发明通过膜过滤工艺方法过滤麦白霉素发酵液来制备麦白霉素，具有以下优点和积极效果：

一、过滤速度快，滤液质量好，收率高。与传统工艺经过预处理步骤和板框过滤相比，用陶瓷膜过滤法得到的滤液质量好，透光度高，颜色浅，压滤收率高。陶瓷膜过滤除去了大分子蛋白质，色素等物质，在后工序萃取时完全杜绝了乳化现象，在提高萃取液质量的同时也提高了萃取步骤的收率。所以保证了总收率的提高。萃取工序乳化现象的杜绝，也降低了溶媒的消耗。

二、成品质量好。由于采用了膜过滤工艺，保证了发酵液固液分离工序、萃取工序的质量，也提高了转相液的质量，去除了大分子杂质对结晶和成品的影响，成品质量达到2010年版药典的质量标准。

三、投资改造小，操作简单，效率高，极大减少劳动强度。陶瓷膜过滤器现已是成套设备，占地面积小，利于新装或改造，技术成熟，操作简单，维护方便。陶瓷膜过滤效率高，也没有板框压滤机拆洗的繁重操作，极大地降低了劳动强度，提高了劳动效率，适合工业化生产。

四、降低了菌渣的处理难度，有利于环保处理。使用陶瓷膜过滤工艺后，发酵液中不需要再加入硫酸锌和黄血盐等重金属物质，菌渣的处理不会涉及到重金属盐的污染问题，有利于环保处理。同时结合隔膜式板框压滤机工艺，将菌渣榨干到含水量30％以下，相比于传统工艺菌渣65％～80％的含水量，更有利于运输和后续处理，数量的减少也降低了运输处理费用。

具体实施方式

下面通过实施例进一步描述本发明，但不以任何方式限制本发明的范围。

以下实施例一、二和三均由麦白霉素发酵液通过采用本发明提供的麦白霉素的膜过滤工艺方法来获得麦白霉素成品，依次包括以下步骤：

1)将麦白霉素发酵液先加入草酸调pH值至3.5～4.5；

2)将酸化后的发酵液用陶瓷膜过滤器过滤，发酵液浓缩至5倍时，加入体积为发酵液2倍的酸性纯化水顶洗，收集滤液；

3)将滤液调碱性，加入超滤液体积的10％～15％的乙酸丁酯萃取；

4)在上述萃取液中加入酸性水溶液进行转相，将目标物麦白霉素从有机相转入水相中；

5)将转相液调至碱性，pH为8.0～8.5，有大量结晶体析出；

6)结晶混悬液分离，洗涤，干燥后得到麦白霉素成品；

7)陶瓷膜过滤后的菌泥用隔膜式板框压滤机压滤，用水加压式方式将滤饼榨干，榨干后的菌渣送固废中心处理。

实施例一：

将50吨麦白霉素发酵液用草酸调至pH4.0，然后用孔径大小为0.1um的截留分子量10万的陶瓷膜过滤器过滤，得到滤液40吨，再用浓缩菌渣2倍体积的pH4.1的纯化水顶洗，合并滤液60吨。滤液用氢氧化钠溶液调至pH9.5，加入6.0m³乙酸丁酯混合均匀，用碟片式离心机分离除去重液，得到乙酸丁酯萃取液。在搅拌下加入pH1.8的磷酸溶液，加量为乙酸丁酯体积的30％，充分搅拌均匀后静置分层，麦白霉素从乙酸丁酯有机相中又转入下层水相中，分出下层溶液。将转相液用氢氧化钠溶液调至pH8.5，有大量白色晶体析出。再用离心机分离结晶混悬液，并用纯化水淋洗，得到潮晶。潮晶干燥得到麦白霉素成品，经检测麦白霉素有效成分A1含量达到56％，A6含量达到14.9％，A总83.2％，有关物质22.1％。总收率70.6％。较板框压滤机过滤工艺A1平均49.5％提高了6.5个百分点，A6由平均12.6％提高了2.3个百分点，有关物质由平均24.8％降低了2.7个百分点。总收率由平均65％提高到70.6％，提高了5.6个百分点。

将陶瓷膜过滤后的菌渣，再用2台100㎡隔膜式板框压滤机压滤，经过榨干后输送到专门的固废中心进行处理。经检查称重，菌渣含水量28％，重3.2吨，较原来工艺菌渣10吨左右降低了6.8吨，降低了废菌渣的输送量。

实施例二：

将50吨麦白霉素发酵液用草酸调至pH3.7，然后用孔径大小为0.1um的截留分子量10万的陶瓷膜过滤器过滤，得到滤液40.5吨，再用浓缩菌渣2倍体积的pH4.2的纯化水顶洗，合并滤液61吨。滤液用氢氧化钠溶液调至pH9.39，加入6.1m³乙酸丁酯混合均匀，用碟片式离心机分离除去重液，得到乙酸丁酯萃取液。在搅拌下加入pH1.82的磷酸溶液，加量为乙酸丁酯体积的34％，充分搅拌均匀后静置分层，麦白霉素从乙酸丁酯有机相中又转入下层水相中，分出下层溶液。将转相液用氢氧化钠溶液调至pH8.3，有大量白色晶体析出。再用离心机分离结晶混悬液，并用纯化水淋洗，得到潮晶。潮晶干燥得到麦白霉素成品，经检测麦白霉素有效成分A1含量达到57.2％，A6含量达到14.7％，A总82.7％，有关物质23.2％。总收率71.7％。较板框压滤机过滤工艺A1平均49.5％提高了7.7个百分点，A6由平均12.6％提高了2.1个百分点，有关物质由平均24.8％降低了1.6百分点。总收率由平均65％提高到71.7％，提高了6.7个百分点。

将陶瓷膜过滤后的菌渣，再用2台100㎡隔膜式板框压滤机压滤，经过榨干后输送到专门的固废中心进行处理。经检查称重，菌渣含水量30％，重3.5吨，较原来工艺菌渣10吨左右降低了6.5吨，降低了废菌渣的输送量。

实施例三：

将50吨麦白霉素发酵液用草酸调至pH4.3，然后用孔径大小为0.1um的截留分子量10万的陶瓷膜过滤器过滤，得到滤液39.8吨，再用浓缩菌渣2倍体积的pH3.9的纯化水顶洗，合并滤液60吨。滤液用氢氧化钠溶液调至pH9.7，加入6.2m³乙酸丁酯混合均匀，用碟片式离心机分离除去重液，得到乙酸丁酯萃取液。在搅拌下加入pH1.79的磷酸溶液，加量为乙酸丁酯体积的37％，充分搅拌均匀后静置分层，麦白霉素从乙酸丁酯有机相中又转入下层水相中，分出下层溶液。将转相液用氢氧化钠溶液调至pH8.2，有大量白色晶体析出。再用离心机分离结晶混悬液，并用纯化水淋洗，得到潮晶。潮晶干燥得到麦白霉素成品，经检测麦白霉素有效成分A1含量达到58.0％，A6含量达到15.1％，A总83.7％，有关物质20.3％。总收率69.8％。较板框压滤机过滤工艺A1平均49.5％提高了8.5个百分点，A6由平均12.6％提高了2.5个百分点，有关物质由平均24.8％降低了4.5百分点。总收率由平均65％提高到69.8％，提高了4.8个百分点。

将陶瓷膜过滤后的菌渣，再用2台100㎡隔膜式板框压滤机压滤，经过榨干后输送到专门的固废中心进行处理。经检查称重，菌渣含水量30％，重3.4吨，较原来工艺菌渣10吨左右降低了6.6吨，降低了废菌渣的输送量。

Claims

1.一种麦白霉素的膜过滤工艺方法，所述方法通过膜过滤工艺制备麦白霉素，其特征在于，依次包括以下步骤：

1)将麦白霉素发酵液酸化；

3)将步骤2)中的超滤液调至碱性，加入萃取剂，得到萃取液；

5)将步骤4)中的转相液调至碱性，至有大量晶体析出；

6)分离出晶体、洗涤并干燥，得到麦白霉素成品。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)所述酸化是往麦白霉素发酵液中通过加入无机酸或有机酸调pH值至3.5～4.5，所述无机酸或有机酸为盐酸、硫酸、硝酸、草酸和柠檬酸中的一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)所述膜过滤设备为陶瓷膜、卷式超滤膜或管式超滤膜；所述膜过滤设备的膜材料为聚砜膜、聚乙烯膜、聚醚砜膜、醋酸纤维膜、聚偏氟乙烯膜、聚酰胺膜、复合膜或不锈钢金属膜。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)是将酸化后的麦白霉素发酵液通过孔径大小为0.01～0.1μm的陶瓷膜进行过滤，再用体积为发酵液的1～2倍且pH值为3.5～4.5的纯化水顶洗，收集全部滤过液，得到超滤液。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)所述超滤液调至碱性是用氢氧化钠溶液调pH为9.0～10.0。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)所述萃取剂为乙酸丁酯，萃取剂加量体积为步骤2)所述超滤液体积的10～15％。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)所述酸性水溶液的pH为1.5～2.0，所述酸性水溶液的体积为所述萃取液体积的15％～30％，所述酸性水溶液为盐酸、硫酸、磷酸、草酸或柠檬酸。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5)所述转相液调至碱性是用氢氧化钠溶液调pH为8.0～8.5。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6)所述洗涤是用纯化水进行的。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中膜过滤后的菌渣通过隔膜式板框压滤机进行压滤，再压干，以降低菌渣含水量。