CN104892554B - 一种赤霉酸ga3的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种赤霉酸GA3的制备方法，包括如下步骤：(1)将GA3菌种接到种子培养基上进行培养，得到悬浮液；(2)将步骤(1)得到的悬浮液继续在种子罐内培养，然后再接到发酵罐内进行发酵，得到发酵液，发酵液经过处理得到混合干粉A；(3)将步骤(2)的混合干粉加入到丙酮中，再加入碱性溶液直至干粉完全溶解，然后在加入酸性溶液，调节溶液的PH至2.5-3.5，在搅拌下有固体析出，经过滤、洗涤、干燥处理后，得到赤霉酸GA3固体。该方法提高赤霉酸GA3纯度，使得产品纯度达95％以上，提取总收率达85％以上。

Description

一种赤霉酸GA3的制备方法

技术领域

本发明涉及一种赤霉酸制备方法，具体说，涉及一种高纯度赤霉酸GA3的制备方法。

背景技术

赤霉酸GA3是一种植物生长调节剂，属于高效、低残留、无公害生物类农药，它能促进植物茎、叶生长，使棉花减少蕾铃脱落、大麦提高产量，葡萄、柑橘、梨等水果提高座果率。尤其是杂交水稻制种和促进晚稻抽穗方面，药效好、用量大。国内原药生产企业只有3家，而制剂生产企业有20余家，加之多年来国际市场需求旺盛，出口量持续上升，国内、外市场一直货源趋紧，特别是原药产品供不应求。

早在上世纪六十年代英、美、苏各国均相继大力研究，并在农业、园艺等方面所应用，取得了很大的进展，我国于1958年开始了赤霉酸的研究试制，结合当时情况，大部分以土法为主，扩大对农作物的应用范围，也取得了可喜的成果，其后经过多年的实践证明，赤霉酸在杂交水稻品种中解决花期不遇，促进水稻抽穗，减少包头，降低空壳率，增加千粒重，促进早熟，避过寒风期，减少棉铃脱落，提高结铃率，菠萝促进果眼扩大，果实增重；葡萄增产结出无籽葡萄；柑桔保花保重，促进蔬菜生长增产等方面都具有明显的作用。80年代以来，随着市场经济的发展，科技兴农深入人心，应用范围不断扩大，市场需求量呈逐年上升趋势。目前国内三大生产企业总生产能力在280～300吨/年，而国内市场年需求量在150～180吨，出口每年都有增长，今年预计出口需求总量在200～250吨，市场缺口较大。

我国是世界上应用植物生长物质最广泛的国家，在农业生产中大面积应用植物生长调节剂已取得了举世瞩目的成就，随着植物生长调节剂的不断开发利用以及化学农药调控技术的不断发展，赤霉酸GA3生理活性较强，应用日益广泛，也将更加广泛应用于农业生产的各个环节中，其市场竞争日益激烈，质量要求越来越高。由于GA3应用广泛，活性高，残留较少、安全性更好，剂型比较先进，有利于环保。该产品在全国推广应用后，已拥有广阔的市场，产生了巨大经济效益和社会效益，而且将推动我国高效农业向前发展。

因赤霉酸GA3在同系物赤霉酸中对植物活性较为突出，故长期以来人们均以赤霉酸GA3为研究和生产的对象，所以目前我国生产用的菌种，发酵条件和提取所得的成品，均指赤霉酸GA3而言。

目前，赤霉酸的生方法主要蚕蛹抗生素发酵的方式生产制备，得到赤霉酸混合物，其生理活性主要是由GA3发挥的，里面还有其他GA1等部分杂质，而且经发酵后的提取精制工艺无法将GA3与GA1分离出来，GA3含量始终无突破性发展，如何得到高纯度的GA3是有关厂家和科研单位都竭力攻克的课题。我国生产赤霉酸普遍采用的是树脂吸附技术提取法，即将赤霉酸的萃取液进入树脂柱后，解除吸附通过减压蒸馏结晶，制取成品。此种工艺最大的弱点是：提取收率偏低，且GA3纯度不高，吸附后的溶剂回收也困难。

为了综合提高赤霉酸GA3的纯度和收率，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种赤霉酸GA3的制备方法，通过该制备方法得到赤霉酸GA3的纯度高，且收率也高。

为了实现本发明的发明目的，采用如下技术方案：

一种赤霉酸GA3的制备方法，包括如下步骤：

将含有赤霉酸GA3混合干粉加入到丙酮中，再加入碱性溶液直至干粉完全溶解，然后在加入酸性溶液，调节溶液的pH至2.5-3.5，在搅拌下有固体析出，经过滤、洗涤、干燥处理后，得到赤霉酸GA3固体。

优选的，本发明的含有赤霉酸GA3混合干粉的制备方法包括如下步骤：

(1)将GA3菌种接到种子培养基上进行培养，得到悬浮液；

(2)将步骤(1)得到的悬浮液继续在种子罐内培养，然后再接到发酵罐内进行发酵，得到发酵液，发酵液经过处理得到混合干粉A。

最优选的，一种赤霉酸GA3的制备方法，包括如下步骤：

(1)将GA3菌种接到种子培养基上进行培养，得到悬浮液；

(2)将步骤(1)得到的悬浮液继续在种子罐内培养，然后再接到发酵罐内进行发酵，得到发酵液，发酵液经过处理得到混合干粉A；

(3)将步骤(2)的混合干粉加入到丙酮中，再加入碱性溶液直至干粉完全溶解，然后再加入酸性溶液，调节溶液的pH至2.5-3.5，在搅拌下有固体析出，经过滤、洗涤、干燥处理后，得到赤霉酸GA3固体。

进一步，步骤(1)中，所述的种子培养基为本领域通常使用的培养基。在本发明中，优选含有3％淀粉、0.05％葡萄糖、0.3％花生饼粉、0.5％黄豆饼粉、0.005％无机盐的种子培养基。

所述的无机盐为本领域的盐。在本发明中，采用硫酸镁、磷酸二氢钾。

所述的种子培养基中还包括：饴糖、糊精等。

进一步，在步骤(1)中，GA3菌种在种子培养基上在温度为28℃的条件下进行培养4-6天。

进一步，步骤(2)中，在种子罐内，在温度28℃的条件下进行培养2-3天。

进一步，在步骤(2)中，发酵过程是在温度为28±1℃的条件下进行培养8-9天。

在发酵过程中，补加30mg/ml的含氮混合物(以氮元素计)，控制发酵液的粘稠度在10-20mPa.s。

通过补加30mg/ml的含氮混合物(以氮元素计)，控制发酵罐中发酵液的粘稠度在10-20mPa.s内，很好的提高发酵生产单位达2300u/ml以上，提高GA3产量。

步骤(2)，经过发酵后得到的产物发酵液中，赤霉酸GA3发酵效价达3000u/ml以上。

进一步，在步骤(3)中，调节溶液PH的酸、碱性物质可以现有技术常用酸性或碱性物质。在本发明，优选采用氢氧化钠、硫酸。

优选，所用的氢氧化钠为浓度为2.5-4.5mol/LNaOH溶液。

在本发明中氢氧化钠溶液的加入量以能够使赤霉酸GA3粗品溶解即可。

所用的硫酸为质量百分比浓度为4-6％的硫酸。

步骤(3)中，混合干粉与丙酮的质量体积比为1:(4.5-5.5)g/mL。

在本发明中通过将发酵后的含有GA3和GA1干粉在碱性环境中先溶于丙酮，然后再搅拌条件下，溶液环境逐渐变为酸性，具体pH至2.5-3.5的条件下，逐渐有固体析出，洗出的固体为赤霉酸GA3，赤霉酸GA3的纯度高达95％，产率再85％以上，产品色泽达纯白色。

进一步，本发明在步骤(3)赤霉酸GA3的结晶提纯过程中副产物母液，通过减压蒸馏，将母液中的丙酮回收重新利用。

本发明利用现有的赤霉酸GA3菌种作为出发菌株，适时调整发酵过程中营养成份，建立本产品的发酵溶氧调控操作规程，使得赤霉酸GA3发酵效价达3000u/ml以上，从而提高赤霉酸GA3的纯度；同时利用少量的特定溶剂(丙酮)以碱溶的方法溶解、压滤、酸析、抽滤、洗涤、烘干制得成品，将赤霉酸中的GA3与GA1分离，从而达到提高赤霉酸GA3纯度目的。以上两点使得产品纯度达95％以上，提取收率达85％以上，产量在普通赤霉酸GA3生产工艺基础上提高了30％。

发明人我们对赤霉酸GA3结晶粉进行了研究和中试:1、自行开发溶媒萃取新工艺，采用丙酮碱性条件下溶解，然后酸性条件下析出，使赤霉酸GA3产品的总收率提高15个百分点以上，2、设计了特殊的溶剂回收及残渣烘干设备，大大降低了生产成本，保证了安全，避免了环境污染，残渣回收可作肥料使用。3、特殊的提纯工艺，提高产品质量。使用特殊的溶剂与精制工艺的重新确定，使产品纯度一提高到95％，产品色泽达纯白色。

具体实施方式

下面对本发明超柔腈纶膨体羊绒毛条的制备方法进一步详细叙述，并不限定本发明的保护范围，其保护范围以权利要求书界定。某些公开的具体细节对各个公开的实施方案提供全面理解。然而，相关领域的技术人员知道，不采用一个或多个这些具体的细节，而采用其他的材料等的情况也可实现实施方案。

实施例1

称取100克赤霉酸GA3粗粉(该粗粉中GA3的含量85.0％)加丙酮500mL，以3mol/LNaOH调pH至全部溶解，过滤，以5％H₂SO₄调节溶有赤霉酸GA3的丙酮液的pH＝3.0，在不停搅拌下，析出大量粉剂，过滤抽干，滤饼以100mL丙酮漂洗，再过滤抽干，再分别以适量蒸馏水混洗两次，再以适量水漂洗，抽干，60～70℃烘干，得到提纯的赤霉酸GA3固体，经检测，该赤霉酸GA3固体的纯度为98.74％，收率为98.1％。几次过滤后的滤液中的丙酮经负压蒸馏，再回收利用。

实施例2

(1)将GA3菌种接到含有3％淀粉、0.05％葡萄糖、0.3％花生饼粉、0.5％黄豆饼粉、0.005％无机盐的种子培养基上进行培养，在种子培养基上在温度为28℃的条件下进行培养6天，得到悬浮液；

(2)将步骤(1)得到的悬浮液继续在种子罐内在温度28℃的条件下进行培养3天，然后再移到到发酵罐内在温度为28±1℃的条件下进行培养8天，进行发酵，在发酵过程中，补加30mg/ml的含氮混合物(以氮元素计)，控制发酵液的粘稠度在10-20mPa.s，得到发酵液，发酵液放罐经过压滤、浓缩、提取即得到混合干粉A。

(3)称取100克步骤(2)的混合干粉A(该干粉中GA3的含量85％以上)加丙酮500mL，以2.5mol/LNaOH调pH至全部溶解，过滤，以5％H₂SO₄调节溶有赤霉酸GA3的丙酮液的pH＝2.5，在不停搅拌下，析出大量粉剂，过滤抽干，滤饼以100mL丙酮漂洗，再过滤抽干，再分别以适量蒸馏水混洗两次，再以适量水漂洗，抽干，60～70℃烘干，得到提纯的赤霉酸GA3固体，经检测，该赤霉酸GA3固体的纯度为95.92％，收率为97.1％。几次过滤后的滤液中的丙酮经负压蒸馏，再回收利用。

实施例3

(1)将GA3菌种接到含有3％淀粉、0.05％葡萄糖、0.5％饴糖、0.2％糊精、0.3％花生饼粉、0.5％黄豆饼粉、0.005％无机盐的种子培养基上进行培养，在种子培养基上在温度为28℃的条件下进行培养6天，得到悬浮液；

(2)将步骤(1)得到的悬浮液继续在种子罐内在温度28℃的条件下进行培养2天，然后再移到到发酵罐内在温度为28±1℃的条件下进行培养9天，进行发酵，在发酵过程中，补加30mg/ml的含氮混合物(以氮元素计)，控制发酵液的粘稠度在10-20mPa.s，得到发酵液，发酵液放罐经过压滤、浓缩、提取即得到混合干粉A；

(3)称取100克步骤(2)的混合干粉(该干粉中GA3的含量85％))加丙酮500mL，以4.5mol/LNaOH调pH至全部溶解，过滤，以5％H₂SO₄调节溶有赤霉酸GA3的丙酮液的pH＝3.5，在不停搅拌下，析出大量粉剂，过滤抽干，滤饼以100mL丙酮漂洗，再过滤抽干，再分别以适量蒸馏水混洗两次，再以适量水漂洗，抽干，60～70℃烘干，得到提纯的赤霉酸GA3固体，经检测，该赤霉酸GA3固体的纯度为98.02％，收率为96.84％。几次过滤后的滤液中的丙酮经负压蒸馏，再回收利用。

Claims (9)

1.一种赤霉酸GA3的制备方法，包括如下步骤：将含有赤霉酸GA3混合干粉加入到丙酮中，再加入碱性溶液直至干粉完全溶解，然后在加入酸性溶液，调节溶液的pH至2.5-3.5，在搅拌下有固体析出，经过滤、洗涤、干燥处理后，得到赤霉酸GA3固体；其中，调节溶液pH的酸和碱分别为硫酸和氢氧化钠。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，含有赤霉酸GA3混合干粉的制备方法包括如下步骤：

（1）将GA3菌种接到种子培养基上进行培养，得到悬浮液；

（2）将步骤（1）得到的悬浮液继续在种子罐内培养，然后再接到发酵罐内进行发酵，得到发酵液，发酵液经过处理得到混合干粉A。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的种子培养基的组分包括：3%淀粉、0.05%葡萄糖、0.3%花生饼粉、0.5%黄豆饼粉、0.005%无机盐。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，在步骤（1）中，赤霉酸GA3菌种在种子培养基上在温度为28℃的条件下进行培养4-6天。

5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，在种子罐内，在温度28℃的条件下进行培养2-3天。

6.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中，发酵过程是在温度为28±1℃的条件下进行培养8-9天。

7.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，在发酵过程中，补加适量的水和氮源，控制发酵液的粘稠度在10-20mPa.s。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所用的氢氧化钠为浓度为2.5-4.5mol/LNaOH溶液；所用的硫酸为质量百分比浓度为4-6%的硫酸。

9.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，混合干粉与丙酮的质量体积比为1:（4.5-5.5）g/mL。