CN105087722A - 一种右旋糖酐大分子1000的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种右旋糖酐大分子1000的生产方法，该生产方法是以蔗糖、蛋白胨、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、硫酸镁、氯化锰为原料，以生物酶为酶介质定向合成高分子葡萄糖聚合物，经过离心使固液分离，离心后对液态混合物用膜浓缩进一步定向分离高分子葡萄糖聚合物与液体分子，将分离出额高分子葡萄糖聚合物送入喷雾干燥塔喷干为干粉即得右旋糖酐大分子1000。该生产方法用生物酶进行的定向合成后生成高分子葡萄糖聚合物，再经离心、膜浓缩、干燥即可获得右旋糖酐大分子1000，工序相比传统工艺更加简化，大大提高了生产效率，彻底避免酒精和盐酸的使用，提高了产品品质，产生废水、废渣量明显减少，废气几乎不产生，更加环保。

Description

一种右旋糖酐大分子1000的生产方法

技术领域

本发明涉及微生物发酵和生物制药技术领域，具体涉及一种右旋糖酐大分子1000的生产方法。

背景技术

右旋糖酐是一种由若干葡萄糖脱水形成的无毒无害的高分子葡萄糖聚合物，是世界上第一个工业生产的微生物多糖，是最早使用和得到公认的一种优良的血浆代用品，在医药、食品和石油等方面都有着广泛的应用。目前国内右旋糖酐的生产工艺，都是以蔗糖经肠膜状明串珠菌L.M－1226号菌（ＬcuconostocMesenteroides）发酵后生成高分子葡萄糖聚合物，再经精制处理而得。大致工艺如下：第一步是菌种以深冷冻干保存，使用前进行活化；第二步是使用活化的菌种，进行试管分离，挑选活性高的菌种进行培养；第三步用试管分离培养的菌种，进行150ml摇瓶扩大培养；第四步选择150ml摇瓶中生产较好的菌种，用于生产前的扩大培养，进行1000ml-5000ml的大瓶培养；第五步，用培养好的大瓶接入种子罐，进行发酵前的扩大培养；第六步将扩大培养的种子液转入发酵罐进行生产培养；第六步生产培养结束，用90%的乙醇将发酵液中的产物分解出来。第七步：将沉淀出的产物加入适量75%乙醇，进行洗涤，去除杂质。第八步：将去除杂质的产物加入适量30%盐酸，进行水解。第九步，将水解后的产物，进行蒸馏（将酒精蒸发干净，同时提高干物质含量）。第十步，将蒸馏后的料液进行喷雾干燥。

工艺较为繁琐复杂，生产效率低，产生的废水、废渣、废气明多，沉淀提取粗品过程中要用到酒精，酒精的使用及蒸馏过程属于危化过程，其设备属于国家重点监管危险装置，具有一定危险性。另提取粗品后需要用盐酸进行大分子量的水解，盐酸同样属于危化品，易制毒化学品，会在一定程度上影响产品的品质。综上所述，传统工艺工序复杂，生产效率低，设备投入和维护成本大，能耗高，产生废水、废渣、废气较多，其工艺过程存在危险化学品的使用，产品品质不高，已经不能满足日益提高的市场要求。

发明内容

为了解决以上现有技术中的问题，本发明创造性的提出了一种右旋糖酐大分子1000的生产方法，该生产方法用生物酶进行的定向合成后生成高分子葡萄糖聚合物，再经离心、膜浓缩、干燥即可获得右旋糖酐大分子1000，工序相比传统工艺更加简化，大大提高了生产效率，彻底避免酒精和盐酸的使用，提高了产品品质，产生废水、废渣量明显减少，废气几乎不产生，更加环保。

本发明采取的技术方案是：

一种右旋糖酐大分子1000的生产方法，其特点在于该生产方法是以蔗糖、蛋白胨、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、硫酸镁、氯化锰为原料，以生物酶为酶介质定向合成高分子葡萄糖聚合物，经过离心使固液分离，离心后对液态混合物用膜浓缩进一步定向分离高分子葡萄糖聚合物与液体分子，将分离出额高分子葡萄糖聚合物送入喷雾干燥塔喷干为干粉即得右旋糖酐大分子1000。

该生产方法步骤如下：

（1）合成：将蔗糖、蛋白胨、磷酸氢二钠，磷酸氢二钾，硫酸镁，氯化锰按一定比例混合，用蒸汽加热到95-105℃，保温25-35min，开降温水降温到27.0-27.5℃，加入生物酶，加入量为2.15-2.55U/L，在温度26-28℃下，搅拌36转/min，培养22-26h合成结束得高分子葡萄糖聚合物，高分子葡萄糖聚合物浓度控制在4-6%；

（2）离心：合成结束24h后，升温到100℃±5，保温30min±5，降温到40℃±1，加冷凝水或自来水进行一倍稀释，稀释液通过碟片离心机，离心机转速11000转/min，进行固液分离，固液分离后稀释液中的干物质含量0.05-0.15%；

（3）膜浓缩：2540超滤膜将分离的液态进行膜浓缩，截留的分子量150-180万，膜运行出口压力控制0.5-0.6Mpa，进口压力0.2-0.5Mpa，温度控制30-40℃，浓缩后干物质含量17-20%；

（4）喷雾干燥：将浓缩后液态用离心式喷雾干燥塔干燥，进口温度180-190℃，出口温度90-95℃，干燥后即得右旋糖酐大分子1000干粉。

以上所述的原料浓度百分比为蔗糖12.5～15.0%，蛋白胨0.10～0.15%，磷酸氢二钠0.19～0.22%，磷酸氢二钾0.11～0.18%，硫酸镁0.015%，氯化锰0.001%。

以上所述的生物酶为右旋糖酐蔗糖酶。

该生产方法用生物酶进行的定向合成后生成高分子葡萄糖聚合物，再经离心、膜浓缩、干燥即可获得右旋糖酐大分子1000，不需要进行菌种的分离、筛选、三角瓶的三级培养，发酵的二级培养，只需一步合成，工序相比传统工艺更加简化，减少了人工操作，节约了人工成本；以相同的罐体，单批运行计，传统工艺自菌种分离到成品：活化20h，试管培养18h，150ml摇瓶24h，1000-5000ml摇瓶24h，一级种子24h，发酵24-32h，沉淀、去杂5h，水解蒸馏12h，干燥16h，合计：167h。而本发明工艺合成24h，离心6h，膜浓缩12h，干燥16h，合计共58h，大大提高了生产效率；减少了过多的培养过程，产生的废水、废渣明显少，几乎不产生废气，更加环保，并节约了后续处理的成本；碟片离心机属于密闭清洁生产，物料分离效果明显，不需要提取粗品；传统的人工的水解操作，分子量分布不均匀，膜浓缩中用膜进行分子量的截留，使分子量更加均一；彻底避免酒精和盐酸的使用，不存在危险化学品储存、回收装置，不存在盐酸易制毒品的使用，极大的提高了产品品质。

另外该生产方法中对各步骤参数做了系统探索和调整，例如：其中合成中用蒸汽加热到95-105℃，温度如果过高，对培养基的营养成分破坏较大，会使培养基颜色深，ph下降，对合成生长有一定抑制、毒害作用，同时一些金属离子会与磷酸根发生沉淀反应。温度如果过低，会造成培养基中细菌等杂菌的大量繁殖，不利于合成，杂菌消耗培养基中的营养成分，产生代谢产物，造成产品不合格。

保温25-35min后开降温水降温到27.0-27.5℃，加入生物酶，温度过高过低酶的活性都会降低，保温25-35min，可以确保在100℃下充分杀死包括嗜热芽孢杆菌在内的所有自然菌。

合成24h后，升温到100℃，可以对合成过程中残留生物酶进行灭火，不得在后续生产中继续发挥酶的作用。保温30min，降温到40℃，确保超滤膜、碟片离心机的正常运行，加冷凝水或自来水进行一倍稀释，可以确保碟片离心机进料时料液的比重应小于1.2，避免因比重过大进料速度变慢，转鼓打不开，排渣不能运行等状况出现。

另外，原来分子量是依靠盐酸对产物的水解作用，由人工控制操作时间，根据多年累积的经验，确定水解到合格的分子量；新工艺是依靠膜的孔径大小截留需要的分子量，过大或过小的分子均不会进入下一道工序。

附图说明

图1为实施例1得到右旋糖酐大分子1000干粉（批号141108）的质量检验报告。

图2为实施例2得到右旋糖酐大分子1000干粉（批号141112）的质量检验报告。

图3为实施例3得到右旋糖酐大分子1000干粉（批号141115）的质量检验报告。

具体实施方式

为能清楚说明本发明方案的技术特点，下面结合具体实施例对本发明进行进一步阐述，但保护范围绝不仅限于实施例，本发明保护范围以权利要求书为准。

实施例1：

合成：按浓度蔗糖12%，蛋白胨0.10%，磷酸氢二钠0.19%，磷酸氢二钾0.11%，硫酸镁0.015%，氯化锰0.001%混合，用蒸汽加热到100℃，保温30min，开降温水降温到27℃，加入右旋糖酐蔗糖酶2.15-2.55U/L，在温度26-28℃下，搅拌36转/min，培养22-26h高分子葡萄糖聚合物浓度控制在4-6%，合成结束，得高分子葡萄糖聚合物；

离心：合成结束24h后，升温到100℃，保温30min，降温到40℃，加冷凝水或自来水进行一倍稀释，稀释液通过碟片离心机，离心机转速11000转/min，进行固液分离，固液分离后稀释液中的干物质含量0.05-0.15%；

膜浓缩：将分离的液态进行膜浓缩，截留的分子量150-180万，膜运行出口压力控制0.5-0.6Mpa，进口压力0.2-0.5Mpa，温度控制30-40℃，浓缩后干物质含量17-20%；

喷雾干燥：将浓缩后将液态物质用离心式喷雾干燥塔，进口温度180-190℃，出口温度90-95℃，干燥后即得右旋糖酐大分子1000干粉（批号141108），含量95%。

实施例2：

合成：按浓度比蔗糖15.0%，蛋白胨0.15%，磷酸氢二钠0.22%，磷酸氢二钾0.18%，硫酸镁0.015%，氯化锰0.001%按一定比例混合，用蒸汽加热到100℃，保温30min，开降温水降温到27℃，加入右旋糖酐蔗糖酶2.15-2.55U/L，在温度26-28℃下，搅拌36转/min，培养22-26h，高分子葡萄糖聚合物浓度控制在4-6%，合成结束，得高分子葡萄糖聚合物；

离心：合成结束24h后，升温到100℃，保温30min，降温到40℃，加冷凝水或自来水进行一倍稀释，稀释液通过碟片离心机，离心机转速11000转/min，进行固液分离，固液分离后稀释液中的干物质含量0.05-0.15%；

膜浓缩：将分离的液态进行膜浓缩，截留的分子量150-180万，膜运行出口压力控制0.5-0.6Mpa，进口压力0.2-0.5Mpa，温度控制30-40℃，浓缩后干物质含量17-20%；

喷雾干燥：将浓缩后液态用离心式喷雾干燥塔，进口温度180-190℃，出口温度90-95℃，干燥后即得右旋糖酐大分子1000干粉（批号141112），含量95.5%。

实施例3：

合成：按浓度比例将蔗糖13%，蛋白胨0.12%，磷酸氢二钠0.20%，磷酸氢二钾0.15%，硫酸镁0.015%，氯化锰0.001%混合，用蒸汽加热到100℃，保温30min，开降温水降温到27℃，加入右旋糖酐蔗糖酶2.15-2.55U/L，在温度26-28℃下，搅拌36转/min，培养22-26h控制葡萄糖聚合物浓度在4-6%，合成结束，得高分子葡萄糖聚合物；

离心：合成结束24h后，升温到100℃，保温30min，降温到40℃，加冷凝水或自来水进行一倍稀释，稀释液通过碟片离心机，离心机转速11000转/min，进行固液分离，固液分离后稀释液中的干物质含量0.05-0.15%；

膜浓缩：将分离的液态进行膜浓缩，截留的分子量150-180万，膜运行出口压力控制0.5-0.6Mpa，进口压力0.2-0.5Mpa，温度控制30-40℃，浓缩后干物质含量17-20%；

喷雾干燥：将浓缩后液态用离心式喷雾干燥塔干燥，进口温度180-190℃，出口温度90-95℃，干燥后即得右旋糖酐大分子1000干粉（批号141115），含量96%。

以上实施例得到右旋糖酐大分子1000干粉由检验报告可知各性状如下：

由以上表格中产品性状指标可知，得到的右旋糖酐大分子1000干粉各项指标均优异，在简化工序，提高生产效率的同时，确保了产品的品质。

Claims (8)

1.一种右旋糖酐大分子1000的生产方法，其特征在于：该生产方法是以蔗糖、蛋白胨、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、硫酸镁、氯化锰为原料，以生物酶为酶介质定向合成高分子葡萄糖聚合物，经过离心使固液分离，离心后对液态混合物用膜浓缩进一步定向分离高分子葡萄糖聚合物与液体分子，将分离出额高分子葡萄糖聚合物送入喷雾干燥塔喷干为干粉即得右旋糖酐大分子1000。

2.如权利要求1所述的一种右旋糖酐大分子1000的生产方法，其特征在于该生产方法步骤如下：

（1）合成：将蔗糖、蛋白胨、磷酸氢二钠，磷酸氢二钾，硫酸镁，氯化锰按一定比例混合，用蒸汽加热到95-105℃，保温25-35min，开降温水降温到27.0-27.5℃，加入生物酶，在温度26-28℃下，搅拌36转/min，培养22-26h合成结束得高分子葡萄糖聚合物；

（2）离心：合成结束24h后，升温到100℃±5，保温30min±5，降温到40℃±1，加冷凝水或自来水进行一倍稀释，稀释液通过碟片离心机，离心机转速11000转/min，进行固液分离；

（3）膜浓缩：2540超滤膜将分离的液态进行膜浓缩，截留的分子量150-180万，膜运行出口压力控制0.5-0.6Mpa，进口压力0.2-0.5Mpa，温度控制30-40℃，浓缩后干物质含量17-20%；

（4）喷雾干燥：将浓缩后液态用喷雾干燥塔干燥，进口温度180-190℃，出口温度90-95℃，干燥后即得右旋糖酐大分子1000干粉。

3.如权利要求1或2所述的一种右旋糖酐大分子1000的生产方法，其特征在于：所述的原料浓度百分比为蔗糖12.5～15.0%，蛋白胨0.10～0.15%，磷酸氢二钠0.19～0.22%，磷酸氢二钾0.11～0.18%，硫酸镁0.015%，氯化锰0.001%。

4.如权利要求1或2所述的一种右旋糖酐大分子1000的生产方法，其特征在于：所述的生物酶为右旋糖酐蔗糖酶。

5.如权利要求2所述的一种右旋糖酐大分子1000的生产方法，其特征在于：步骤(1)中得到高分子葡萄糖聚合物浓度控制在4-6%。

6.如权利要求2所述的一种右旋糖酐大分子1000的生产方法，其特征在于：步骤（2）中固液分离后稀释液中的干物质含量0.05-0.15%。

7.如权利要求2所述的一种右旋糖酐大分子1000的生产方法，其特征在于：步骤（4）中的喷雾干燥塔为离心式喷雾干燥塔。

8.如权利要求1或2所述的一种右旋糖酐大分子1000的生产方法，其特征在于：加入生物酶的量为2.15-2.55U/L。