CN105566404B - 一种从微生物发酵液中分离提纯和喷雾干燥制备n-乙酰神经氨酸干粉的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种从微生物发酵液中分离提纯和喷雾干燥制备N‑乙酰神经氨酸干粉的方法，其特征在于：以大肠杆菌发酵生产N‑乙酰神经氨酸的发酵液为原料，通过除菌、除蛋白、脱色、除盐、浓缩等预处理后，浓缩液进入喷雾干燥器进行喷雾干燥得到N‑乙酰神经氨酸干粉。本发明的方法简单易操作，得到的干粉粒度好、纯度高(90％以上)，省去了结晶过程和洗涤过程，节约了大量的有机溶剂，降低了大量成本，可满足其在化妆品、护理品、卫生用品等行业的需求，适合于工业化发酵生产N‑乙酰神经氨酸的制备。

Description

一种从微生物发酵液中分离提纯和喷雾干燥制备N-乙酰神经 氨酸干粉的方法
技术领域
本发明涉及一种对微生物发酵法生产的N-乙酰神经氨酸分离提纯和喷雾干燥的方法，属于生化分离工程技术领域。
背景技术
微生物发酵法生产单体N-乙酰神经氨酸已有很多文献报道。申请号为201310600843.0的中国发明专利公开了通过大肠杆菌工程菌通过微生物发酵法生产N-乙酰神经氨酸的方法，该方法获得了含产物的发酵液。
虽然微生物发酵法生产单体N-乙酰神经氨酸的发酵方法已有很多报道，但对于下游阶段产物的分离提纯方法却鲜有报道，而下游的分离提纯方法和工艺直接决定了产品的品质和市场价格。目前市场需求领域如食品、保健和医药领域对N-乙酰神经氨酸产品品质要求较高，申请号为201510103343.5的中国发明专利公开了下游的分离提纯及精制结晶方法，该方法获得了纯度大于98％的N-乙酰神经氨酸晶体，满足了其在食品、保健和医药领域的需求。但该结晶方法获得的N-乙酰神经氨酸成本较高，主要原因在于结晶步骤使用了大量的有机溶剂进行结晶，且使用了大量的有机溶剂进行洗涤，结晶溶剂和洗涤溶剂均为分析纯的无水溶剂，结晶得到的N-乙酰神经氨酸成本较高，价格也较高。申请号为201410268814.3的中国专利公开了N-乙酰神经氨酸在化妆品领域中的应用，但目前N-乙酰神经氨酸较高的价格非常不利于其在化妆品领域的普遍应用。
发明内容
为解决N-乙酰神经氨酸因成本较高而无法在化妆品中普遍应用的问题，本发明的主要目的是提供一种从微生物发酵液中分离提纯和喷雾干燥制备N-乙酰神经氨酸干粉的方法，旨在降低N-乙酰神经氨酸的生产成本，并获得质量稳定的N-乙酰神经氨酸，满足其在化妆品领域的应用需求。
本发明解决技术问题，采用如下技术方案：
本发明从微生物发酵液中分离提纯和喷雾干燥制备N-乙酰神经氨酸干粉的方法，其特点在于按如下步骤进行：
a、以大肠杆菌发酵生产N-乙酰神经氨酸的发酵液为原料，利用膜过滤除菌体，以去除发酵液中菌体，获得除菌发酵液；
b、对所述除菌发酵液在50～90℃条件下加热处理，以使杂蛋白沉淀，再次过膜，去除杂蛋白沉淀，获得除蛋白发酵液；为避免引入新的杂质，在加热处理时不使用盐酸调节pH；
c、利用大孔吸附树脂对所述除蛋白发酵液进行吸附脱色和除盐，获得除盐除杂脱色发酵液；
d、将所述除盐除杂脱色发酵液进行减压蒸发浓缩，获得除去杂质的N-乙酰神经氨酸浓缩液；
e、将所述N-乙酰神经氨酸浓缩液在喷雾干燥器中进行喷雾干燥，即获得N-乙酰神经氨酸喷粉。
优选的，步骤a所述的膜为有机膜，膜孔径不大于5000D。步骤b所述的膜也为有机膜，膜孔径不大于5000D。
优选的，步骤b所述加热处理的时间不少于1h，以使杂蛋白彻底变性。
优选的，步骤c中利用大孔吸附树脂对所述除蛋白发酵液进行吸附脱色和除盐的方法是先用非极性大孔吸附树脂除杂，再用弱极性大孔吸附树脂进行脱色(例如AB-8、D101和类似树脂)。
优选的，步骤d中减压蒸发浓缩的温度为50～90℃，所获得N-乙酰神经氨酸浓缩液的浓度为50～350g/L。
优选的，步骤e中喷雾干燥的条件为：进风温度为50～120℃，出风温度为50～100℃，进料速度为10～50mL/min，雾化频率为200～600S-1。
本发明的技术效果体现在：
1、本发明从微生物发酵液中分离提纯和喷雾干燥制备N-乙酰神经氨酸干粉的方法，首先利用有机膜除菌体，根据菌体大小选择合适的膜孔径，使菌体过滤彻底，避免了现有技术加入蒙脱石粉除菌体，使蒙脱石粉残留在发酵液中而对后续处理带来麻烦的缺点，直接过膜除菌体后得到的除菌发酵液不含任何菌体或菌体碎片，也不含有菌体破碎后释放的毒素或副产物，使终产品N-乙酰神经氨酸含量较高。实施例1和对比实施例2体现出此效果，同样条件下，过膜除菌体，喷粉N-乙酰神经氨酸含量达90.5％，而加蒙脱石过滤除菌体，喷粉N-乙酰神经氨酸含量86.3％。
2、本发明从微生物发酵液中分离提纯和喷雾干燥制备N-乙酰神经氨酸干粉的方法，使用非极性和弱极性大孔吸附树脂联合作用，直接纯水洗脱，先除盐除杂再脱色，不引入新的杂质，较活性炭除盐除杂和脱色效果较好，使发酵清液杂质更少，终产品N-乙酰神经氨酸含量更高。实施例3和对比实施例4体现出此效果，同样条件下，吸附树脂除盐除杂和脱色后，喷粉N-乙酰神经氨酸含量达91.2％，白度达95.8％，而活性炭脱色和除杂后，喷粉N-乙酰神经氨酸含量85.9％，白度为87.4％。
3、本发明采用喷雾干燥方法所得喷粉，与溶剂结晶法得到的晶体相比，虽然含量有所降低，但可以满足在化妆品领域的应用需求，关键是成本至少下降50％，且本方法操作简单。实施例5和对比实施例6体现出此效果。
附图说明
图1为本发明实施例1分离提纯和喷雾干燥的工艺流程及装置示意图；
图2为本发明实施例1所得产品的外观形态。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐明本发明。但这些实施例仅用于说明本发明，而不构成对本发明范围的限制。
实施例1
如图1所示，本实施按如下步骤对微生物发酵法生产的N-乙酰神经氨酸进行分离提纯和喷雾干燥：
a、菌液分离：以申请号为201310600843.0的发明专利所公开的方法中，大肠杆菌基因工程菌发酵生产的含N-乙酰神经氨酸的发酵液为原料，采用孔径5000D的PVDF有机膜除去发酵液中的菌体，获得除菌发酵液；
b、去除杂蛋白：对上述除菌发酵液在70℃条件下加热处理1.5h，以使杂蛋白沉淀，再次过膜(与步骤a所用膜相同)，去除杂蛋白沉淀，获得除蛋白发酵液；
c、除盐除杂和脱色：利用大孔吸附树脂AB-8和D101树脂对上述除盐发酵液进行吸附脱色和进一步除杂，获得除盐除杂和脱色发酵液；
d、浓缩：将上述除盐除杂和脱色发酵液在70℃进行减压蒸发浓缩，获得除去杂质的N-乙酰神经氨酸浓缩液(浓度50g/L)；
e、喷雾干燥：将上述浓缩液以20mL/min的流速进入喷雾干燥器进行喷雾干燥，进风口温度60℃、出风口温度90℃、雾化频率400S-1。所得产物喷干粉(外观形态如图2所示)采用高效液相色谱法检测，N-乙酰神经氨酸含量为90.5％。
实施例2
本实施例按实施例1相同的方式对与实施例1相同的原料进行分离提纯，区别仅在于步骤a中的除菌体由过膜改为加蒙脱石后离心，经试验验证，本实施例中最终产品N-乙酰神经氨酸含量为86.3％，相比于实施例1较差，说明过膜除菌体效果较好。
实施例3
本实施按如下步骤对微生物发酵法生产的N-乙酰神经氨酸进行分离提纯：
a、菌液分离：以申请号为201310600843.0的发明专利所公开的方法中，大肠杆菌基因工程菌发酵生产的含N-乙酰神经氨酸的发酵液为原料，采用孔径4000D的PVDF有机膜除去发酵液中的菌体，获得除菌发酵液；
b、去除杂蛋白：对上述除菌发酵液在80℃条件下加热处理1h，以使杂蛋白沉淀，再次过膜(与步骤a所用膜相同)，去除杂蛋白沉淀，获得除蛋白发酵液；
c、除盐除杂和脱色：利用大孔吸附树脂AB-8和D101树脂对上述除盐发酵液进行吸附脱色和进一步除杂，获得除盐除杂和脱色发酵液；
d、浓缩：将上述除盐除杂和脱色发酵液在60℃进行减压蒸发浓缩，获得除去杂质的N-乙酰神经氨酸浓缩液(浓度为100g/L)；
e、喷雾干燥：浓缩液以30mL/min的流速进入喷雾干燥器进行喷雾干燥，进风口温度70℃、出风口温度100℃、雾化频率500S-1。所得产物喷干粉采用高效液相色谱法检测，N-乙酰神经氨酸含量为91.2％，白度达95.8％。
实施例4
本实施例按实施例3相同的方式对与实施例3相同的原料进行分离提纯，区别仅在于步骤c中，采用活性炭吸附脱色和除杂，经试验验证，本实施例中最终产品含量为85.9％，白度为87.4％，相比于实施例3较差，说明大孔吸附树脂脱色和除盐除杂效果较好。
实施例5
本实施按如下步骤对微生物发酵法生产的N-乙酰神经氨酸进行分离提纯：
a、菌液分离：以申请号为201310600843.0的发明专利所公开的方法中，大肠杆菌基因工程菌发酵生产的含N-乙酰神经氨酸的发酵液为原料，采用孔径5000D的PVDF有机膜除去发酵液中的菌体，获得除菌发酵液；
b、去除杂蛋白：对上述除菌发酵液在60℃条件下加热处理2h，以使杂蛋白沉淀，再次过膜(与步骤a所用膜相同)，去除杂蛋白沉淀，获得除蛋白发酵液；
c、除盐除杂和脱色：利用大孔吸附树脂AB-8和D101树脂对上述除盐发酵液进行吸附脱色和进一步除杂，获得除盐除杂和脱色发酵液；
d、浓缩：将上述除盐除杂和脱色发酵液在50℃进行减压蒸发浓缩，获得除去杂质的N-乙酰神经氨酸浓缩液(浓度为200g/L)；
e、喷雾干燥：浓缩液以50mL/min的流速进入喷雾干燥器进行喷雾干燥，进风口温度80℃、出风口温度90℃，雾化频率600S-1。所得产物喷干粉采用高效液相色谱法检测，N-乙酰神经氨酸含量为92.2％，白度达94.5％。
通过本方法和工艺制备得到的N-乙酰神经氨酸，直接成本很低。
实施例6
本实施例按照申请号为201510103343.5的专利公开的方法，进行分离提纯和结晶洗涤，经试验验证，本实施例中最终产品N-乙酰神经氨酸含量为98.3％，直接成本与实施例5相比，虽然结晶方法纯度比喷雾干燥方法纯度高些，但成本却是实施例5喷雾干燥方法的2倍，而喷雾干燥法得到的N-乙酰神经氨酸已满足化妆品领域的应用需求。

Claims (7)

1.一种从微生物发酵液中分离提纯和喷雾干燥制备N-乙酰神经氨酸干粉的方法，其特征在于按如下步骤进行：
a、以大肠杆菌发酵生产N-乙酰神经氨酸的发酵液为原料，利用膜过滤除菌体，以去除发酵液中菌体，获得除菌发酵液；
b、对所述除菌发酵液在50～90℃条件下加热处理，以使杂蛋白沉淀，再次过膜，去除杂蛋白沉淀，获得除蛋白发酵液；
c、利用大孔吸附树脂对所述除蛋白发酵液进行吸附脱色和除盐，获得除盐除杂脱色发酵液；
d、将所述除盐除杂脱色发酵液进行减压蒸发浓缩，获得除去杂质的N-乙酰神经氨酸浓缩液；
e、将所述N-乙酰神经氨酸浓缩液在喷雾干燥器中进行喷雾干燥，即获得N-乙酰神经氨酸干粉。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤a所述的膜为有机膜，膜孔径不大于5000D。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤b所述的膜为有机膜，膜孔径不大于5000D。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤b所述加热处理的时间不少于1h，以使杂蛋白彻底变性。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤c中利用大孔吸附树脂对所述除蛋白发酵液进行吸附脱色和除盐的方法是先用非极性大孔吸附树脂除杂，再用弱极性大孔吸附树脂进行脱色。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤d中减压蒸发浓缩的温度为50～90℃，所获得N-乙酰神经氨酸浓缩液的浓度为50～350g/L。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤e中喷雾干燥的条件为：进风温度为50～120℃，出风温度为50～100℃，进料速度为10～50mL/min，雾化频率为200～600S-1。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108315362A (zh) * 2017-12-13 2018-07-24 常州斯迈科生物科技有限公司 一种由微生物发酵液制备dha干粉的方法
CN109293612B (zh) * 2018-10-18 2022-07-26 武汉中科光谷绿色生物技术有限公司 一种通过调节溶液氢离子浓度制备n-乙酰神经氨酸水合物的方法
CN113956304B (zh) * 2021-09-27 2023-10-20 嘉必优生物技术（武汉）股份有限公司 一种n-乙酰神经氨酸的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1523031A (zh) * 2003-02-18 2004-08-25 韩孝大 一种唾液酸的生产方法
CN102532208A (zh) * 2012-01-06 2012-07-04 南京工业大学 一种连续分离唾液酸的方法
CN104628794A (zh) * 2015-03-10 2015-05-20 武汉中科光谷绿色生物技术有限公司 一种对微生物发酵法生产的n-乙酰神经氨酸进行分离提纯的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1523031A (zh) * 2003-02-18 2004-08-25 韩孝大 一种唾液酸的生产方法
CN102532208A (zh) * 2012-01-06 2012-07-04 南京工业大学 一种连续分离唾液酸的方法
CN104628794A (zh) * 2015-03-10 2015-05-20 武汉中科光谷绿色生物技术有限公司 一种对微生物发酵法生产的n-乙酰神经氨酸进行分离提纯的方法

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