CN106317138A - 一种硫酸新霉素的提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种硫酸新霉素提取方法，其工艺步骤包括：将新霉素发酵液预处理,微滤膜过滤，纳滤膜浓缩，丙酮溶媒中结晶，抽滤得到新霉素粗品，将该粗品用水溶解,硫酸成盐，再经活性碳脱色，精过滤，喷雾干燥得到硫酸新霉素成品。利用结晶技术进行纯化、浓缩提取硫酸新霉素的方法，可提高提取收率6%以上，有利于经济效益提高。本方法减少废水排放量，有利于环保处理。本方法能源消耗小，不释放、散发刺激性气味，有利于岗位人员职业健康。

Description

一种硫酸新霉素的提取方法

技术领域

本发明属于抗生素提取技术领域，特别是涉及一种硫酸新霉素的提取方法。

背景技术

新霉素(Neomycin)是首个被发现的2-DOS(2-脱氧链霉胺)氨基糖苷类抗生素,它是1949年Waksman等从新霉素链霉菌(Streptomyces fradiae)代谢产物中分离得到的混合物, 含有A、B、C三种成分，主要为B、C。化学名称：2-脱氧-4-O-（2,6-二氨基-2,6-二脱氧-α-D-吡喃葡萄糖基）-5-O-[3-O-（2,6-二氨基-2,6-二脱氧-β-L-吡喃艾杜糖基）-β-D-呋喃核糖基]-D-链霉胺硫酸盐。该品在水中极易溶解，在乙醇、乙醚、丙酮或氯仿中几乎不溶。

硫酸新霉素对革兰氏阴性菌和部分革兰氏阳性菌有强效杀菌作用。对放线菌、钩端螺旋体、阿米巴原虫有抑制作用。在碱性溶液中抗菌作用较强。临床上主要用于肠道感染、皮肤感染、五官科疾病的治疗和腹部手术前的消毒等。近年来，硫酸新霉素在兽药领域应用较多，多用于动物胃肠道感染，对水产动物的肠道疾病有较好的疗效。

现有的硫酸新霉素制备工艺，通常包括发酵液稀释、酸化预处理，732型树脂吸附与氨水洗脱，201×4型树脂脱色，薄膜浓缩去氨，硫酸中和，再经活性碳脱色，精过滤，喷雾干燥得到硫酸新霉素成品。该工艺将发酵液用水大量稀释后，直接进732型树脂柱，发酵液中的菌丝体、未代谢完的培养基营养物及其它大分子杂质易粘染树脂柱，影响收率，影响树脂柱工作进程，进行清洗会产生大量废水；用树脂脱色收率较低，进行树脂再生，将产生大量废水；薄膜浓缩去氨过程，高温条件下，易对物料造成破坏，消耗较多能源。另，加入NaHSO₃酸化、薄膜浓缩去氨过程，易释放、散发刺激性气味，造成空气污染，不利岗位人员职业健康。

目前，关于提高硫酸新霉素收率，降低废水量文献，有改进发酵工艺，用纳滤替代薄膜浓缩的方法报道，而用新霉素碱在丙酮中结晶提取工艺，目前还没有被提及。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种有效提高硫酸新霉素收率，降低能耗，降低环境污染的硫酸新霉素提取方法。

为实现上述目的所采取的技术方案为：

一种硫酸新霉素的提取方法，其特征在于其工艺步骤包括：将新霉素发酵液经预处理,微滤膜过滤,纳滤膜浓缩，丙酮溶媒中结晶，抽滤得到新霉素粗品，然后将该新霉素粗品用水溶解，硫酸成盐，再经活性碳脱色，精过滤，喷雾干燥得到硫酸新霉素成品。

所述预处理过程为：将新霉素发酵液用草酸酸化至pH3.5～4.5。

所述微滤膜过滤是指采用孔径为0.1um的微滤膜过滤，控制进料温度30±2℃，透析比1:1.5～2.0，浓缩倍数1.8～2.2倍。

所述纳滤膜浓缩是指采用孔径为1nm的纳滤膜浓缩过滤，控制进料温度30±2℃，浓缩倍数8～10倍。

所述丙酮溶媒中结晶是指：在前述过程所得的纳滤液中加入丙酮溶剂,在pH8.5～9.0下析出新霉素结晶,抽滤,得到新霉素粗品。

所述丙酮加入量为纳滤液体积的1/3～1/4。

所述结晶过程中采用质量浓度为20%的氨水调节pH。

所述硫酸成盐是指：将新霉素粗品溶于水，浓度控制在200000～220000u/ml,降温至0～5℃，搅拌下缓慢加入浓度为16～18mol/L硫酸，形成硫酸新霉素溶液，控制pH6.5～7.0。

所述活性碳脱色，精过滤是指将成盐溶液，在温度28±2℃下，按溶液体积的5～8%加入活性碳，脱色1.5～2.0h，用滤径为10um的液体过滤器过滤。

所述喷雾干燥控制参数为：进风温度140～170℃，出风温度65℃。

本发明的技术优势体现在：

1 本发明提供了一种利用结晶技术进行纯化、浓缩提取硫酸新霉素的方法，该方法可提高提取收率6%以上。

2本发明用纳滤膜进行浓缩，进料温度较低，能源消耗小，不释放、散发刺激性气味，有利于岗位人员职业健康。

3本发明与现有的树脂提取方法比，不会粘结树脂，影响提取进程，同时节约了大量水资源，降低能耗。

具体实施方法

下面用实例予以说明本发明，应该理解的是，实例是用于说明本发明而不是对本发明的限制。本发明的范围与核心内容依据权利要求书加以确定。

下述实施例中的新霉素发酵液来源：依据以下工艺流程得到：

冷冻管斜面孢子种子液发酵液。

新霉素发酵液以新霉素链霉菌为发酵菌种按照常规工艺制备。

准备新霉素发酵液500L（效价30200u/ml）备用。

实施例1

取新霉素发酵液100L（发酵单位30200u/ml），温度在25℃左右,搅拌下,加入2.2kg草酸,调pH3.5,进微滤膜（孔径0.1um）过滤，进料温度30±2℃，透析比1:1.5，浓缩倍数1.8倍，得到滤液194.4L（效价15270u/ml）,收率98.29%。

将以上滤液，采用纳滤膜（孔径1nm）过滤，进料温度30±2℃，控制浓缩倍数8倍，得到浓缩液24.3L（效价121300u/ml）,收率99.29%。

将以上纳滤浓缩液，加入6.1L丙酮溶剂，搅拌混合,温度在25℃左右,搅拌下,滴加20%(W/W)氨水,调pH8.5,析出新霉素结晶,抽滤,得到6.48kg新霉素粗品(水份29.5,效价620u/mg),收率96.09%。

将以上粗品,加入14L纯化水,搅拌使其溶解,得到溶解液(效价203200u/ml),降温至0～5℃，搅拌下，缓慢加入0.7L硫酸（浓度15mol/L），控制pH6.5，在温度28±2℃下，按溶液体积加入5%（W/V）活性碳0.70kg，脱色1.5h，用液体过滤器过滤（滤径10um）过滤，得到精滤液13.9L（效价199800u/ml）,收率98.68%。

将以上精滤液，采用喷雾干燥烘干，进风温度140～170℃，出风温度65℃，得到硫酸新霉素4.72kg。提炼收率92.54%。

实施例2

取新霉素发酵液100L（发酵单位30200u/ml），温度在25℃左右,搅拌下,加入1.9kg草酸,调pH3.8,进微滤膜（孔径0.1um）过滤，进料温度30±2℃，透析比1:1.7，浓缩倍数1.9倍，得到滤液217.4L（效价13770u/ml）,收率99.12%。

将以上滤液，采用纳滤膜（孔径1nm）过滤，进料温度30±2℃，控制浓缩倍数9倍，得到浓缩液24.2L（效价122600u/ml）,收率99.11%。

将以上纳滤浓缩液，加入6.5L丙酮溶剂, 搅拌混合,温度在25℃左右,搅拌下,滴加20%(W/W)氨水,调pH8.7,析出新霉素结晶,抽滤,得到6.47kg新霉素粗品(水份28.8,效价620u/mg),收率96.26%。

将以上粗品,加入13.5L纯化水,搅拌使其溶解,得到溶解液(效价211500u/ml),降温至0～5℃，搅拌下，缓慢加入0.6L硫酸（浓度16mol/L），控制pH6.7，在温度28±2℃下，按溶液体积加入6%（W/V）活性碳0.84kg，脱色1.6h，用液体过滤器过滤（滤径10um）过滤，得到精滤液13.6L（效价208000u/ml）,收率99.05%。

将以上精滤液，采用喷雾干燥烘干，进风温度140～170℃，出风温度65℃，得到硫酸新霉素4.80kg。提炼收率93.66%。

实施例3

取新霉素发酵液100L（发酵单位30200u/ml），温度在25℃左右,搅拌下,加入1.7kg草酸,调pH3.9,进微滤膜（孔径0.1um）过滤，进料温度30±2℃，透析比1:1.8，浓缩倍数2.0倍，得到滤液230L（效价12960u/ml）,收率98.70%。

将以上滤液，采用纳滤膜（孔径1nm）过滤，进料温度30±2℃，控制浓缩倍数10倍，得到浓缩液23L（效价128800u/ml）,收率99.38%。

将以上纳滤浓缩液，加入6.7L丙酮溶剂, 搅拌混合,温度在25℃左右,搅拌下,滴加20%(W/W)氨水,调pH8.8,析出新霉素结晶,抽滤,得到6.38kg新霉素粗品(水份27.6,效价620u/mg),收率96.67%。

将以上粗品,加入13.4L纯化水,搅拌使其溶解,得到溶解液(效价213700u/ml),降温至0～5℃，搅拌下，缓慢加入0.5L硫酸（浓度17mol/L），控制pH6.9，在温度28±2℃下，按溶液体积加入7%（W/V）活性碳0.97kg，脱色1.7h，用液体过滤器过滤（滤径10um）过滤，得到精滤液13.5L（效价210800u/ml）,收率99.38%。

将以上精滤液，采用喷雾干燥烘干，进风温度140～170℃，出风温度65℃，得到硫酸新霉素4.83kg。提炼收率94.23%。

实施例4

取新霉素发酵液100L（发酵单位30200u/ml），温度在25℃左右,搅拌下,加入1.5kg草酸,调pH4.2,进微滤膜（孔径0.1um）过滤，进料温度30±2℃，透析比1:1.9，浓缩倍数2.1倍，得到滤液242L（效价12340u/ml）,收率98.88%。

将以上滤液，采用纳滤膜（孔径1nm）过滤，进料温度30±2℃，控制浓缩倍数9倍，得到浓缩液26.5L（效价111800u/ml）,收率99.21%。

将以上纳滤浓缩液，加入8.2L丙酮溶剂, 搅拌混合,温度在25℃左右,搅拌下,滴加20%(W/W)氨水,调PH8.9,析出新霉素结晶,抽滤,得到6.38kg新霉素粗品(水份27.9,效价620u/mg),收率96.32%。

将以上粗品,加入13.2L纯化水,搅拌使其溶解,得到溶解液(效价215500u/ml),降温至0～5℃，搅拌下，缓慢加入0.5L硫酸（浓度18mol/L），控制pH6.8，在温度28±2℃下，按溶液体积加入8%（W/V）活性碳1.1kg，脱色1.9h，用液体过滤器过滤（滤径10um）过滤，得到精滤液13.3L（效价212300u/ml）,收率99.26%。

将以上精滤液，采用喷雾干燥烘干，进风温度140～170℃，出风温度65℃，得到硫酸新霉素4.54kg。提炼收率93.79%。

实施例5

取新霉素发酵液100L（发酵单位30200u/ml），温度在25℃左右,搅拌下,加入1.4kg草酸,调pH4.5,进微滤膜（孔径0.1um）过滤，进料温度30±2℃，透析比1:2.0，浓缩倍数2.2倍，得到滤液255L（效价11680u/ml）,收率98.62%。

将以上滤液，采用纳滤膜（孔径1nm）过滤，进料温度30±2℃，控制浓缩倍数9倍，得到浓缩液28L（效价106000u/ml）,收率99.65%。

将以上纳滤浓缩液，加入9.2L丙酮溶剂, 搅拌混合,温度在25℃左右,搅拌下,滴加20%(W/W)氨水,调pH8.9,析出新霉素结晶,抽滤,得到6.32kg新霉素粗品(水份26.9,效价620u/mg),收率96.51%。

将以上粗品,加入13.5L纯化水,搅拌使其溶解,得到溶解液(效价213000u/ml),降温至0～5℃，搅拌下，缓慢加入0.4L硫酸（浓度16.5mol/L），控制PH7.0，在温度28±2℃下，按溶液体积加入6.5%（W/V）活性碳0.90kg，脱色2.0h，用液体过滤器过滤（滤径10um）过滤，得到精滤液13.6L（效价210800u/ml）,收率99.52%。

将以上精滤液，采用喷雾干燥烘干，进风温度140～170℃，出风温度65℃，得到硫酸新霉素4.84kg。提炼收率94.39%。

Claims (10)

1.一种硫酸新霉素的提取方法，其特征在于其工艺步骤包括：将新霉素发酵液经预处理,微滤膜过滤,纳滤膜浓缩，丙酮溶媒中结晶，抽滤得到新霉素粗品，然后将该新霉素粗品用水溶解，硫酸成盐，再经活性碳脱色，精过滤，喷雾干燥得到硫酸新霉素成品。

2.按照权利要求1所述的硫酸新霉素的提取方法，其特征在于所述预处理过程为：将新霉素发酵液用草酸酸化至pH3.5～4.5。

3.按照权利要求1所述的硫酸新霉素的提取方法，其特征在于所述微滤膜过滤是指采用孔径为0.1um的微滤膜过滤，控制进料温度30±2℃，透析比1:1.5～2.0，浓缩倍数1.8～2.2倍。

4.按照权利要求1所述的硫酸新霉素的提取方法，其特征在于所述纳滤膜浓缩是指采用孔径为1nm的纳滤膜浓缩过滤，控制进料温度30±2℃，浓缩倍数8～10倍。

5.按照权利要求1所述的硫酸新霉素的提取方法，其特征在于所述丙酮溶媒中结晶是指：在前述过程所得的纳滤液中加入丙酮溶剂,在pH8.5～9.0下析出新霉素结晶,抽滤,得到新霉素粗品。

6.按照权利要求1或5所述的硫酸新霉素的提取方法，其特征在于所述丙酮加入量为纳滤液体积的1/3～1/4。

7.按照权利要求5所述的硫酸新霉素的提取方法，其特征在于所述结晶过程中采用质量浓度为20%的氨水调节pH。

8.按照权利要求1所述的硫酸新霉素的提取方法，其特征在于所述硫酸成盐是指：将新霉素粗品溶于水，浓度控制在200000～220000u/ml,降温至0～5℃，搅拌下缓慢加入浓度为16～18mol/L硫酸，形成硫酸新霉素溶液，控制pH6.5～7.0。

9.按照权利要求1所述的硫酸新霉素的提取方法，其特征在于所述活性碳脱色，精过滤是指将成盐溶液，在温度28±2℃下，按溶液体积的5～8%加入活性碳，脱色1.5～2.0h，用滤径为10um的液体过滤器过滤。

10.按照权利要求1所述的硫酸新霉素的提取方法，其特征在于所述喷雾干燥控制参数为：进风温度140～170℃，出风温度65℃。