CN107936136A - 一种高回收率的右旋糖酐分离提纯方法 - Google Patents

一种高回收率的右旋糖酐分离提纯方法 Download PDF

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李焕霞
赵杰
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Abstract

本发明公开了一种高回收率的右旋糖酐分离提纯工艺，包括如下步骤：步骤1、预处理：发酵液经粗过滤去除大颗粒杂质；步骤2、一级超滤：超滤过程中加纯水透析，得到透液和截留液，透液和截留液分别进入不同的工序；步骤3、二级超滤：一级超滤透液进入过滤精度更高的二级超滤去除果糖，得到的截留液进入分子量降解处理，之后加碱中和、降温，得右旋糖酐水解液；步骤4、三级超滤：冷却之后的水解液采用三级超滤去除离子，得到的截留液进入活性炭脱色，之后干燥得成品。步骤5、回收一级超滤截留液：截留液进行分子量降级，之后依次进入步序1、2、3、4。该工艺是回收利用了一级超滤系统的截留液，有效提高了右旋糖酐的回收率。

Description

一种高回收率的右旋糖酐分离提纯方法
技术领域
本发明涉及右旋糖酐分离提纯方法技术领域，具体为一种高回收率的右旋糖酐分离提纯方法。
背景技术
右旋糖酐(Dextran)是采用肠粘膜明串珠菌为菌种，以蔗糖为底物，通过酶的催化作用使蔗糖分解，同时葡萄糖被聚合生成右旋糖酐(葡聚糖)。发酵液中生成的高分子葡聚糖经过醇沉提取后，再经过分子量降解处理，得到几千到十几万的不同聚合度的右旋糖酐多聚糖分子。《中国药典》中收列有右旋糖酐70、右旋糖酐40、右旋糖酐20等几个规格的品种，分子量分别为70000、40000、20000Da左右。
超滤具有高效率、低能耗、无污染、操作简单等特点，已逐渐被采用在医药工业生产中。在右旋糖酐生产过程中，采用新的膜分离工艺代替传统的醇沉工艺有许多优点：节约乙醇用量，可回收副产物果糖，减少环境污染，生产过程可以实现管道化，减轻劳动强度。目前在国内右旋糖酐厂家中膜分离技术已经作为先进的分离工艺被采用。
专利CN01132045.1和专利CN201210557652.6都介绍了采用膜分离技术来分离提纯右旋糖酐的工艺方法，均采用多级膜分离的方式，在实际生产中，在传统以蔗糖为主的右旋糖酐发酵法中，由于发酵液的糖度和粘度较高，一级膜过滤过程需要加入大量的透析水透出右旋糖酐，即使这样，一级膜过滤有较高浓度的右旋糖酐截留液，这部分截留液的中右旋糖酐的分子量较大，粘度高，膜透过性差，糖含量占整体发酵液总含糖量的1/3以上。而在专利CN01132045.1和专利CN201210557652.6均未提及这部分发酵液的分离回收利用。一级膜过滤的截留液分子量大，经过分子量降级处理即加酸加热水解处理得到较低分子量的水解液，之后加碱中和，降温处理后重新进入一级膜处理工艺，能有效提高系统右旋糖酐的收率，由于这部分右旋糖酐的分子量较高，因此可以制备右旋糖酐70等分子量更高的产品，具有较好的经济效益。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高回收率的右旋糖酐分离提纯方法，解决了背景技术中提出的困难问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高回收率的右旋糖酐分离提纯工艺，包括如下步骤：步骤1、预处理：右旋糖酐发酵液经过板框过滤和滤布滤袋粗过滤去除大颗粒杂质，如菌体和未反应完成的蛋白胨等；步骤2、一级超滤膜过滤：采用超滤膜分离，过滤过程中加入纯水透析，得到透液和截留液，一级超滤系统的透液和截留液分别进入不同的工序；步骤3、二级超滤膜过滤：一级超滤透液直接进入过滤精度更高的二级超滤系统去除果糖，截留液进入分子量降解处理，加酸加热水解，得到一定分子量的右旋糖酐水解液，之后加碱中和，中和之后的水解液冷却降温；步骤4、三级超滤膜过滤：冷却之后的水解液采用三级超滤系统去除离子，控制发酵液的电导为1000us/cm以下，三级超滤膜的截留液进入后续活性炭脱色，之后干燥得到粉末成品；步骤5、一级超滤截留液水解：一级超滤膜的截留液加酸加热水解，之后加碱中和，降温，水解液依次进入步骤1、步骤2、步骤3、步骤4。
作为本发明的进一步优选方案，板框过滤的精度和滤布滤袋的过滤精度为2μm-10μm。
作为本发明的进一步优选方案，一级超滤系统的膜的截留分子量为120000-180000Da，一级超滤膜形式为管式或中空纤维，一级超滤膜的材料为聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚砜或聚醚砜等。
作为本发明的进一步优选方案，二级超滤膜的截留分子量为1000-10000Da，二级超滤膜形式为卷式或中空纤维，二级超滤膜的材料为聚砜或聚醚砜。
作为本发明的进一步优选方案，二级超滤系统的截留液进入分子量降级处理，即加酸加热水解阶段，水解得到含有一定分子量的右旋糖酐水解液，之后加碱中和并冷却至40℃以下。
作为本发明的进一步优选方案，冷却至40℃以下的右旋糖酐水解液经过三级超滤系统。
作为本发明的进一步优选方案，三级超滤系统的截留分子量的1000-10000da，三级超滤膜的形式为卷式或中空纤维，二级超滤膜的材料为聚砜或聚醚砜。
有益效果
本发明提供了一种高回收率的右旋糖酐分离提纯方法。具备以下有益效果：
该高回收率的右旋糖酐分离提纯方法，将一级超滤过滤的透液和截留液分别利用，有效提高了右旋糖酐的收率，带来较大的经济效益，便于广泛推广普及使用。
附图说明
图1为本发明专利的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
本文使用的近似语在整个说明书和权利要求书中可用于修饰任何数量表述，其可在不导致其相关的基本功能发生变化的条件下准许进行改变。因此，由诸如“约”的术语修饰的值并不局限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语可与用于测量该值的仪器的精度相对应。除非上下文或语句中另有指出，否则范围界限可以进行组合和/或互换，并且这种范围被确定为且包括本文中所包括的所有子范围。除了在操作实施例中或其他地方中指明之外，说明书和权利要求书中所使用的所有表示成分的量、反应条件等等的数字或表达在所有情况下都应被理解为受到词语“约”的修饰。
以下实施例中的右旋糖酐发酵液取自某右旋糖酐的生产车间，该车间以蔗糖为主要的发酵原料，发酵液糖度为10-12Bx。
实施例1
取高温灭菌后发酵液300kg，糖度为10.5Bx，采用5μm板框和滤布滤袋过滤，过滤之后的发酵液不同截留分子量为150000Da的一级超滤系统，加入100kg纯水透析，得到透液和截留液。其中透液340kg，浓液60kg。透液经过截留分子量为5000Da的二级超滤系统，去除果糖，二级超滤截留液进入分子量降级，加酸加热水解，在80℃下水解4h，之后加碱中和至pH为4，采用循环水降温至40℃，之后截留分子量为5000Da的三级超滤系统，不断加水透析，得到电导为1000us/cm的截留液，之后进入活性炭脱色，采用板框去除活性炭之后进入干燥工段。得到粉末成4.1kg右旋糖酐。一级超滤系统的截留液80kg加酸加热水解，在100℃下水解8h，之后依次进入一级超滤系统+二级超滤+分子量降级+三级超滤+活性炭脱色+干燥，得到右旋糖酐粉末成品1.5kg粉末成品。
实施例2
取高温灭菌后发酵液300kg，糖度为10.5Bx，采用5μm板框和滤布滤袋过滤，过滤之后的发酵液进入截留分子量为100000Da的一级超滤系统，加入100kg纯水透析，得到透液和截留液。其中透液320kg，浓液80kg。透液经过截留分子量为5000Da的二级超滤系统，去除果糖，二级超滤截留液进入分子量降级，加酸加热水解，在80℃下水解4h，之后加碱中和至pH为4，采用循环水降温至40℃，之后截留分子量为5000Da的三级超滤系统，不断加水透析，得到电导为1000us/cm的截留液，之后进入活性炭脱色，采用板框去除活性炭之后进入干燥工段。得到粉末成3.8kg右旋糖酐。一级超滤系统的截留液80kg加酸加热水解，在100℃下水解8h，之后依次进入一级超滤系统+二级超滤+分子量降级+三级超滤+活性炭脱色+干燥，得到右旋糖酐粉末成品1.9kg粉末成品。
实施例3
取高温灭菌后发酵液300kg，糖度为10.5Bx，采用5μm板框和滤布滤袋过滤，过滤之后的发酵液不同截留分子量为100000Da的一级超滤系统，加入100kg纯水透析，得到透液和截留液。其中透液320kg，浓液80kg。透液经过截留分子量为1000Da的二级超滤系统，去除果糖，二级超滤截留液进入分子量降级，加酸加热水解，在80℃下水解4h，之后加碱中和至pH为4，采用循环水降温至40℃，之后截留分子量1000Da的三级超滤系统，不断加水透析，得到电导为1000us/cm的截留液，之后进入活性炭脱色，采用板框去除活性炭之后进入干燥工段。得到粉末成4.1kg右旋糖酐。一级超滤系统的截留液80kg加酸加热水解，在80℃下水解8h，之后依次进入一级超滤系统+二级超滤+分子量降级+三级超滤+活性炭脱色+干燥，得到右旋糖酐粉末成品1.5kg粉末成品。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种高回收率的右旋糖酐分离提纯工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、预处理：右旋糖酐发酵液经过板框过滤和滤布滤袋粗过滤去除大颗粒杂质，如菌体和未反应完成的蛋白胨等；步骤2、一级超滤膜过滤：采用超滤膜分离，过滤过程中加入纯水透析，得到透液和截留液，一级超滤系统的透液和截留液分别进入不同的工序；步骤3、二级超滤膜过滤：一级超滤透液直接进入过滤精度更高的二级超滤系统去除果糖，截留液进入分子量降解处理，加酸加热水解，得到一定分子量的右旋糖酐水解液，之后加碱中和，中和之后的水解液冷却降温；步骤4、三级超滤膜过滤：冷却之后的水解液采用三级超滤系统去除离子，控制发酵液的电导为1000us/cm以下，三级超滤膜的截留液进入后续活性炭脱色，之后干燥得到粉末成品；步骤5、一级超滤截留液水解：一级超滤膜的截留液加酸加热水解，之后加碱中和，降温，水解液依次进入步骤1、步骤2、步骤3、步骤4。
2.根据权利要求1所述的高回收率的右旋糖酐分离提纯方法，其特征在于：板框过滤的精度和滤布滤袋的过滤精度为2μm-10μm。
3.根据权利要求1所述的高回收率的右旋糖酐分离提纯方法，其特征在于：一级超滤系统的膜的截留分子量为120000-180000Da，一级超滤膜形式为管式或中空纤维，一级超滤膜的材料为聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚砜或聚醚砜等。
4.根据权利要求1所述的高回收率的右旋糖酐分离提纯方法，其特征在于：二级超滤膜的截留分子量为1000-10000Da，二级超滤膜形式为卷式或中空纤维，二级超滤膜的材料为聚砜或聚醚砜。
5.根据权利要求1所述的高回收率的右旋糖酐分离提纯方法，其特征在于：二级超滤系统的截留液进入分子量降级处理，即加酸加热水解阶段，水解得到含有一定分子量的右旋糖酐水解液，之后加碱中和并冷却至40℃以下。
6.根据权利要求1所述的高回收率的右旋糖酐分离提纯方法，其特征在于：冷却至40℃以下的右旋糖酐水解液经过三级超滤系统。
7.根据权利要求1所述的高回收率的右旋糖酐分离提纯方法，其特征在于：三级超滤系统的截留分子量的1000-10000da，三级超滤膜的形式为卷式或中空纤维，二级超滤膜的材料为聚砜或聚醚砜。
8.根据权利要求1所述的高回收率的右旋糖酐分离提纯方法，其特征在于一级超滤的截留液进入分子量降级，加酸加热水解，水解之后加碱中和，之后冷却降温。
9.根据权利要求8所述的高回收率的右旋糖酐分离提纯方法，加入的酸为盐酸、硫酸，优选盐酸，加酸量根据截留液的分子量确定，水解温度为80-100℃，加碱中和，优选氢氧化钠，调节水解液pH至3-5。
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