CN108164576B - 一种阿维菌素的提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种阿维菌素的提取方法，其工艺步骤为：将阿维菌素发酵液用板框过滤，所得菌丝体滤渣粉碎，然后采用动态超声提取法进行提取，所得提取液蒸干溶剂后用醋酸仲丁酯溶解，热水洗涤，静置分层，醋酸仲丁酯相浓缩得到膏状物，将该膏状物用双水相萃取法进行萃取，最后采用梯度降温进行结晶即可。本发明采取动态超声提取法进行阿维菌素的提取，同原工艺中相比，工艺简化，操作简单，降低了溶媒消耗，节省成本，同时可以提高提取效率，提升了产品总收率，且较原工艺得到的产品纯度高。
Description
技术领域
本发明属于抗生素提炼技术领域，特别涉及一种阿维菌素的提取方法。
背景技术
阿维菌素是一种被广泛使用的农用或兽用杀菌、杀虫、杀螨剂，也称阿灭丁。传统的阿维菌素提取工艺是将发酵液经过板框过滤，滤渣粉碎后用乙醇进行两次提取，提取液蒸干溶剂后用醋酸丁酯溶解、水洗后再进行浓缩得到膏状物，膏状物用乙醇溶解，进行两次结晶后离心干燥得到产品。该工艺步骤繁琐，溶剂消耗大，产品损失率高、纯度低。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种简化工艺，操作简单，减少溶剂消耗，且能提高产品收率和纯度的阿维菌素的提取方法。
为实现上述发明目的所采取的技术方案为：
一种阿维菌素的提取方法，其特征在于其工艺步骤为：将阿维菌素发酵液用板框过滤，所得菌丝体滤渣粉碎，然后采用动态超声提取法进行提取，所得提取液蒸干溶剂后用醋酸仲丁酯溶解，热水洗涤，静置分层，醋酸仲丁酯相浓缩得到膏状物，将该膏状物用双水相萃取法进行萃取，最后采用梯度降温进行结晶即可。
所述动态超声提取法的工艺参数为：提取时间为30～60min，提取频率为3～5kHz，提取温度为60～90℃，提取溶媒为乙醇，用量为菌丝体重量的2～4倍。
所述醋酸仲丁酯用量为菌丝体重量的0.5～1倍。
所述醋酸仲丁酯相浓缩是指将醋酸仲丁酯相中溶剂蒸干后得到膏状物。
所述双水相萃取法采用的双水相为乙醇/正丙醇/磷酸氢二钾形成的二元双水相体系，其中乙醇与正丙醇体积比为1～2：1，磷酸氢二钾浓度为30～40%w/v，pH值为8.0～10.0，萃取温度为50～60℃。
所述梯度降温过程为：先以5～8℃/h的速率降温至40～45℃，搅拌0.5～1h，再以3～5℃/h的速率降温至20～30℃，搅拌0.5～1h，使阿维菌素充分结晶。
本发明所用到溶媒醋酸仲丁酯与原工艺中的醋酸丁酯相比，具有价格便宜、溶解性能强、挥发慢、毒性小等优点；相比单溶剂萃取，双水相萃取成相好，速度快，不存在乳化现象，大量杂质可被除去，而且小分子醇价格低廉，降低成本；后续可通过蒸馏法进行回收，循环利用，降低能耗。
综上所述，本发明采取动态超声提取法进行阿维菌素的提取，同原工艺中相比，工艺简化，操作简单，降低了溶媒消耗，节省成本，同时可以提高提取效率，提升了产品总收率，且较原工艺得到的产品纯度高。
具体实施方式
本发明提供一种阿维菌素的提取工艺。该工艺具体方法是将发酵液经板框过滤后得到的滤渣粉碎后，采用动态超声提取法进行提取，提取液蒸干溶剂后用醋酸仲丁酯溶解，热水洗、浓缩得到膏状物，膏状物用双水相萃取法进行萃取，最后采用梯度降温结晶。下面用实例，对本技术方案进行具体的描述，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。
实施例1
提取：取阿维菌素发酵液50m3，效价为6897U/ml，总亿为344.9kg。采用板框过滤方式过滤阿维菌素发酵液，所得菌丝体滤渣粉碎，再采用动态超声提取法进行提取，超声提取时间为40min，提取频率为3kHz，提取温度为75℃，提取溶媒为乙醇，用量为菌丝体重量的2.6倍。
水洗：将提取液中的乙醇蒸干后，用醋酸仲丁酯溶解，热水洗，静置分层，醋酸仲丁酯相蒸干溶剂后，得到膏状物。醋酸仲丁酯用量为菌丝体重量的0.7倍。
萃取：膏状物用双水相萃取法进行萃取，使阿维菌素分配到上相（二元醇相）。双水相为乙醇/正丙醇/磷酸氢二钾形成的二元双水相体系，乙醇与正丙醇体积比为1：1，磷酸氢二钾浓度为35%w/v，萃取pH值为8.6，萃取温度为55℃，下相（富盐相）效价为387U/ml。
结晶：将二元醇相采用梯度降温，先以6℃/h的速率降温至43℃，搅拌0.5h，再以5℃/h的速率降温至25℃，搅拌0.5h，使阿维菌素充分结晶。产品收率为97.1%，B1a含量为95.3%。
实施例2
提取：取阿维菌素发酵液50m3，效价为6932U/ml，总亿为346.6kg。采用板框过滤方式过滤阿维菌素发酵液，所得菌丝体滤渣粉碎，再采用动态超声提取法进行提取，超声提取时间为45min，提取频率为4kHz，提取温度为75℃，提取溶媒为乙醇，用量为菌丝体重量的3倍。
水洗：将提取液中的乙醇蒸干后，用醋酸仲丁酯溶解，热水洗，静置分层，醋酸仲丁酯相蒸干溶剂后，得到膏状物。醋酸仲丁酯用量为菌丝体重量的0.8倍。
萃取：膏状物用双水相萃取法进行萃取，使阿维菌素分配到上相（二元醇相）。双水相为乙醇/正丙醇/磷酸氢二钾形成的二元双水相体系，乙醇与正丙醇体积比为1.5：1，磷酸氢二钾浓度为35%w/v，萃取pH值为8.5，萃取温度为60℃，下相（富盐相）效价为288U/ml。
结晶：将二元醇相采用梯度降温，先以8℃/h的速率降温至44℃，搅拌0.5h，再以4℃/h的速率降温至20℃，搅拌1h，使阿维菌素充分结晶。产品收率为97.6%，B1a含量为96.9%。
实施例3
提取：取阿维菌素发酵液50m3，效价为6996U/ml，总亿为349.8kg。采用板框过滤方式过滤阿维菌素发酵液，所得菌丝体滤渣粉碎，再采用动态超声提取法进行提取，超声提取时间为50min，提取频率为5kHz，提取温度为80℃，提取溶媒为乙醇，用量为菌丝体重量的3.5倍。
水洗：将提取液中的乙醇蒸干后，用醋酸仲丁酯溶解，热水洗，静置分层，醋酸仲丁酯相蒸干溶剂后，得到膏状物。醋酸仲丁酯用量为菌丝体重量的1倍。
萃取：膏状物用双水相萃取法进行萃取，使阿维菌素分配到上相（二元醇相）。双水相为乙醇/正丙醇/磷酸氢二钾形成的二元双水相体系，乙醇与正丙醇体积比为1：1，磷酸氢二钾浓度为30%w/v，萃取pH值为8.0，萃取温度为55℃，下相（富盐相）效价为303U/ml。
结晶：将二元醇相采用梯度降温，先以7℃/h的速率降温至41℃，搅拌1h，再以5℃/h的速率降温至28℃，搅拌0.5h，使阿维菌素充分结晶。产品收率为97.5%，B1a含量为97.2%。
实施例4
提取：取阿维菌素发酵液50m3，效价为7007U/ml，总亿为350.4kg。采用板框过滤方式过滤阿维菌素发酵液，滤渣粉碎，再采用动态超声提取法进行提取，超声提取时间为55min，提取频率为4kHz，提取温度为85℃，提取溶媒为乙醇，用量为菌丝体重量的3.8倍。
水洗：将提取液中的乙醇蒸干后，用醋酸仲丁酯溶解，热水洗，静置分层，醋酸仲丁酯相蒸干溶剂后，得到膏状物。醋酸仲丁酯用量为菌丝体重量的0.9倍。
萃取：膏状物用双水相萃取法进行萃取，使阿维菌素分配到上相（二元醇相）。双水相为乙醇/正丙醇/磷酸氢二钾形成的二元双水相体系，乙醇与正丙醇体积比为1：1，磷酸氢二钾浓度为35%w/v，萃取pH值为8.2，萃取温度为56℃，下相（富盐相）效价为283U/ml。
结晶：将二元醇相采用梯度降温，先以8℃/h的速率降温至40℃，搅拌0.5h，再以5℃/h的速率降温至25℃，搅拌0.5h，使阿维菌素充分结晶。产品收率为96.7%，B1a含量为98.4%。
实施例5
提取：取阿维菌素发酵液50m3，效价为7154U/ml，总亿为357kg。采用板框过滤方式过滤阿维菌素发酵液，滤渣粉碎，再采用动态超声提取法进行提取，超声提取时间为60min，提取频率为5kHz，提取温度为90℃，提取溶媒为乙醇，用量为菌丝体重量的4倍。
水洗：将提取液中的乙醇蒸干后，用醋酸仲丁酯溶解，热水洗，静置分层，醋酸仲丁酯相蒸干溶剂后，得到膏状物。醋酸仲丁酯用量为菌丝体重量的1倍。
萃取：膏状物用双水相萃取法进行萃取，使阿维菌素分配到上相（二元醇相）。双水相为乙醇/正丙醇/磷酸氢二钾形成的二元双水相体系，乙醇与正丙醇体积比为1.5：1，磷酸氢二钾浓度为40%w/v，萃取pH值为8.8，萃取温度为60℃，下相（富盐相）效价为252U/ml。
结晶：将二元醇相采用梯度降温，先以8℃/h的速率降温至44℃，搅拌0.5h，再以4℃/h的速率降温至25℃，搅拌0.5h，使阿维菌素充分结晶。产品收率为98.0%，B1a含量为97.0%。
对比实施例1
过滤：取阿维菌素发酵液50m3，效价为6933U/ml，总亿为346.7kg。发酵液升温至85℃，加入0.8%w/v的珍珠岩，板框过滤，得到菌丝体，废液效价为65U/ml。
提取：菌丝体粉碎后用乙醇进行两次提取。一次提取乙醇加量为菌丝体重量的15倍，提取温度为70℃，搅拌1h后压滤 ；二次提取乙醇加量为菌丝体重量的15倍，提取温度为80℃，搅拌1h后压滤。合并两次提取液，复滤，滤液效价为4924U/ml。
浓缩：提取液进行减压浓缩，蒸汽压力为0.153Mpa，真空度为-0.075Mpa；一次温度为63℃，二次温度为50℃，三次温度为64℃，得到浓缩液，乙醇冷凝液纯度为96%，收入乙醇合格罐。
水洗：浓缩液加入醋酸丁酯，加量为菌丝体重量的1.1倍，每罐加入1500L的纯化水，控制水洗温度为78℃，搅拌40min后静置2h，分相，弃去水相。醋酸丁酯相蒸发回收醋酸丁酯得到浓缩液。
结晶：浓缩液用乙醇溶解，进行两次结晶。
① 一次结晶温度为60℃，保温1.5h后，以5℃/h的降温速率降温至50℃，再以2℃/h的降温速率降温至30℃，维持2h后进行离心得到一次晶。
② 加入一次晶重量11BV（kg：L）的乙醇溶解一次晶，加入5%（m：m）的活性炭，二次结晶温度为80℃，保温2h后，以5℃/h的降温速率降温至50℃，再以3℃/h的降温速率降温至30℃，维持2h后进行离心得到二次晶。二次晶体为白色晶体，无黑点杂质。
烘包：控制进风温度为125℃，出风温度为85℃，烘干时间为85min，得到干品B1a含量为93.5%。
对比实施例2
过滤：取阿维菌素发酵液50m3，效价为6895U/ml，总亿为344.8kg。发酵液升温至90℃，加入0.65%w/v的珍珠岩，板框过滤，得到菌丝体，废液效价为94U/ml。
提取：菌丝体粉碎后用乙醇进行两次提取。一次提取乙醇加量为菌丝体重量的14倍，提取温度为75℃，搅拌1h后压滤；二次提取乙醇加量为菌丝体重量的16倍，提取温度为75℃，搅拌1.5h后压滤。合并两次提取液，复滤，滤液效价为4833U/ml。
浓缩：提取液进行减压浓缩，蒸汽压力为0.155Mpa，真空度为-0.080Mpa；一次温度为62℃，二次温度为55℃，三次温度为65℃，得到浓缩液，乙醇冷凝液纯度为97%，收入乙醇合格罐。
水洗：浓缩液加入醋酸丁酯，加量为菌丝体重量的1.2倍，每罐加入1500L的纯化水，控制水洗温度为80℃，搅拌30min后静置1.5h，分相，弃去水相。醋酸丁酯相蒸发回收醋酸丁酯得到浓缩液。
结晶：浓缩液用乙醇溶解，进行两次结晶。
① 一次结晶温度为65℃，保温1h后，以4℃/h的降温速率降温至50℃，再以3℃/h的降温速率降温至25℃，维持2h后进行离心得到一次晶。
② 加入一次晶重量12BV（kg：L）的乙醇溶解一次晶，加入5%（m：m）的活性炭，二次结晶温度为85℃，保温2h后，以4℃/h的降温速率降温至55℃，再以3℃/h的降温速率降温至25℃，维持2h后进行离心得到二次晶。二次晶体为白色晶体，无黑点杂质。
烘包：控制进风温度为130℃，出风温度为90℃，烘干时间为90min，得到干品B1a含量为94.1%。
Claims (4)
1.一种阿维菌素的提取方法，其特征在于其工艺步骤为：将阿维菌素发酵液用板框过滤，所得菌丝体滤渣粉碎，然后采用动态超声提取法进行提取，所得提取液蒸干溶剂后用醋酸仲丁酯溶解，热水洗涤，静置分层，醋酸仲丁酯相浓缩得到膏状物，将该膏状物用双水相萃取法进行萃取，最后采用梯度降温进行结晶即可；
所述双水相萃取法采用的双水相为乙醇/正丙醇/磷酸氢二钾形成的二元双水相体系，其中乙醇与正丙醇体积比为1～2：1，磷酸氢二钾浓度为30～40%w/v，pH值为8.0～10.0，萃取温度为50～60℃；
所述梯度降温过程为：先以5～8℃/h的速率降温至40～45℃，搅拌0.5～1h，再以3～5℃/h的速率降温至20～30℃，搅拌0.5～1h，使阿维菌素充分结晶。
2.按照权利要求1所述的阿维菌素的提取方法，其特征在于所述动态超声提取法的工艺参数为：提取时间为30～60min，提取频率为3～5kHz，提取温度为60～90℃，提取溶媒为乙醇，用量为菌丝体重量的2～4倍。
3.按照权利要求1所述的阿维菌素的提取方法，其特征在于所述醋酸仲丁酯用量为菌丝体重量的0.5～1倍。
4.按照权利要求1所述的阿维菌素的提取方法，其特征在于所述醋酸仲丁酯相浓缩是指将醋酸仲丁酯相中溶剂蒸干后得到膏状物。
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