CN115772549A - 一种从发酵液中提取含痕量烟酸的烟酰胺制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从发酵液中提取含痕量烟酸的烟酰胺制备方法,其包括将烟酰胺发酵液经高温处理后再对其依次进行膜分离、活性炭吸附、电渗析、生物酶处理、喷雾干燥,获得含有痕量烟酸的烟酰胺。本发明通过将基础工艺与生物学手段相结合,提供了一种整体工艺操作简单,条件温和的烟酰胺制备方法,其能够有效地解决现有烟酰胺生产方式中存在烟酸残留的问题,改善并进一步提高了烟酰胺的产品品质,为其在日化品领域的深度应用与推广创造了有利条件。
Description
技术领域
本发明涉及化学药品纯化技术领域,具体而言,涉及一种从发酵液中提取含痕量烟酸的烟酰胺制备方法。
背景技术
烟酰胺又名吡啶-3-甲酰胺,是B族维生素,在自然界中分布广泛,也是生物脱氢辅酶的重要组成部分,参与了机体的多种生命代谢反应。据研究表明,烟酰胺具有促进皮肤血液循环,抗衰老,改善皮肤暗淡等功能,对皮肤具有良好的美白和保湿作用,在日化品领域有较高的应用价值。
目前烟酰胺的生产方法较多样化,在化学合成领域主要以二氧化锰等催化剂在碱性条件下对3-氰基吡啶进行催化反应,生物合成领域则是通过腈水合酶使3-氰基吡啶发生高效的水合反应来大量生产烟酰胺。虽然烟酰胺的现有制备方法多样且日益成熟,却都存在反应液中烟酸残留含量较高的问题。烟酸的存在会致使部分使用人群的皮肤出现一定程度的过敏反应,极大限制了其在化妆品领域的推广与应用,因此对烟酸含量的控制显得极为重要。
烟酰胺的传统生产工艺需要在碱性环境下对3-氰基吡啶进行高温催化水解,若完全以水为溶剂则会导致烟酰胺在碱性条件下自发水解产生大量的烟酸副产物。
因此在现有技术中,大多通过控制反应体系中醇与水的混合比例,控制副反应烟酸的生成量。例如公开号为CN101851194A的发明公开了一种烟酰胺的制备方法:(1)将3-氰基吡啶溶于醇中;(2)依次加入水和催化剂80-100℃进行水解反应;(3)反应液蒸干后60-80℃真空干燥成品;(4)3-氰基吡啶转化率100%,成品中烟酸质量百分比含量为0.3%-0.6%。该技术虽然一定程度上解决了3-氰基吡啶转化率与烟酸含量之间的平衡,使3-氰基吡啶接近完全转化,但是由于反应体系中有水的存在,仍无法避免烟酰胺的自发水解反应生成较高含量的烟酸。此外,针对高纯度烟酰胺产品的提纯,重结晶也是一种烟酸含量控制的基础工艺。公开号为CN106045904A的发明公开了一种低含量烟酸的烟酰胺重结晶制备工艺:(1)水解液活性炭吸附脱色后依次经蒸发浓缩和降温结晶得到一次结晶的初产品;(2)初产品与乙醇、乙酸乙酯按质量比1:1-3:1混合反应,加热至完全溶解后,降温析晶分离得到烟酰胺粗产品;(3)粗产品加水复溶后喷雾干燥,获得烟酸含量为0.02%-0.07%的烟酰胺成品。该发明通过结晶与重结晶的方式,将烟酰胺中烟酸含量大幅度降低至200-700ppm,但是重结晶工序繁琐,生产效率低,无法完全去除烟酰胺中的残余烟酸,过程中有机试剂的使用与回收也容易导致一系列的环境污染问题。
鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从发酵液中提取含痕量烟酸的烟酰胺制备方法,通过将基础工艺与生物学手段相结合,解决了现有的烟酰胺制备工艺中烟酸的残留问题,极大地提高了烟酰胺的产品品质。
本发明是这样实现的:
本发明提供了一种从发酵液中提取含痕量烟酸的烟酰胺制备方法,其包括将烟酰胺发酵液经高温蛋白变性处理后再对其依次进行膜分离、物理吸附、电渗析、生物酶处理,获得含有痕量烟酸的烟酰胺。
本发明是在专利CN114686538A的基础上做的进一步研究,上述烟酰胺发酵液为高烟酸含量的烟酰胺溶液通过NIC-1、NIC-2、NIC-3、NIC-4和NIC-5中的任意一种或者多种菌种生物转化后的发酵液。
具体地,上述烟酰胺发酵液的制备方法:取10L前端工艺控制下得到的高烟酸含量的烟酰胺,加入2.0%wt的氨水,再接种入OD600为0.7的菌种NIC-1、NIC-2、NIC-3、NIC-4和NIC-5中的任意一种或者多种。接种完毕后,加入盐酸溶液调节pH至7.0,在温度为25℃、摇床为320rpm的条件下培养,即可获得上述烟酰胺发酵液。该发酵液中烟酰胺浓度为200-300g/L,烟酸含量10-20ppm。
在一些实施例中,上述制备方法还包括在进行高温处理前,将烟酰胺发酵液的酸碱度调节为pH=5.0-8.0。
在一些实施例中,调节酸碱度采用的酸性溶液包括盐酸、硫酸、磷酸。
在一些实施例中,调节酸碱度采用的酸性溶液包括氨水。
在一些实施例中,高温处理为将烟酰胺发酵液加热至70-80℃。
在一些实施例中,膜分离中采用的膜为固体膜。本发明对固体膜的种类不做限定,只要能将菌体及变性蛋白等不溶性杂质分离的膜材料均可,较为优选的,该固体膜为陶瓷膜。
在一些实施例中,固体膜的孔径为80-120nm。
在本发明中,将烟酰胺发酵液经过高温处理后,使其中的蛋白充分变性,便于后续陶瓷膜过滤除去菌体及变性蛋白等不溶性杂质。
在一些实施例中,物理吸附包括活性炭吸附、硅胶吸附、分子筛吸附和沸石吸附,其他能脱色并吸附蛋白的物理吸附方式也可采用。
在一些实施例中,活性炭吸附包括向经过膜分离后获得的清液中加入活性炭,吸附杂质后脱碳过滤,获得过滤清液。
在一些实施例中,清液与活性炭的体积比为1:5-50。
在一些实施例中,清液与活性炭的吸附反应时间为1-5h。
在本发明中,利用活性炭发达的微孔结构与极强的吸附特性,能够去除催化过程中产生的生物色素与异味。
在一些实施例中,电渗析包括将活性炭吸附后获得的过滤清液加入至电渗析膜的淡水室,将纯水加入至电渗析膜的浓水室,Na2SO4溶液加入至极水室。在直流电流的作用下,烟酸阴离子发生定向迁移,通过阴离子交换膜进入浓水室,随着离子交换过程的进行,将纯水周期性补充至浓水室并测定淡水室中烟酰胺溶液的电导率和烟酸含量,当测定值范围为10-50μs/cm时,将淡水室中烟酰胺溶液取出备用。
在一些实施例中,生物酶处理包括将固定化酶胶粒装填至层析柱中冲洗至无甘油残留,然后将经电渗析处理后的烟酰胺溶液输送到层析柱中进行反应,收集反应液。
在一些实施例中,固定化酶胶粒装填至层析柱的径高比为1:5-8;
在一些实施例中,固定化酶胶粒的处理量为10-20BV,所述经固定化酶处理后的烟酰胺溶液中烟酸的含量为0-1ppm。
在一些实施例中,固定化酶胶粒的制备方法包括:将所述烟酰胺发酵液经过离心后获得的菌泥与海藻酸钠胶液混合,然后将混合溶液滴加至氯化钙溶液中,形成球状凝胶颗粒,静置,过滤后即获得固定化酶胶粒。
在一些实施例中,菌泥与海藻酸钠胶液的质量体积比为1:20-40(g/mL)。
在一些实施例中,海藻酸钠胶液的质量浓度为10-40g/L。
在一些实施例中,氯化钙溶液的质量浓度为1-4g/L。
在一些实施例中,混合溶液滴加至氯化钙溶液中时的环境温度为4-25℃。
在一些实施例中,球状凝胶颗粒的静置的时间为0.5-2h。
在本发明中,采用生物酶处理是由于如果将获得的菌泥直接利用,菌泥会不利于酶与烟酰胺的接触,且经验上阻力较大,料液过柱效率不佳。
在一些实施例中,喷雾干燥条件为:进风口160-200℃,出风口110-130℃,料液含固率20-30%,进料速度10-20rpm。
本发明具有以下有益效果:
本发明通过将基础工艺与生物学手段相结合,提供了一种含痕量烟酸的烟酰胺制备方法,整体工艺操作简单,条件温和,有效解决了现有烟酰胺生产方式中存在烟酸残留的问题,改善并进一步提高了烟酰胺的产品品质,为其在日化品领域的深度应用与推广创造了有利条件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种从发酵液中提取含痕量烟酸的烟酰胺制备方法,具体步骤如下:
(1)取生物转化后的烟酰胺发酵液10L,测定其中烟酰胺含量为300g/L,烟酸含量为20ppm。用盐酸将其pH调节至7.0,加热升温至80℃,维持30min后通过陶瓷膜过滤,陶瓷膜孔径为100nm。
(2)按1:10(w:v=活性炭:清液体积)比例加入活性炭并维持当前温度搅拌吸附约1h,之后经脱碳过滤得脱色清液。
(3)将过滤清液温度降低至25℃后,加入至电渗析膜的淡水室,取10L纯水加入至电渗析膜的浓水室,10L质量浓度为1%的Na2SO4溶液加入至极水室。电渗析膜通电运行过程中,将纯水周期性补充至浓水室直至淡水室中烟酰胺溶液的电导率为10-50us/cm,烟酸含量低于10ppm,取出淡水室中烟酰胺溶液备用。
(4)取制备好的固定化胶粒500mL,按1:5径高比填充至层析柱中,用纯水缓慢冲洗至无甘油残留。将电渗析膜淡液由上至下通过蠕动泵按4BV/h的速度输送至装填好的层析柱中,使其中烟酸在固定化胶粒中进行充分反应并完全转化为烟酰胺,控制反应后的溶液中烟酸含量为0-1ppm,收集酶反应液,然后进行喷雾干燥,喷雾干燥的条件为:进风口160℃,出风口130℃,料液含固率27%,进料速度10rpm。
经过喷雾干燥后得到烟酰胺成品2850g,得率95%,其中烟酸含量检测为<1ppm。
实施例2
本实施例提供了一种从发酵液中提取含痕量烟酸的烟酰胺制备方法,具体步骤如下:
(1)取生物转化后的烟酰胺发酵液10L,测定其中烟酰胺含量为300g/L,烟酸含量为20ppm。用盐酸将其pH调节至5.0,加热升温至80℃维持30min后,通过陶瓷膜过滤,陶瓷膜孔径为100nm。
(2)按1:5(w:v=活性炭:清液体积)比例加入活性炭并维持当前温度搅拌吸附约1h,之后经脱碳过滤得脱色清液。
(3)将过滤清液温度降低至25℃后,加入至电渗析膜的淡水室,取10L纯水加入至电渗析膜的浓水室,10L质量浓度为1%的Na2SO4溶液加入至极水室。电渗析膜通电运行过程中,将纯水周期性补充至浓水室直至淡水室中烟酰胺溶液的电导率为10-50us/cm,烟酸含量低于10ppm,取出淡水室中烟酰胺溶液备用。
(4)取制备好的固定化胶粒1000mL,按1:8径高比填充至层析柱中,用纯水缓慢冲洗至无甘油残留。将电渗析膜淡液由上至下通过蠕动泵按4BV/h的速度输送至装填好的层析柱中,使其中烟酸在固定化胶粒中进行充分反应并完全转化为烟酰胺,控制反应后的溶液中烟酸含量为0-1ppm,收集酶反应液,然后进行干燥喷雾,喷雾干燥条件为:进风口200℃,出风口110℃,料液含固率29%,进料速度20rpm。
经过喷雾干燥后得到烟酰胺成品2846g,得率94.87%,其中烟酸含量检测为<1ppm。
实施例3
本实施例提供了一种从发酵液中提取含痕量烟酸的烟酰胺制备方法,具体步骤如下:
(1)取生物转化后的烟酰胺发酵液20L,测定其中烟酰胺含量为200g/L,烟酸含量为10ppm。用稀氨水将其pH调节至8.0,加热升温至70℃维持30min后通过陶瓷膜过滤,陶瓷膜孔径为100nm。
(2)按1:50(w:v=活性炭:清液体积)比例加入活性炭并维持当前温度搅拌吸附约5h,之后经脱碳过滤得脱色清液。
(3)将过滤清液温度降低至25℃后,加入至电渗析膜的淡水室,取10L纯水加入至电渗析膜的浓水室,10L质量浓度为1%的Na2SO4溶液加入至极水室。电渗析膜通电运行过程中,将纯水周期性补充至浓水室直至淡水室中烟酰胺溶液的电导率为10-50us/cm,烟酸含量低于10ppm,取出淡水室中烟酰胺溶液备用。
(4)取制备好的固定化胶粒1000mL,按1:5径高比填充至层析柱中,用纯水缓慢冲洗至无甘油残留。将电渗析膜淡液由上至下通过蠕动泵按4BV/h的速度输送至装填好的层析柱中,使其中烟酸在固定化胶粒中进行充分反应并完全转化为烟酰胺,控制反应后的溶液中烟酸含量为0-1ppm,收集酶反应液,进行喷雾干燥,喷雾干燥条件为:进风口180℃,出风口120℃,料液含固率20%,进料速度15rpm。
经过喷雾干燥后得到烟酰胺成品3840g,得率96%,其中烟酸含量检测为<1ppm。
实施例4
本实施例提供了一种从发酵液中提取含痕量烟酸的烟酰胺制备方法,具体步骤如下:
(1)取生物转化后的烟酰胺发酵液20L,测定其中烟酰胺含量为296g/L,烟酸含量为15ppm。用盐酸将其pH调节至6.0,加热升温至80℃维持30min后通过陶瓷膜过滤,陶瓷膜孔径为100nm。
(2)按1:20(w:v=活性炭:清液体积)比例加入活性炭并维持当前温度搅拌吸附约3h,之后经脱碳过滤得脱色清液。
(3)将过滤清液温度降低至25℃后,加入至电渗析膜的淡水室,取10L纯水加入至电渗析膜的浓水室,10L质量浓度为1%的Na2SO4溶液加入至极水室。电渗析膜通电运行过程中,将纯水周期性补充至浓水室直至淡水室中烟酰胺溶液的电导率为10-50us/cm,烟酸含量低于10ppm,取出淡水室中烟酰胺溶液备用。
(4)取制备好的固定化胶粒2000mL,按1:6径高比填充至层析柱中,用纯水缓慢冲洗至无甘油残留。将电渗析膜淡液由上至下通过蠕动泵按4BV/h的速度输送至装填好的层析柱中,使其中烟酸在固定化胶粒中进行充分反应并完全转化为烟酰胺,控制反应后的溶液中烟酸含量为0-1ppm,收集酶反应液,进行干燥喷雾,喷雾干燥条件为:进风口200℃,出风口130℃,料液含固率30%,进料速度10rpm。
经过喷雾干燥后得到烟酰胺成品5659.5g,得率95.6%,其中烟酸含量检测为<1ppm。
对比例1
本对比例采用陶瓷膜过滤,活性炭吸附,浓缩结晶的方式对实施例1-4中烟酰胺发酵液进行烟酰胺的纯化制备。具体步骤如下:
(1)取生物转化后的烟酰胺发酵液10L,测定其中烟酰胺含量为300g/L,烟酸含量为15ppm。用盐酸将其pH调节至7.0,加热升温至80℃维持30min后通过陶瓷膜过滤,陶瓷膜孔径为100nm。
(2)按1:10(w:v=活性炭:清液体积)比例加入活性炭并维持当前温度搅拌吸附约3h,之后经脱碳过滤得脱色清液。
(3)将过滤清液于真空条件(真空度不高于100Pa)下进行浓缩使其达到过饱和状态,之后在搅拌的同时进行降温析晶,待温度降低至15℃后使用布氏漏斗进行真空抽滤得到烟酰胺晶体。将分离得到的烟酰胺晶体在真空条件下烘干(真空度<100Pa,温度80℃)得到烟酰胺成品约1680g,其烟酸含量为45ppm。
通过该方式对目标反应液进行纯化制备发现,其成品中烟酸含量相比发酵液中烟酸的初始值有显著上升,且回收率较低仅56%。结晶母液中残余了较大量的烟酰胺,通过检测发现其烟酸含量高达83ppm,这意味着母液的回收将显著增加烟酰胺的生产成本,造成资源的浪费。
对比例2
本对比例将固定化酶处理步骤置前,使活性炭吸附脱色与电渗析顺序改变,其它工艺参数均在本发明所述范围之内。具体步骤如下:
(1)取生物转化后的烟酰胺发酵液10L,测定其中烟酰胺含量为200g/L,烟酸含量为18ppm。用盐酸将其pH调节至7.0,加热升温至80℃维持30min后通过陶瓷膜过滤,陶瓷膜孔径为100nm,将过滤清液温度降低至30℃以下后备用。
(2)取制备好的固定化胶粒500mL,按1:5径高比填充至层析柱中,用纯水缓慢冲洗至无甘油残留。将陶瓷膜淡液由上至下通过蠕动泵按4BV/h的速度输送至装填好的层析柱中,使其中烟酸在固定化胶粒中进行充分反应并完全转化为烟酰胺,控制反应后的溶液中烟酸含量为0-1ppm。
(3)将反应液温度加热至80℃,按1:20(w:v=活性炭:清液体积)比例加入活性炭并维持当前温度搅拌吸附约3h,脱碳过滤后得脱色清液。
(4)将上述脱色清液温度降低至25℃后,加入至电渗析膜的淡水室,取10L纯水加入至电渗析膜的浓水室,10L质量浓度为1%的Na2SO4溶液加入至极水室。电渗析膜通电运行过程中,将纯水周期性补充至浓水室直至淡水室中烟酰胺溶液的电导率为10-50us/cm,烟酸含量低于10ppm,取出淡水室中烟酰胺溶液,进行喷雾干燥,喷雾干燥条件为:进风口160℃,出风口120℃,料液含固率21%,进料速度15rpm。
经过喷雾干燥后得到烟酰胺成品1916g,得率95.8%,其中烟酸含量检测为8ppm。
虽然固定化酶处理能将烟酸含量降至1ppm以内,但是在后续纯化工艺步骤中,烟酸含量仍会一定程度增加,且通过电渗析的方式无法完全去除。
对比例3
本对比例将含有烟酰胺的微生物反应液经陶瓷膜过滤后,直接使用固定化酶处理将烟酸含量降低至1ppm以内并通过喷雾干燥获得烟酰胺成品,其它工艺参数均在本发明所述范围之内。具体步骤如下:
(1)取生物转化后的烟酰胺发酵液10L,测定其中烟酰胺含量为200g/L,烟酸含量为20ppm。用盐酸将其pH调节至7.0,加热升温至80℃维持30min后通过陶瓷膜过滤,陶瓷膜孔径为100nm,将过滤清液温度降低至30℃以下后备用。
(2)取制备好的固定化胶粒500mL,按1:5径高比填充至层析柱中,用纯水缓慢冲洗至无甘油残留。将陶瓷膜淡液由上至下通过蠕动泵按4BV/h的速度输送至装填好的层析柱中,使其中烟酸在固定化胶粒中进行充分反应并完全转化为烟酰胺,控制反应后的溶液中烟酸含量为0-1ppm。将固定化酶反应液进行喷雾干燥,喷雾干燥条件为:进风口160℃,出风口130℃,料液含固率20%,进料速度15rpm。
通过喷雾干燥的方式得到烟酰胺成品1928g,得率96.4%,烟酸含量<1ppm。
分别取适量上述方案制备的成品与烟酰胺标品,用无水乙醇配制成100g/L的溶液。以乙醇为空白对照,通过可见光分光光度计于480nm处检测两组样品的透光度分别为97%(标品),89%(成品)。吸取等体积的两组样品与空白乙醇分别置于20mL比色管中,静置24h后观察到仅成品的醇溶液底部存在少量不溶物,且溶液颜色较深。去除活性炭吸附脱色与电渗析脱盐之后,成品颜色较深,且存在少量的盐类杂质。
对比例4
本对比例在室温条件下进行烟酰胺的制备,其它工艺参数均在本发明所述范围之内。具体步骤如下:
(1)取生物转化后的烟酰胺发酵液10L,测定其中烟酰胺含量为300g/L,烟酸含量为15ppm。用盐酸将其pH调节至7.0后通过陶瓷膜过滤,陶瓷膜孔径为100nm。
(2)按1:10(w:v=活性炭:清液体积)比例加入活性炭搅拌吸附约1h,之后经脱碳过滤得脱色清液。
(3)将过滤清液温加入至电渗析膜的淡水室,取10L纯水加入至电渗析膜的浓水室,10L质量浓度为1%的Na2SO4溶液加入至极水室。电渗析膜通电运行过程中,将纯水周期性补充至浓水室直至淡水室中烟酰胺溶液的电导率为10-50us/cm,烟酸含量低于10ppm,取出淡水室中烟酰胺溶液备用。
(4)取制备好的固定化胶粒500mL,按1:5径高比填充至层析柱中,用纯水缓慢冲洗至无甘油残留。将电渗析膜淡液由上至下通过蠕动泵按4BV/h的速度输送至装填好的层析柱中,使其中烟酸在固定化胶粒中进行充分反应并完全转化为烟酰胺,控制反应后的溶液中烟酸含量为0-1ppm,收集酶反应液,经过喷雾干燥,喷雾干燥条件为:进风口200℃,出风口110℃,料液含固率29.5%,进料速度20rpm。
经过喷雾干燥后得到烟酰胺成品2880g,得率96%,其中烟酸含量检测为<1ppm。
分别取适量上述方案制备的成品与烟酰胺标品,用蒸馏水配制成100g/L的溶液。吸取等体积的样品溶液与纯水空白分别置于20mL比色管中,静置24h后观察到样品溶液底部存在少量不溶物。
通过考马斯亮蓝检测法对样品溶液,烟酰胺标品溶液及纯水空白进行定性检测发现,仅样品溶液出现明显的蓝色显色反应。结果表明,常温制备无法使生物蛋白完全变性,导致成品包含少量的蛋白类杂质。
对比例5
本对比例利用专利CN114686538A中微生物NIC-1发酵液离心后的菌泥替代本发明的固定化酶胶粒,其它工艺参数均在本发明所述范围之内。具体步骤如下:
(1)取生物转化后的烟酰胺发酵液10L,测定其中烟酰胺含量为300g/L,烟酸含量为20ppm。用盐酸将其pH调节至7.0,加热升温至80℃维持30min后通过陶瓷膜过滤,陶瓷膜孔径为100nm。
(2)按1:10(w:v=活性炭:清液体积)比例加入活性炭并维持当前温度搅拌吸附约1h,之后经脱碳过滤得脱色清液。
(3)将过滤清液温度降低至25℃后,加入至电渗析膜的淡水室,取10L纯水加入至电渗析膜的浓水室,10L质量浓度为1%的Na2SO4溶液加入至极水室。电渗析膜通电运行过程中,将纯水周期性补充至浓水室直至淡水室中烟酰胺溶液的电导率为10-50us/cm,取出淡水室中烟酰胺溶液备用。
(4)取制备好的发酵液制备的菌泥500mL,按1:5径高比填充至层析柱中,用纯水缓慢冲洗至无甘油残留。将电渗析膜淡液由上至下通过蠕动泵按4BV/h的速度输送至装填好的层析柱中,使其中烟酸在菌泥中进行充分反应并完全转化为烟酰胺,收集反应液,进行喷雾干燥,喷雾干燥条件为:进风口200℃,出风口130℃,料液含固率25%,进料速度15rpm。
经过喷雾干燥后得到烟酰胺成品2854g,得率95.13%,其中烟酸含量检测为7ppm。
结果表明,当生物酶菌泥替代本发明的固定化酶用于纯化烟酰胺时,仍会导致烟酸含量偏高。
综上,与实施例1-4相比,当对比例1缺失了“固定化生物酶”的处理过程,则会导致烟酰胺中烟酸的含量显著上升,不利于烟酰胺的生产;
从对比例2可知,当本发明提取方法中“固定化生物酶”的步骤的提前时,最终得到的烟酰胺中的烟酸含量仍无法达成痕量标准(即<1ppm);
从对比例3可知,当本发明提取方法中不使用“活性炭”和“电渗析”处理时,虽在“固定化生物酶”的作用下能够使得最终得到的烟酰胺中的烟酸含量达成痕量标准(即<1ppm),但与此同时也引入了新的杂质,如部分盐类杂质等,且颜色较深,导致烟酰胺本身质量不达标;
从对比例4可知,当本发明提取方法中“温度”均降低为室温时,虽在“固定化生物酶”的作用下能够使得最终得到的烟酰胺中的烟酸含量达成痕量标准(即<1ppm),但却无法根除反应过程中使用的蛋白类,导致烟酰胺本身质量不达标;
从对比例5可知,当本发明提取方法中的“固定化生物酶”被替换为“生物酶”(菌泥中含有)时,最终得到的烟酰胺中的烟酸含量仍无法达成痕量标准(即<1ppm)。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种从发酵液中提取含痕量烟酸的烟酰胺制备方法,其特征在于,包括将烟酰胺发酵液经高温蛋白变性处理后再对其依次进行膜分离、物理吸附、电渗析、生物酶处理,获得含有痕量烟酸的烟酰胺。
2.根据权利要求1所述的烟酰胺制备方法,其特征在于,所述烟酰胺发酵液中烟酰胺浓度为200-300g/L,烟酸含量10-20ppm。
3.根据权利要求2所述的烟酰胺制备方法,其特征在于,在进行高温处理前,将所述烟酰胺发酵液的酸碱度调节为pH=5.0-8.0;
优选地,调节酸碱度采用的酸性溶液包括盐酸、硫酸、磷酸;
优选地,调节酸碱度采用的碱性溶液包括氨水;
优选地,所述高温处理为将烟酰胺发酵液加热至70-80℃,处理时间为20-60min。
4.根据权利要求1-3任一项所述的烟酰胺制备方法,其特征在于,所述膜分离中采用的膜为固体膜;
优选地,所述固体膜包括陶瓷膜;
优选地,所述固体膜的孔径为80-120nm。
5.根据权利要求4所述的烟酰胺制备方法,其特征在于,所述物理吸附包括活性炭吸附;
优选地,所述活性炭吸附包括向经过膜分离后获得的清液中加入活性炭,吸附杂质后脱碳过滤,获得过滤清液;
优选地,所述清液与活性炭的体积比为1:5-50;
优选地,所述清液与活性炭的吸附反应时间为1-5h。
6.根据权利要求5所述的烟酰胺制备方法,其特征在于,所述电渗析包括将活性炭吸附后获得的过滤清液加入至电渗析膜的淡水室,将纯水加入至电渗析膜的浓水室,Na2SO4溶液加入至极水室,进行离子交换,当测定值范围为10-50μs/cm时,将淡水室中烟酰胺溶液取出备用。
7.根据权利要求6所述的烟酰胺制备方法,其特征在于,所述生物酶处理包括将固定化酶胶粒装填至层析柱中冲洗至无甘油残留,然后将经电渗析处理后的烟酰胺溶液输送到层析柱中进行反应,收集反应液;
优选地,所述固定化酶胶粒装填至层析柱的径高比为1:5-8;
优选地,所述固定化酶胶粒的处理量为10-20BV,经固定化酶处理后的烟酰胺溶液中烟酸的含量为0-1ppm。
8.根据权利要求7所述的烟酰胺制备方法,其特征在于,所述固定化酶胶粒的制备方法包括:将所述烟酰胺发酵液经过离心后获得的菌泥与海藻酸钠胶液混合,然后将混合溶液滴加至氯化钙溶液中,形成球状凝胶颗粒,静置,过滤后即获得固定化酶胶粒;
优选地,所述菌泥与海藻酸钠胶液的质量体积比为1:20-40(g/mL);
优选地,所述海藻酸钠胶液的质量浓度为10-40g/L;
优选地,所述氯化钙溶液的质量浓度为1-4g/L;
优选地,所述混合溶液滴加至氯化钙溶液中时的环境温度为4-25℃;
优选地,所述球状凝胶颗粒的静置的时间为0.5-2h。
9.根据权利要求1所述的烟酰胺制备方法,其特征在于,所述烟酰胺制备方法还包括喷雾干燥,所述喷雾干燥条件为:进风口160-200℃,出风口110-130℃,料液含固率20-30%,进料速度10-20rpm。
10.如权利要求1-9任一项所述的烟酰胺制备方法获得的烟酰胺,其特征在于,所述烟酰胺中烟酸含量为<1ppm。
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