CN115925620A - 生物基烟酰胺的纯化方法 - Google Patents
生物基烟酰胺的纯化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115925620A CN115925620A CN202211667585.3A CN202211667585A CN115925620A CN 115925620 A CN115925620 A CN 115925620A CN 202211667585 A CN202211667585 A CN 202211667585A CN 115925620 A CN115925620 A CN 115925620A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nicotinamide
- ethanol
- reaction solution
- biobased
- solid powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- DFPAKSUCGFBDDF-UHFFFAOYSA-N Nicotinamide Chemical compound NC(=O)C1=CC=CN=C1 DFPAKSUCGFBDDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 122
- 235000005152 nicotinamide Nutrition 0.000 title claims abstract description 62
- 239000011570 nicotinamide Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 229960003966 nicotinamide Drugs 0.000 title claims abstract description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000746 purification Methods 0.000 title description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 12
- DFPAKSUCGFBDDF-ZQBYOMGUSA-N [14c]-nicotinamide Chemical compound N[14C](=O)C1=CC=CN=C1 DFPAKSUCGFBDDF-ZQBYOMGUSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 14
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 claims description 10
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 claims description 8
- 238000001085 differential centrifugation Methods 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 2
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 16
- 229910000403 monosodium phosphate Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 abstract description 16
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 16
- 239000012634 fragment Substances 0.000 abstract description 2
- QAUVAKQRNGDLCF-UHFFFAOYSA-N ethanol;pyridine-3-carboxamide Chemical compound CCO.NC(=O)C1=CC=CN=C1 QAUVAKQRNGDLCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- PVNIIMVLHYAWGP-UHFFFAOYSA-N Niacin Chemical class OC(=O)C1=CC=CN=C1 PVNIIMVLHYAWGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000002390 rotary evaporation Methods 0.000 description 3
- 108010024026 Nitrile hydratase Proteins 0.000 description 2
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 2
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229960003512 nicotinic acid Drugs 0.000 description 2
- 235000001968 nicotinic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- GZPHSAQLYPIAIN-UHFFFAOYSA-N 3-pyridinecarbonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CN=C1 GZPHSAQLYPIAIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 239000003674 animal food additive Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Pyridine Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种生物基烟酰胺的纯化方法,以全细胞催化后的烟酰胺反应液为原料,具体步骤为:离心:去除反应液中的细胞与细胞组织碎片;脱水:40‑80℃旋转蒸干反应液,得到固体粉末;复溶:加入10‑20倍质量的无水乙醇溶解淡固体粉末;除杂:过滤去除溶液中的磷酸氢二钠与磷酸二氢钠;结晶:40‑80℃旋转浓缩至原体积的30‑50%,冷却至室温,结晶,过滤,重复此步骤,收集烟酰胺晶体;烘干:旋转烘干残存乙醇,获得烟酰胺产品。本发明利用烟酰胺与磷酸氢二钠及磷酸二氢钠在乙醇中的可溶性对其进行分离,经过滤快速去除烟酰胺乙醇溶液中不溶的磷酸氢二钠与磷酸二氢钠,且无水乙醇在后续阶段极易挥发去除并能够多次循环重复使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物基烟酰胺的纯化方法。
背景技术
烟酰胺(Nicotinamide/Niacinamide)别称3-吡啶甲酰胺,是一种维生素B3的衍生物,主要应用于饲料添加剂,食品、医药、化妆品等领域。据统计,全球烟酰胺产量约24900吨,国内烟酰胺供应量约14600吨,总需求约11600吨,国内烟酰胺的市场需求并未饱和,并保持高速增长。当前国内在售的烟酰胺产品,多为化学方法制备,此方法合成工艺简单、成本低,但化学合成烟酰胺中底物烟酸的残留量,将作为评价烟酰胺质量的重要指标,影响烟酰胺的价格。生物合成法利用全细胞催化的方法,通过高分子量腈水合酶大肠杆菌Escherichia coli Rosetta(DE3)/pET28a(+)-nhhBrbsArbsG(BAG),将底物3-氰基吡啶(3-Cyanopyridine)完全转化为烟酰胺(郭军玲,王哲,刘中美,等.高分子量腈水合酶工程菌生产烟酰胺的工艺建立[J].食品与发酵工业,2018,44(2):8-14),该方法生产的烟酰胺纯度高且没有烟酸的产生,但目前鲜有生物合成烟酰胺的纯化工艺方法的报道,因此开发新的纯化工艺方法是生物基烟酰胺生产工艺的重点方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物基烟酰胺的纯化方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现:
一种生物基烟酰胺的纯化方法,其特征在于其步骤包括:
(1)离心:以全细胞催化后的烟酰胺反应液为原料,利用离心机差速离心,去除全细胞催化反应液中的大肠杆菌细胞与细胞破碎组织,收集液体;
(2)脱水:蒸发掉全部反应液,收集固体粉末;
(3)复溶:将固体粉末复溶于无水乙醇中;
(4)除杂:滤纸过滤,收集滤液;
(5)结晶:蒸发浓缩部分无水乙醇,冷却至室温结晶,滤纸过滤,重复此步骤,收集烟酰胺晶体;
(6)烘干:烘干残存乙醇,获得烟酰胺晶体。
优选的,所述步骤(2)中在40-80℃条件下旋转蒸干反应液。
优选的,所述步骤(3)中将固体粉末复溶于10-20倍质量的无水乙醇中。
优选的,所述步骤(5)中在40-80℃条件下通过旋转蒸发仪浓缩至原体积的30-50%。
优选的,所述步骤(6)中在40-80℃条件下旋转烘干残存乙醇。
本发明公开了一种生物基烟酰胺的纯化工艺方法,该方法以全细胞催化后的烟酰胺反应液为原料,反应液包括:大肠杆菌细胞与细胞组织、磷酸氢二钠及磷酸二氢钠、水、烟酰胺,本专利通过多步工序步骤制备高品质烟酰胺产品,具体步骤为:1.离心:去除反应液中的细胞与细胞组织碎片;2.脱水:40-80℃旋转蒸干反应液,得到固体粉末;3.复溶:加入10-20倍质量的无水乙醇溶解淡固体粉末;4.除杂:过滤去除溶液中的磷酸氢二钠与磷酸二氢钠;5.结晶:40-80℃旋转浓缩至原体积的30-50%,冷却至室温,结晶,过滤,重复此步骤,收集烟酰胺晶体;6.烘干:40-80℃旋转烘干残存乙醇,获得烟酰胺产品。
反应液中的大肠杆菌细胞及细胞碎片可通过差速离心与过滤步骤去除,磷酸氢二钠与磷酸二氢钠的分离的常用方法为离子树脂交换层析,但该方法存在操作复杂、效率低下、成本高的问题,本发明利用烟酰胺与磷酸氢二钠及磷酸二氢钠在乙醇中的可溶性对其进行分离(烟酰胺在乙醇中可溶,磷酸氢二钠与磷酸二氢钠在乙醇中不溶),经过滤快速去除烟酰胺乙醇溶液中不溶的磷酸氢二钠与磷酸二氢钠,且无水乙醇在后续阶段极易挥发去除并能够多次循环重复使用。本发明提供的生物基烟酰胺纯化方法,操作简便,成本低廉,物质纯度高,回收率高,适合大规模工业化生物发酵生产纯化烟酰胺。
附图说明
图1本发明的生物基烟酰胺的纯化方法的流程示意图。
图2HPLC检测烟酰胺峰图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明,但实施例的描述不对本发明的保护范围产生任何限制。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同,本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
下列实施例中所用的物质或仪器,如果未进行特殊说明的话,均可以从常规的商用渠道获取。
实施例1本生物基烟酰胺的纯化方法,其步骤具体为:
1.离心:利用离心机差速离心,去除全细胞催化反应液中的大肠杆菌细胞与细胞破碎组织,收集液体;
2.脱水:使用旋转蒸发仪,60℃,旋蒸至反应液全部蒸发,收集固体粉末;
3.复溶:加入10倍质量的无水乙醇对固体粉末进行复溶,烟酰胺可溶于乙醇,反应液中的磷酸氢二钠与磷酸二氢钠不溶于乙醇,可分离烟酰胺中的磷酸氢二钠与磷酸二氢钠;
4.除杂:滤纸过滤,去除不溶于无水乙醇的磷酸氢二钠与磷酸二氢钠,以及残存大肠杆菌细胞与细胞组织碎片等;
5.结晶:通过旋转蒸发仪40℃浓缩至原体积30%,冷却至室温结晶,滤纸过滤,重复此步骤,收集烟酰胺晶体;
6.烘干:旋转烘干仪60℃旋转烘干残存乙醇,获得烟酰胺晶体;
7.检测:使用HPLC对纯化后的烟酰胺进行检测,计算统计得到:烟酰胺纯度为99.6%,回收率在87%以上。
实施例2本生物基烟酰胺的纯化方法,其步骤具体为:
1.离心:利用离心机差速离心,去除全细胞催化反应液中的大肠杆菌细胞与细胞破碎组织,收集液体;
2.脱水:使用旋转蒸发仪,40℃,旋蒸至反应液全部蒸发,收集固体粉末;
3.复溶:加入15倍质量的无水乙醇对固体粉末进行复溶,烟酰胺可溶于乙醇,反应液中的磷酸氢二钠与磷酸二氢钠不溶于乙醇,可分离烟酰胺中的磷酸氢二钠与磷酸二氢钠;
4.除杂:滤纸过滤,去除不溶于无水乙醇的磷酸氢二钠与磷酸二氢钠,以及残存大肠杆菌细胞与细胞组织碎片等;
5.结晶:通过旋转蒸发仪60℃浓缩至原体积40%,冷却至室温结晶,滤纸过滤,重复此步骤,收集烟酰胺晶体;
6.烘干:旋转烘干仪40℃旋转烘干残存乙醇,获得烟酰胺晶体;
7.检测:使用HPLC对纯化后的烟酰胺进行检测,计算统计得到:烟酰胺纯度为99.7%,回收率在89%以上。
实施例3本生物基烟酰胺的纯化方法,其步骤具体为:
1.离心:利用离心机差速离心,去除全细胞催化反应液中的大肠杆菌细胞与细胞破碎组织,收集液体;
2.脱水:使用旋转蒸发仪,80℃,旋蒸至反应液全部蒸发,收集固体粉末;
3.复溶:加入20倍质量的无水乙醇对固体粉末进行复溶,烟酰胺可溶于乙醇,反应液中的磷酸氢二钠与磷酸二氢钠不溶于乙醇,可分离烟酰胺中的磷酸氢二钠与磷酸二氢钠;
4.除杂:滤纸过滤,去除不溶于无水乙醇的磷酸氢二钠与磷酸二氢钠,以及残存大肠杆菌细胞与细胞组织碎片等;
5.结晶:通过旋转蒸发仪80℃浓缩至原体积50%,冷却至室温结晶,滤纸过滤,重复此步骤,收集烟酰胺晶体;
6.烘干:旋转烘干仪80℃旋转烘干残存乙醇,获得烟酰胺晶体;
7.检测:使用HPLC对纯化后的烟酰胺进行检测,计算统计得到:烟酰胺纯度为99.8%,回收率在90%以上。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种生物基烟酰胺的纯化方法,其特征在于其步骤包括:
(1)离心:以全细胞催化后的烟酰胺反应液为原料,利用离心机差速离心,去除全细胞催化反应液中的大肠杆菌细胞与细胞破碎组织,收集液体;
(2)脱水:蒸发掉全部反应液,收集固体粉末;
(3)复溶:将固体粉末复溶于无水乙醇中;
(4)除杂:滤纸过滤,收集滤液;
(5)结晶:蒸发浓缩部分无水乙醇,冷却至室温结晶,滤纸过滤,重复此步骤,收集烟酰胺晶体;
(6)烘干:烘干残存乙醇,获得烟酰胺晶体。
2.根据权利要求1所述的生物基烟酰胺的纯化方法,其特征在于:所述步骤(2)中在40-80℃条件下旋转蒸干反应液。
3.根据权利要求1所述的生物基烟酰胺的纯化方法,其特征在于:所述步骤(3)中将固体粉末复溶于10-20倍质量的无水乙醇中。
4.根据权利要求1所述的生物基烟酰胺的纯化方法,其特征在于:所述步骤(5)中在40-80℃条件下通过旋转蒸发仪浓缩至原体积的30-50%。
5.根据权利要求1所述的生物基烟酰胺的纯化方法,其特征在于:所述步骤(6)中在40-80℃条件下旋转烘干残存乙醇。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211667585.3A CN115925620A (zh) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | 生物基烟酰胺的纯化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211667585.3A CN115925620A (zh) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | 生物基烟酰胺的纯化方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115925620A true CN115925620A (zh) | 2023-04-07 |
Family
ID=86555570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211667585.3A Pending CN115925620A (zh) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | 生物基烟酰胺的纯化方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115925620A (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1730660A (zh) * | 2004-08-05 | 2006-02-08 | 上海市农药研究所 | 微生物催化法生产烟酰胺 |
CN106045904A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-10-26 | 贵州省化工研究院 | 一种烟酰胺生产方法 |
CN108409646A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-08-17 | 南京红太阳生物化学有限责任公司 | 一种烟酰胺的合成方法 |
CN111039861A (zh) * | 2019-12-29 | 2020-04-21 | 安徽瑞邦生物科技有限公司 | 一种含低烟酸副产物的烟酰胺合成催化工艺 |
-
2022
- 2022-12-23 CN CN202211667585.3A patent/CN115925620A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1730660A (zh) * | 2004-08-05 | 2006-02-08 | 上海市农药研究所 | 微生物催化法生产烟酰胺 |
CN106045904A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-10-26 | 贵州省化工研究院 | 一种烟酰胺生产方法 |
CN108409646A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-08-17 | 南京红太阳生物化学有限责任公司 | 一种烟酰胺的合成方法 |
CN111039861A (zh) * | 2019-12-29 | 2020-04-21 | 安徽瑞邦生物科技有限公司 | 一种含低烟酸副产物的烟酰胺合成催化工艺 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
裴晓林: "腈水合酶基因资源开发及其重组表达体系在制备烟酰胺中的应用", 浙江大学博士学位论文, pages 1255 - 1257 * |
郭军玲等: "高分子量腈水合酶工程菌生产烟酰胺的工艺建立", 食品与发酵工业, vol. 44, no. 02, pages 8 - 14 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9926578B2 (en) | Process for manufacturing butanediol | |
CN101691349B (zh) | 一种从发酵液中提取色氨酸的工艺 | |
CN108299278B (zh) | 一种提取分离l-色氨酸的方法 | |
CN101486637A (zh) | 从发酵液中提取丁二酸的方法 | |
CN108276292A (zh) | 一种1,5-戊二胺的分离方法 | |
CN109133467A (zh) | 一种回收酸化法生产烟酸的洗涤水中烟酸和氯化铵的方法 | |
CN103804173B (zh) | 一种发酵有机酸的精制方法 | |
CN102942472A (zh) | 一种从微生物发酵液中提取丁二酸的方法 | |
TW201538477A (zh) | 製備丁二酸酯之方法 | |
CN115925620A (zh) | 生物基烟酰胺的纯化方法 | |
CN103804174B (zh) | 一种有机酸的精制方法 | |
TW201610164A (zh) | 製備琥珀酸及琥珀酸酯之方法 | |
CN115772549A (zh) | 一种从发酵液中提取含痕量烟酸的烟酰胺制备方法 | |
CN115247193A (zh) | 一种尿苷的工业化生产方法 | |
JPH0291035A (ja) | 天然ゴム漿液中のl−クエブラキトールの採取方法 | |
CN108101927A (zh) | 一种制备利福平晶型ⅱ的方法 | |
CN110372606B (zh) | 一种从微生物发酵液中分离纯化胞嘧啶的方法 | |
CN114436816A (zh) | 一种离子交换技术高效提取莽草酸的方法 | |
CN110373440B (zh) | 一锅酶法制备dl-丝氨酸的方法 | |
CN111875556A (zh) | 酶法生产l-半胱氨酸重要前体atc的制备方法和系统 | |
CN102952165A (zh) | 一种从木糖母液中提取l-阿拉伯糖的方法 | |
CN104513151A (zh) | 一种从丁二酸盐发酵液中提取高纯度丁二酸的方法 | |
CN115947647B (zh) | 一种从微生物发酵液中提取白藜芦醇的方法 | |
CN107129460B (zh) | 重组大肠杆菌发酵产物中l-哌啶酸的分离提纯方法 | |
CN117050021B (zh) | 一种从发酵液中分离提取四氢嘧啶的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20230407 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |