CN1432575A - 一种泰乐菌素提纯方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及泰乐菌素提纯方法，该方法使用超滤膜浓缩设备和喷雾干燥浓缩设备将泰乐菌素的发酵液或发酵液之滤液浓缩，使用加碱沉淀结晶的方法、溶媒萃取法或两种方法相结合，提纯了产物，从而节约了有机溶媒，降低了生产成本，提高了产品质量。

Description

一种泰乐菌素提纯方法

本发明涉及一种泰乐菌素提纯方法。

本说明书如无特别说明，“泰乐菌素”是指泰乐菌素A或泰乐菌素B。

泰乐菌素是多种泰乐菌素衍生物的总称。泰乐菌素B(Tylosin B或Desmycosin)是泰乐菌素A在4’位的六元糖基其被H原子所取代，见附图1。泰乐菌素是一弱碱性物质，在pH碱性以泰乐菌素碱的形式存在，此时其易溶于有机溶媒而不易溶于水，在水中易产生沉淀或结晶。泰乐菌素与大多数酸形成相应的盐。在pH酸性时以相应的盐的形式存在，此时其易溶于水而不易溶于疏水性有机溶媒。

泰乐菌素类物质在碱性溶液中，随着温度的提高其溶解度迅速下降。这一点是本发明的要点，并不为公众所知。

泰乐菌素A和泰乐菌素B由泰乐菌素产生菌(Streptomyces fradiae)的两株突变菌株分别进行微生物发酵而产生。

由于泰乐菌素A和泰乐菌素B的化学结构十分相似，所以它们的发酵及提纯方法通常也基本相同。目前普遍采用的方法是：先将泰乐菌素产生菌(Streptomyces fradiae)进行多步生物培养后，生成“泰乐菌素发酵液”，此时“泰乐菌素发酵液”中含有泰乐菌素约1％。再将“泰乐菌素发酵液”做预处理，而后对预处理后的发酵液进行过滤得到“泰乐菌素发酵液滤液”，然后再向此滤液中直接加入与滤液体积成比例的疏水性有机溶媒(醋酸丁脂∶滤液＝1∶3)，将存在于滤液中的泰乐菌素萃取到有机溶媒中成为含有“泰乐菌素有机溶媒提取液”，此后，用酒石酸水溶液或磷酸水溶液对“泰乐菌素有机溶媒提取液”进行反萃取，将“泰乐菌素有机溶媒提取液”中的泰乐菌素转移到水中得到“泰乐菌素的酒石酸或磷酸盐溶液”，该溶液进入喷雾干燥设备中干燥，得到泰乐菌素的酒石酸盐或磷酸盐固体物成品。

经过以上处理后，得到泰乐菌素盐固体物成品。由于现有提纯方法中，“泰乐菌素发酵液滤液”未经浓缩，故需大量有机溶媒，由于有机溶媒在生产和回收过程中约有8-20％的损失，因而不仅增加了生产成本而且污染了环境。虽然有人也曾试图采用直接加热或薄膜浓缩法对滤液进行浓缩，但由于滤液受热时间过长，泰乐菌素被部分分解破坏而无法使用。

本发明的目的在于提供了一种节约有机溶媒，降低生产成本，减少环境污染，且浓缩时不使泰乐菌素分解破坏或很少分解破坏的泰乐菌素的提取方法。

本发明的目的是这样实现的：一种泰乐菌素提纯方法，包括以下工艺步骤：

a、泰乐菌素产生菌进行多步生物培养，得到含泰乐菌素的“泰乐菌素发酵液”；

b、将“泰乐菌素发酵液”固液分离得到“泰乐菌素发酵液之滤液”；

c、将步骤b中的“泰乐菌素发酵液之滤液”或步骤a之“泰乐菌素发酵液”，通过一可截留分子量300-800道尔顿的超滤膜设备，将发酵液之滤液浓缩4-8倍，得到“滤液之浓缩液”或用同样方法将“泰乐菌素发酵液”浓4-8倍得到“发酵液之浓缩液”。其中“发酵液之浓缩液”再经固液分离，同样得到“滤液之浓缩液”。由于该浓缩过程是在低温或常温下进行，所以泰乐菌素被分解的量很少。

d、将“发酵液之滤液”进行浓缩也可用以下方法进行。“泰乐菌素发酵液之滤液”进入离心喷雾干燥塔或压力喷雾干燥塔进行浓缩干燥，得到“发酵液滤液之浓缩液”。其中离心喷雾器的转速为8000-9000转/分，压力喷雾器的压力为2-3Mpa，干燥塔内热气体的温度为150-400℃；

e、通过一种“连续加碱混合加热装置”将步骤c或步骤d之“滤液之浓缩液”与碱性物质溶液混合并同时加热到70-80℃后，立即进入离心机固液分离，得到“泰乐菌素碱一次沉淀”，对该沉淀进行常规精制、干燥处理得到“泰乐菌素碱固体物”。

或用疏水性有机溶媒萃取“泰乐菌素碱一次沉淀”，得到“泰乐菌素萃取液”，用目前普遍使用的方法对该萃取液处理，得到“泰乐菌素碱固体物”或“泰乐菌素盐的固体物”。

f、向步骤e中的“泰乐菌素碱一次沉淀”中加入酒石酸溶液调pH4.0-6.0溶解沉淀，得到“泰乐菌素的一次盐溶液”，过滤以滤除溶液中的固体物，向得到的滤液中加入氢氧化钠溶液调pH9.0-10，加热到70-80℃得到“泰乐菌素碱二次沉淀”。该“泰乐菌素碱二次沉淀”再经现在普遍使用的提纯方法提纯干燥，得到较纯的“泰乐菌素碱固体物”。

g、向步骤f中的“泰乐菌素碱二次沉淀”中加入酒石酸或磷酸溶液调pH 4.0-6.5溶解沉淀，加入活性炭脱色、过滤，得到“泰乐菌素二次盐溶液”。该“泰乐菌素次盐溶液”进入喷雾干燥设备中干燥得到较纯的“泰乐菌素盐的固体物”。

由于本发明在发酵液或发酵液过滤之后增加了膜浓缩或喷雾浓缩干燥过程，即将泰乐菌素发酵液滤液在常温下通过可截留分子量为800以下超滤膜进行浓缩，将分子量约为900道尔顿的泰乐菌素截留，其余分子量低于700道尔顿的小分子有机杂质及无机杂质被去除，大大提高了最终产品质量。或通过离心喷雾干燥设备或压力喷雾干燥设备进行浓缩干燥。当发酵液滤液通过离心喷雾干燥塔中的离心喷雾器或压力喷雾干燥器中的压力喷雾器时，就被雾化成细小液滴，这些细小液滴被通入干燥器内的热气体加热，液滴的水分迅速蒸发，从而在极短的时间(0.1-10秒)内达到浓缩的目的，保证了料液内泰乐菌素不会因加热时间过长而被分解破坏。同时由于经过超滤膜浓缩或喷雾浓缩后，料液体积可减小到原体积的2/3-1/30，进而提纯泰乐菌素所需有机溶煤可减少为原消耗的2/3-1/20，因而降低了生产成本，减少了环境污染。经计算，因浓缩的需要而将“发酵液”或“发酵液滤液”中的水蒸发所消耗能源的成本比较现工艺有机溶媒消耗成本更低。

同时，又因“泰乐菌素发酵液”或“发酵液滤液”在浓缩前泰乐菌素浓度约1.0％，如不经过浓缩就采用步骤e所述的加碱直接沉淀结晶法，该步骤的泰乐菌素的收率只有60％，原因是泰乐菌素碱在水中的溶解度约为0.35％，即“发酵液滤液”中的泰乐菌素总量的35％不产生沉淀而随沉淀后的母液水流失。但浓缩后泰乐菌素浓度为浓缩前的1.5-30倍，同时体积比浓缩前减少了1.5-30倍。浓缩前与浓缩后泰乐菌素碱在水中的溶解度仍是0.35％，所以浓缩后再使用步骤e所述的加碱直接沉淀结晶法，该步骤的泰乐菌素收率可提高到95％以上，比使用现在普遍使用的有机溶媒法的萃取收率高出5-10％。同时由于提高了收率，并且不使用或少使用有机溶媒，使泰乐菌素生产成本降低10％以上。

以下结合实施例详述：

实施例1：

泰乐菌素产生菌在发酵罐中经过约170小时的发酵培养后得到泰乐菌素发酵液80立方米，向该发酵液中加入盐酸溶液、氢氧化钠溶液、絮凝剂以调节发酵液的pH和沉淀发酵液中的杂蛋白，该经过预处理的发酵液经过板框过滤机或鼓式真空过滤机进行固液分离后得到泰乐菌素发酵滤液70立方米。泰乐菌素发酵滤液通入离心喷雾干燥塔内被转速达4000-9000转/分的高速离心喷雾器雾化成细滴，同时向干燥塔内通入150-450℃的热气体，料液细滴被热气体迅速浓缩或干燥。可得到10-15立方米“泰乐菌素发酵滤液之浓缩液”。

通过一种“连续混合加热器”将上述“泰乐菌素发酵滤液之浓缩液”与氢氧化钠溶液混合，调pH到9.0-10同时加热到75℃产生泰乐菌素沉淀，立即用离心机进行固液分离，得到泰乐菌素碱的一次沉淀物，将该沉淀物水洗，干燥得到泰乐菌素碱的固体物成品。

实施例2：

泰乐菌素产生菌在发酵罐中经过约170小时的发酵培养后得到泰乐菌素发酵液80立方米，向该发酵液中加入盐酸溶液、氢氧化钠溶液、絮凝剂以调节发酵液的pH和沉淀发酵液中的杂蛋白，该经过预处理的发酵液经过板框过滤机进行固液分离后得到“泰乐菌素发酵滤液”约70立方米。“泰乐菌素发酵滤液”通入可截留分子量为300-800道尔顿的超滤浓缩设备中进行浓缩，得到约30吨的“发酵液滤液之浓缩液”。

“发酵液滤液之浓缩液”通入9000-12000转/分的高速离心喷雾器雾化成细滴，同时向干燥塔内通入约180-200℃的热气体，料液细滴被热气体迅速浓缩。可得到8-10吨“泰乐菌素滤液之浓缩液”。

向上述泰乐菌素滤液之浓缩液中，加入氢氧化钠(NaOH)溶液，调pH到9.0-10，立即进行固液分离，得到“泰乐菌素碱一次沉淀”，向该沉淀中加入酒石酸溶液调pH4.0-5.0将沉淀溶解，板框过滤得到“泰乐菌素一次盐溶液”。向该盐溶液中加入氢氧化钠(NaOH)溶液，调PH到9.0-10，同时加热到80℃，立即进行固液分离，得到“泰乐菌素碱二次沉淀”。向“泰乐菌素碱二次沉淀”中加入酒石酸溶液或磷酸溶液调pH4.0-5.0将沉淀溶解，加入活性炭脱色，固液分离，得到“泰乐菌素二次盐溶液”。该二次盐溶液进入喷雾干燥设备中干燥，得到泰乐菌素酒石到盐或泰乐菌素磷酸盐固体物成品。

实施例3：

泰乐菌素产生菌在发酵罐中经过约170小时的发酵培养后得到泰乐菌素发酵液约80立方米，该发酵液经过固液分离得到泰乐菌素发酵滤液68立方米。泰乐菌素发酵滤液通过一转速达4000-9000转/分的高速离心喷雾器进入干燥塔，料液被高速离心喷雾器雾化成细滴，同时向干燥塔内通入约300-400℃的热气体，料液细滴被热气体迅速浓缩。可得到20立方米泰乐菌素发酵滤液的浓缩液。

向滤液浓缩液中加入NaOH溶液调pH9.0-10.0，然后按有机溶媒体积∶滤液浓缩液体积＝0.5∶1的比例加入乙酸丁酯进行萃取，得到泰乐菌素的乙酸丁酯的萃取液，将该萃取液按现在普遍使用的方法进行分离、纯化、喷雾干燥，得到泰乐菌素磷酸盐固体物成品。

实施例4：

泰乐菌素产生菌在发酵罐中经过约170小时的发酵培养后得到泰乐菌素发酵液80立方米，向该发酵液中加入盐酸溶液、氢氧化钠溶液、硫酸铝以调节发酵液的pH和沉淀发酵液中的杂蛋白，该经过预处理的发酵液经过板框过滤机进行固液分离后得到泰乐菌素发酵滤液70立方米。该70立方米泰乐菌素发酵滤液被加压2.0MPa后通过一高硬度喷嘴喷雾器进入干燥器内，料液被高速喷嘴雾化器雾化成细滴，同时向干燥塔内通入约300-400℃的热气体，料液细滴被热气体迅速浓缩。可得到8-10立方米泰乐菌素发酵滤液之浓缩液。

向上述“泰乐菌素发酵滤液之浓缩液”中加入氢氧化钠(NaOH)溶液，调pH到10-11产生沉淀，立即进行固液分离。得到泰乐菌素碱一次沉淀。该一次沉淀中加入酒石酸溶液或磷酸溶液调pH4.0-5.0将沉淀溶解，加入活性炭脱色，固液分离，得到“泰乐菌素一次盐溶液”。“泰乐菌素一次盐溶液”进入喷雾干燥设备中干燥，得到泰乐菌素酒石到盐或泰乐菌素磷酸盐固体物成品。

Claims (8)

1.一种泰乐菌素提纯方法，其特征在于包含以下工艺步骤

a.用超滤膜过滤法或加热法将“泰乐菌素发酵液”经固液分离后得到的“发酵液之滤液”浓缩0.5-30倍，优选的浓缩倍数为3-10倍，得到“发酵液之浓缩液”或“发酵液滤液之浓缩液”。其中“发酵液之浓缩液”经过固液分离后也得到“发酵液滤液之浓缩液”。

b.“发酵液滤液之浓缩液”加入碱性物质调pH7.5以上，优选的碱性物质为氢氧化钠溶液调pH到9-10，同时加热到40-100℃，优选的加热温度为70-80℃，得到“泰乐菌素碱的一次沉淀”。

c.“泰乐菌素碱的一次沉淀”加入有机酸或无机酸调pH6.5以下溶解该沉淀，得到“泰乐菌素碱的一次盐溶液”，优选的酸为酒石酸或磷酸。

d.“泰乐菌素的一次盐溶液“中加入碱溶液调pH7.5以上，优选的碱溶液为氢氧化钠水溶液，加热到20-100℃得到“泰乐菌素碱二次沉淀”。

e.“泰乐菌素碱二次沉淀”中加入有机酸或无机酸调pH6.5以下溶解，优选的酸为酒石酸、盐酸或磷酸，得到“泰乐菌素二次盐溶液”。该“泰乐菌素二次盐溶液”经目前普遍使用的脱色、浓缩、干燥过程后得到较纯的“泰乐菌素盐的固体物”。

2、一种泰乐菌素提纯方法，其特征在于根据权利要求书1步骤a中所述的方法，用于“泰乐菌素发酵液”或“泰乐菌素发酵液之滤液”进行浓缩的超滤膜的截留分子量为4000道尔顿以下，优选的超滤膜的截留分子量为900道尔顿以下。

3、一种泰乐菌素提纯方法，其特征在于根据权利要求书1中步骤a所述的方法，用加热法将“泰乐菌素发酵液”或“泰乐菌素发酵液之滤液”进行浓缩所使用的设备为喷雾干燥设备。

4、一种泰乐菌素提纯方法，其特征在于根据权利要求书1中所述的方法，在步骤b与步骤c之间增加以下步骤：“泰乐菌素碱的一次沉淀”被疏水性有机溶媒萃取，然后再用目前普遍使用的提纯方法进行提纯得到较纯的“泰乐菌素碱的固体物”或“泰乐菌素盐的固体物”。

5、一种泰乐菌素提纯方法，其特征在于根据权利要求书1中所述的方法，在步骤c与步骤d之间增加以下步骤：“泰乐菌素的一次盐溶液”经过目前普遍使用的提纯、脱色、干燥过程后得到较纯的泰乐菌素盐的固体物。

6、一种泰乐菌素提纯方法，其特征在于根据权利要求书1中所述的方法，在步骤d与步骤e之间增加以下步骤：“泰乐菌素碱二次沉淀”再经目前普遍使用的提纯方法提纯干燥，得到较纯的“泰乐菌素碱固体物

7、泰乐菌素提纯方法，其特征在于，根据权利要求书1步骤a中所述的两种对“泰乐菌素的发酵液”或“发酵液之滤液”进行浓缩的方法，即超滤膜过滤法和加热法的两种方法可以单独使用，也可以联合使用。

8、一种泰乐菌素提纯方法，其特征在于，根据权利要求书1-9中所述的泰乐菌素是指泰乐菌素A或泰乐菌素B。

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