專利名稱：一種右旋糖酐的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種右旋糖酐的生產(chǎn)方法，尤其涉及一種基于無機(jī)陶瓷膜分離技術(shù)的右旋糖酐生產(chǎn)方法，屬于醫(yī)藥生產(chǎn)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
右旋糖酐(dextran)亦稱葡聚糖，是利用蔗糖分子中的葡萄糖單元經(jīng)腸膜狀明串珠菌發(fā)酵，使葡萄糖單元脫水聚合而成的一種高分子葡萄糖聚合物。不同分子質(zhì)量的右旋糖酐在醫(yī)藥、食品、化工等行業(yè)具有不同的用途，要獲得不同分子質(zhì)量分布的右旋糖酐制品需進(jìn)行分級(jí)精制。
右旋糖酐的分級(jí)精制通常采用乙醇分級(jí)沉淀分離的方法，即根據(jù)不同分子質(zhì)量的右旋糖酐在不同的乙醇溶液中的溶解度差異，依次沉淀出不同分子質(zhì)量范圍的右旋糖酐產(chǎn)品。為了能得到大小不同分子質(zhì)量的右旋糖酐產(chǎn)品，要進(jìn)行4級(jí)乙醇沉淀操作，乙醇用量大，沉降耗時(shí)長，仍不能有效解決成品分子質(zhì)量分布過寬的問題。
對(duì)于右旋糖酐的生產(chǎn)，目前傳統(tǒng)的工藝為(1)發(fā)酵，(2)酸水解，(3)活性炭脫色，(4)乙醇分級(jí)沉淀，(5)活性炭脫色，(6)過濾除活性炭，(7)干燥。傳統(tǒng)工藝的缺點(diǎn)主要有(1)需要耗費(fèi)大量的乙醇,成本高,并且存在安全隱患。(2)乙醇分級(jí)沉淀耗時(shí)長，乙醇回收能耗高。(3)傳統(tǒng)工藝中的物料多為凝膠狀，無法用管道進(jìn)行輸送，需要人工搬運(yùn)，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。(4 )產(chǎn)品純度低，約在60%左右。
基于膜技術(shù)生產(chǎn)右旋糖酐的方法，與傳統(tǒng)的工藝相比，取代了乙醇分級(jí)沉淀，工藝中不需要任何有機(jī)溶劑，目前也已形成了一些專利技術(shù)。中國專利CN101205256A公開了一種右旋糖酐5的生產(chǎn)工藝，該工藝采用四級(jí)膜過濾以及分子量降解、脫色等步驟后得到右旋糖酐5，工藝流程復(fù)雜，此過程中的有機(jī)膜不能承受高溫，過程中需要對(duì)料液進(jìn)行降溫，能耗大，再者膜污染嚴(yán)重，清洗困難，壽命短，更換頻率高
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種簡(jiǎn)單的生產(chǎn)右旋糖酐的方法，克服傳統(tǒng)的發(fā)酵-脫色-醇沉-脫色工藝工藝步驟長、生產(chǎn)無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)化的不足；克服膜分離生產(chǎn)工藝步驟多的問題。采用的技術(shù)方案是一種右旋糖酐粗品的生產(chǎn)方法，包括下列步驟(I)發(fā)酵與水解通過發(fā)酵法制得右旋糖酐發(fā)酵液，發(fā)酵液加酸水解得到水解液；(2)一級(jí)陶瓷膜過濾水解液進(jìn)入一級(jí)陶瓷膜進(jìn)行過濾，滲透?jìng)?cè)得到陶瓷膜清液；(3) 二級(jí)陶瓷膜過濾陶瓷膜清液再進(jìn)入二級(jí)陶瓷膜進(jìn)行過濾，截留側(cè)得到二級(jí)陶瓷膜濃液；(4)后處理二級(jí)陶瓷膜濃液加活性炭脫色后，除去活性炭，干燥后得成品。
在步驟(I)中，可以采用常規(guī)的右旋糖酐發(fā)酵法工藝進(jìn)行右旋糖酐生產(chǎn)。
步驟(2)中，對(duì)水解液進(jìn)行過濾后，可以除去顆粒、一部分雜質(zhì)、細(xì)菌菌體以及一部分較聞分子量的右旋糖酐，中間分子量和較小分子量的右旋糖酐透過后，作為陶瓷膜清液。 陶瓷膜孔徑范圍為2(T200nm，優(yōu)選地，陶瓷膜孔徑可以為4(Tl00nm，進(jìn)一步優(yōu)選地，陶瓷膜孔徑可以為50nm。所述操作壓力為O. Γθ. 6MPa，膜面流速為f 6m/s，優(yōu)選地，操作壓力可以為O. 2^0.4 MPa，膜面流速可以為疒5 m/s，進(jìn)一步優(yōu)選地，操作壓力可以為O. 35MPa，膜面流速可以為4 m/s。濃縮倍數(shù)為2 3倍，優(yōu)選地，濃縮倍數(shù)可以為2. 5倍。
步驟(2)中，水解液經(jīng)過一級(jí)陶瓷膜過濾濃縮后，還可以加透析水進(jìn)行透析，將有效成份盡量透析出來，透析水量為濃縮液體積的51倍，優(yōu)選地，透析水量可以為濃縮液體積的7倍。
步驟(3)中，二級(jí)陶瓷膜的作用使陶瓷膜清液中的小分子右旋糖酐透過，得到中間分子量的右旋糖酐?？讖椒秶鸀? 10nm，操作壓力可以為O. Γθ. 6MPa，膜面流速為f6m/ s，優(yōu)選地，操作壓力可以為O. 2^0. 5MPa，膜面流速可以為疒5 m/s，進(jìn)一步優(yōu)選地，壓力可以為O. 4MPa，膜面流速可以為4. 5m/s。濃縮倍數(shù)是6 8，陶瓷膜清液被二級(jí)陶瓷膜過濾濃縮后，也可以加水進(jìn)行透析，使小分子的右旋糖酐盡量透過陶瓷膜，透析水量可以為濃縮液體積的2飛倍，優(yōu)選地，透析水量可以為濃縮液體積的3倍。
步驟(4)中，粗過濾器的過濾介質(zhì)可以為金屬、布袋或者是PP等。干燥過程可以為真空干燥或者噴霧干燥。
有益效果本發(fā)明涉及右旋糖酐的生產(chǎn)方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的方法所具有以下優(yōu)點(diǎn)I.本發(fā)明采用兩級(jí)陶瓷膜工藝，代替了常規(guī)工藝中的乙醇醇沉，省去了大量的乙醇以及乙醇醇沉的時(shí)間，同時(shí)也節(jié)約了大量的勞力。產(chǎn)品純度在90%以上，遠(yuǎn)高于常規(guī)工藝。
2.本發(fā)明采用的陶瓷膜具有良好的化學(xué)和機(jī)械性能，耐高溫、耐酸堿、易清洗維護(hù)，相比其他的分離設(shè)備，提高了濃縮倍數(shù)，減少了菌渣排放。
3.本發(fā)明采用的陶瓷膜，可直接處理水解液，不需要對(duì)水解液進(jìn)行降溫處理，節(jié)約能耗。
4.該工藝縮短了現(xiàn)有工藝流程，設(shè)備緊湊，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I將腸膜狀明串珠菌LM-1226接入種子培養(yǎng)基(蔗糖12%、蛋白胨O. 1%、Na2HPO4O. 2%、 MnCl2O. 001%、MgSO4O. 015%、其余為水)中，于24 26°C下培養(yǎng)20h，再以2. 5%的接種量泵入含有發(fā)酵培養(yǎng)基(蔗糖12. 5%、蛋白胨O. 08%、NaHPO4O. 085%、其余為水)的發(fā)酵罐中，在 22°C下培養(yǎng)20h，發(fā)酵后得到右旋糖酐發(fā)酵液，加6mol/L的鹽酸，升溫至100°C水解得到水解液；水解液重均分子量Mw=38068，M10=171512, M90=5489。(M10和M90為分子量累積分布曲線中10%和90%處的分子量)水解液不經(jīng)降溫，直接進(jìn)入一級(jí)陶瓷膜過濾器，陶瓷膜孔徑為20nm，壓力為O. 6MPa，膜面流速為lm/s，濃縮3倍開始加水透析，透析水量為濃縮液的5倍。透析后的混合清液重均分子量 Mw=34168，M10=171576, M90=5046。
混合清液進(jìn)入二級(jí)陶瓷膜過濾器，陶瓷膜孔徑為5nm，壓力為O. 6MPa，膜面流速為 6 m/s，濃縮6倍開始加水透析，透析水量為濃縮液的5倍。二級(jí)陶瓷膜濃液的重均分子量 Mw=34135, M10=145272，M90=15046。
二級(jí)陶瓷膜濃液經(jīng)活性炭吸附后經(jīng)PP濾芯過濾器去除活性炭顆粒后，進(jìn)入噴霧干燥器干燥后得到右旋糖酐成品，純度95%。
實(shí)施例2將腸膜狀明串珠菌LM-1226接入種子培養(yǎng)基(蔗糖12%、蛋白胨O. 1%、Na2HPO4O. 2%、 MnCl2O. 001%、MgSO4O. 015%、其余為水)中，于24 26°C下培養(yǎng)20h，再以2. 5%的接種量泵入含有發(fā)酵培養(yǎng)基(蔗糖12. 5%、蛋白胨O. 08%、NaHPO4O. 085%、其余為水)的發(fā)酵罐中，在 25°C下培養(yǎng)24h，發(fā)酵后得到右旋糖酐發(fā)酵液，加6mol/L的鹽酸，升溫至100°C水解得到水解液；水解液重均分子量Mw=30856，M10=114486, M90=4606。
水解液不經(jīng)降溫，直接進(jìn)入一級(jí)陶瓷膜過濾器，陶瓷膜孔徑為50nm，壓力為 O. 35MPa，膜面流速為4m/s，濃縮2. 5倍開始加水透析，透析水量為濃縮液的7倍。透析后的混合清液重均分子量 Mw=30443，M10=117275, M90=4909。
混合清液進(jìn)入二級(jí)陶瓷膜過濾器，陶瓷膜孔徑為5nm，壓力為O. 4MPa，膜面流速為 4. 5m/s，濃縮7倍開始加水透析，透析水量為濃縮液的3倍。二級(jí)陶瓷膜濃液的重均分子量 Mw=28817, M10=115674, M90=15124。
二級(jí)陶瓷膜濃液經(jīng)活性炭吸附后經(jīng)布袋過濾器去除活性炭顆粒后，進(jìn)入噴霧干燥器干燥后得到右旋糖酐成品，純度96%。
實(shí)施例3將腸膜狀明串珠菌LM-1226接入種子培養(yǎng)基(蔗糖12%、蛋白胨O. 1%、Na2HPO4O. 2%、 MnCl2O. 001%、MgSO4O. 015%、其余為水)中，于24 26°C下培養(yǎng)20h，再以2. 5%的接種量泵入含有發(fā)酵培養(yǎng)基(蔗糖12. 5%、蛋白胨O. 08%、NaHPO4O. 085%、其余為水)的發(fā)酵罐中，在 28°C下培養(yǎng)24h，發(fā)酵后得到右旋糖酐發(fā)酵液，加6mol/L的鹽酸，升溫至100°C水解得到水解液；水解液重均分子量Mw=37957，M10=181558, M90=6223。
水解液不經(jīng)降溫，直接進(jìn)入一級(jí)陶瓷膜過濾器，陶瓷膜孔徑為200nm，壓力為 O. IMPa，膜面流速為6m/s，濃縮2倍開始加水透析，透析水量為濃縮液的8倍。透析后的混合清液重均分子量 Mw=38803，M10=150537, M90=6142。
混合清液進(jìn)入二級(jí)陶瓷膜過濾器，陶瓷膜孔徑為10nm，壓力為O. IMPa，膜面流速為lm/s，濃縮8倍開始加水透析，透析水量為濃縮液的2倍。二級(jí)陶瓷膜濃液的重均分子量 Mw=58225, M10=150614，M90=18935。
二級(jí)陶瓷膜濃液經(jīng)活性炭吸附后經(jīng)金屬過濾器過濾后，進(jìn)入真空干燥器干燥后得到右旋糖酐成品，純度93%。
實(shí)施例4將腸膜狀明串珠菌LM-1226接入種子培養(yǎng)基(蔗糖12%、蛋白胨O. 1%、Na2HPO4O. 2%、 MnCl2O. 001%、MgSO4O. 015%、其余為水)中，于24 26°C下培養(yǎng)20h，再以2. 5%的接種量泵入含有發(fā)酵培養(yǎng)基(蔗糖12. 5%、蛋白胨O. 08%、NaHPO4O. 085%、其余為水)的發(fā)酵罐中，在28°C下培養(yǎng)20h，發(fā)酵后得到右旋糖酐發(fā)酵液，加6mol/L的鹽酸，升溫至100°C水解得到水解液；水解液重均分子量Mw=37449，M10=151801, M90=6063。
水解液不經(jīng)降溫，直接進(jìn)入一級(jí)陶瓷膜過濾器，陶瓷膜孔徑為40nm，壓力為 O. 2MPa，膜面流速為2m/s，濃縮2倍開始加水透析，透析水量為濃縮液的8倍。透析后的混合清液重均分子量 Mw=38790，M10=150341, M90=6155。
混合清液進(jìn)入二級(jí)陶瓷膜過濾器，陶瓷膜孔徑為10nm，壓力為O. 5MPa，膜面流速為2m/s，濃縮8倍開始加水透析，透析水量為濃縮液的2倍。二級(jí)陶瓷膜濃液的重均分子量 Mw=38331, M10=150471，M90=18778。
二級(jí)陶瓷膜濃液經(jīng)活性炭吸附后經(jīng)金屬過濾器過濾后，進(jìn)入真空干燥器干燥后得到右旋糖酐成品，純度95%。
實(shí)施例5將腸膜狀明串珠菌LM-1226接入種子培養(yǎng)基(蔗糖12%、蛋白胨O. 1%、Na2HPO4O. 2%、 MnCl2O. 001%、MgSO4O. 015%、其余為水)中，于24 26°C下培養(yǎng)20h，再以2. 5%的接種量泵入含有發(fā)酵培養(yǎng)基(蔗糖12. 5%、蛋白胨O. 08%、NaHPO4O. 085%、其余為水)的發(fā)酵罐中，在 25°C下培養(yǎng)24h，發(fā)酵后得到右旋糖酐發(fā)酵液，加6mol/L的鹽酸，升溫至100°C水解得到水解液；水解液重均分子量Mw=37899，M10=161818, M90=6233。
水解液不經(jīng)降溫，直接進(jìn)入一級(jí)陶瓷膜過濾器，陶瓷膜孔徑為lOOnm，壓力為 O. 4MPa，膜面流速為5m/s，濃縮2倍開始加水透析，透析水量為濃縮液的8倍。透析后的混合清液重均分子量 Mw=38789，M10=150444, M90=6112。
混合清液進(jìn)入二級(jí)陶瓷膜過濾器，陶瓷膜孔徑為10nm，壓力為O. 2MPa，膜面流速為5m/s，濃縮8倍開始加水透析，透析水量為濃縮液的2倍。二級(jí)陶瓷膜濃液的重均分子量 Mw=38277, M10=160441，M90=18773。
二級(jí)陶瓷膜濃液經(jīng)活性炭吸附后經(jīng)金屬過濾器過濾后，進(jìn)入真空干燥器干燥后得到右旋糖酐成品，純度94%。
權(quán)利要求
1.一種右旋糖酐的生產(chǎn)方法，包括下列步驟 (1)發(fā)酵與水解通過發(fā)酵法制得右旋糖酐發(fā)酵液，發(fā)酵液加酸水解得到水解液； (2)一級(jí)陶瓷膜過濾水解液進(jìn)入一級(jí)陶瓷膜進(jìn)行過濾，滲透?jìng)?cè)得到陶瓷膜清液； (3)二級(jí)陶瓷膜過濾陶瓷膜清液再進(jìn)入二級(jí)陶瓷膜進(jìn)行過濾，截留側(cè)得到二級(jí)陶瓷膜濃液； (4)后處理二級(jí)陶瓷膜濃液加活性炭脫色后，除去活性炭，干燥后得成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的右旋糖酐的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的一級(jí)陶瓷膜的平均孔徑是2(T200nm;所述的二級(jí)陶瓷膜的平均孔徑是5 10nm;步驟(2)中操作壓力是0.ro. 6MPa，膜面流速為f6m/s，濃縮倍數(shù)為2 3倍；步驟(3)中操作壓力是操作壓力為0.ro. 6MPa，膜面流速為I 6m/s。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的右旋糖酐的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的一級(jí)陶瓷膜的平均孔徑是4(Tl00nm;步驟(2)中操作壓力是0. 2、. 4 MPa，膜面流速為疒5 m/s，濃縮倍數(shù)為2. 5倍；步驟(3)中操作壓力是操作壓力為0. 2^0. 5MPa，膜面流速為2 5 m/s。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的右旋糖酐的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的所述的一級(jí)陶瓷膜的平均孔徑是50nm;步驟⑵中操作壓力是0.35MPa，膜面流速為4 m/s ;步驟(3)中操作壓力是操作壓力為0. 4MPa，膜面流速為4. 5 m/s。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的右旋糖酐的生產(chǎn)方法，其特征在于在進(jìn)行一級(jí)陶瓷膜過濾和二級(jí)陶瓷膜過濾之后，分別再對(duì)各自的濃縮液加水透析。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的右旋糖酐的生產(chǎn)方法，其特征在于一級(jí)陶瓷膜過濾之后的透析水加入量是為濃縮液體積的51倍；二級(jí)陶瓷膜過濾之后的透析水加入量為濃縮液體積的2飛倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的右旋糖酐的生產(chǎn)方法，其特征在于一級(jí)陶瓷膜過濾之后的透析水加入量是為濃縮液體積的7倍；二級(jí)陶瓷膜過濾之后的透析水加入量是濃縮液體積的3倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于無機(jī)陶瓷膜分離技術(shù)的右旋糖酐生產(chǎn)方法，屬于醫(yī)藥生產(chǎn)領(lǐng)域。包括下列步驟(1)發(fā)酵與水解通過發(fā)酵法制得右旋糖酐發(fā)酵液，發(fā)酵液加酸水解得到水解液；(2)一級(jí)陶瓷膜過濾水解液進(jìn)入一級(jí)陶瓷膜進(jìn)行過濾，滲透?jìng)?cè)得到陶瓷膜清液；(3)二級(jí)陶瓷膜過濾陶瓷膜清液再進(jìn)入二級(jí)陶瓷膜進(jìn)行過濾，截留側(cè)得到二級(jí)陶瓷膜濃液；(4)后處理二級(jí)陶瓷膜濃液加活性炭脫色后，除去活性炭，干燥后得成品。本發(fā)明采用兩級(jí)陶瓷膜工藝，代替了常規(guī)工藝中的乙醇醇沉，省去了大量的乙醇以及乙醇醇沉的時(shí)間，可直接處理水解液，不需要對(duì)水解液進(jìn)行降溫處理，節(jié)約能耗。
文檔編號(hào)C08B37/02GK102978257SQ20121055765
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者張桂花, 彭文博, 丁邦超, 陳磊, 寇琴 申請(qǐng)人:江蘇久吾高科技股份有限公司