[发明专利]从发酵技术培养物中提取纳他霉素的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种从发酵技术培养物中直接提取纳他霉素的方法。

背景技术：

纳他霉素[Natamycin又称匹马霉素(Pimaricin)、田纳西菌素(Tenecetin)]是一种多烯大环内酯类抗生素；分子式C₃₃H₄₇NO₁₃；分子量665.75道尔顿；纳他霉素是一种两性化合物，等电点为pH6.5，其结构一般存在两种构型，分别为烯醇式和酮式结构。纳他霉素的结构式为：

由于纳他霉素能高效、专一性的抑制酵母菌和霉菌并具有良好的理化稳定性以及极低的毒性，因而纳他霉素被用于医疗(外用)、食品、饲料、粮储之中，特别是在食品原料保鲜、食品防腐方面的应用中显示了良好的前景。但目前由于其极高的生产成本，使纳他霉素产品商业化应用受到了极大的限制，仅作为高端防腐剂应用。因为纳他霉素通常条件下不溶于水只溶于一定条件下的有机溶媒，所以它的提取方法不能经济运行，因此有必要开发一种经济可行的纳他霉素提取工艺。

纳他霉素已通过由链霉菌经生物发酵产生，常用的链霉菌包括GB-A844289公开的纳塔尔链霉菌(Streptomyces natalensis)、WO93/03171公开的褐黄孢链霉菌(Streptomyces gilvosporeus)及恰恰努加链霉菌(Streptomyceschattanoganis)等。纳他霉素的发酵单位一般可以达到2g-15g/L。通过适当的抗生素提取技术就可以从纳他霉素发酵液中分离纯化出纳他霉素。美国专利3,892,850、WO92/07998、WO92/1058等公布了纳他霉素的提取方法，以上这些专利公布的方法都需要先从发酵液中富集或分离出菌丝体，然后再利用有机溶媒如甲醇、异丙醇等从富集或分离出的菌丝体中提取出纳他霉素。纳他霉素的发现者Struky的美国专利3,892,850公布了通过酸化甲醇萃取菌丝体后蒸馏、沉淀提取纳他霉素的方法。专利WO92/07998、WO92/1058公布的方法为：向分离出的菌丝体中加入甲醇，然后调节pH值至1.0-4.5以使纳他霉素被萃取到有机相中；过滤除去菌丝体，通过调节萃取液pH值到6.0-9.0使纳他霉素结晶析出。

由于纳他霉素不溶于水，在发酵液中以固体形式附着与菌丝体表面，因此以上所述专利中的提取方法为了提高提取液中有机溶媒的浓度减少有机溶媒用量，它们在利用有机溶媒萃取纳他霉素之前都先通过离心、浓缩、过滤等固液分离方法中的一种减少发酵液中的水分，富集发酵液中的菌丝体以便提取之用，这样就造成了动力、人力费用的浪费。同时所有这些提取方法都需要使用甲醇、异丙醇等易燃、易挥发的有机溶媒，这就导致了较高的溶媒损耗、回收费用以及较高的安全设施要求、高昂的环保费用。以上这两条都造成了有机溶媒提取方法生产的产品成本较高。

WO97/29207公布了一种不需有机溶媒提取纳他霉素的方法。该方法先使用物理或化学的方法使发酵液中菌丝体细胞破碎、降解，发酵液中的纳他霉素固体悬浮在水相中，然后通过应用重力梯度离心技术使纳他霉素固体与细胞碎片分离得到产品。该方法具有工艺路线短的优点，但此工艺对发酵液中纳他霉素的含量要求较高(大于7克/升)，同时对发酵液中的纳他霉素晶体大小及均一度都有严格的要求。另外，从抗生素提取纯化专业角度来讲，利用重力梯度离心技术来彻底分离不同粒度大小的颗粒会对分离设备提出极高的要求，同时也需要高额的设备维护费用。从以上两点可看出该提取方法的应用有一定的局限性。

目前已知的对纳他霉素溶解特性的研究只局限于有机溶剂的范围，绝大多数纳他霉素的提取方法也是建立在此基础上的。

发明内容：

本发明的目的是提供一种从发酵技术培养物中提取纳他霉素的方法，以非有机溶媒法从发酵液中提取纳他霉素为特征，解决了有机溶媒法提取纳他霉素造成的纳他霉素提取生产过程中有机溶媒损耗量高、工序长造成的生产成本较高的问题，提供了一种经济、绿色环保并适于产业化生产的提取方法。

本发明的目的是以如下方式实现的：我们研究了纳他霉素在不同条件下在水中溶解度及稳定性的变化趋势，发现纳他霉素在中性条件下在水中的溶解度极低，但在酸性条件下随着pH降低及碱性条件下随着pH升高其溶解度逐渐升高，根据此特性，我们研究出不需有机溶剂从纳他霉素发酵技术培养物中直接提取纳他霉素的方法，该方法包括：升高发酵液pH值使纳他霉素溶于水；去除菌丝体，收集纳他霉素水相提取液；降低提取液pH值使纳他霉素沉淀析出；回收、干燥沉淀得到纳他霉素固体。该方法的具体步骤是：