[发明专利]一种从结晶母液中高效环保回收核黄素的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种从核黄素结晶母液中回收核黄素的方法，具体说是属于核黄素的清洁生产方法领域。

背景技术：

核黄素，即维生素B₂，是一种水溶性维生素，但微溶于水，在27.5℃下，溶解度为120mg/L。可溶于氯化钠溶液，易溶于稀的氢氧化钠溶液，在中性或酸性溶液中加热是稳定的，在碱性溶液中加热易变质，也易受紫外线照射而破坏结构。核黄素是黄素单核苷酸(FMN)和黄素嘌呤二苷酸(FAD)的辅酶，参与生物机体的生物氧化反应和能量代谢，是肌体健康和正常生长所必需；大量的流行病学和动物实验资料表明，核黄素具有防癌和抗癌的作用；研究还显示，核黄素有降低血脂、抗血小板聚集、抑制脂质过氧化等作用，这些都是与高血压并发症相关的危险。维生素B₂缺乏与口腔和喉咙的粘膜炎症、皮肤瘙痒和炎症以及类似皮肤损伤、结膜炎症、视力下降和角膜混浊等相关，在婴儿和儿童中如缺乏维生素B₂可导致生长停止和体重降低。核黄素可作为常用临床药物，也可作为色素和营养添加剂用于食品工业中，还可用做饲料添加剂，满足动物生长需要，并提高营养利用率。

工业上主要是以葡萄糖为原料的全化学合成法、半化学合成法和微生物发酵法生产核黄素。由于全化学合成法和半化学合成法工艺复杂，成本较高，得到的核黄素纯度和收率不佳，随着微生物发酵法的诞生，前几种方法逐渐被淘汰。微生物发酵法是近年来发展起来的一种十分经济有效的方法，所生产的核黄素纯度高，而且与前几种方法相比，其成本相对较低，并且对环境和产品的污染少，因此，微生物发酵法越来越受核黄素生产商的青睐。现在中国湖北的广济药业，德国的(BASF)巴斯夫公司和瑞士的(Roche)罗氏公司都采用微生物发酵法生产核黄素。

由于核黄素是通过微生物发酵法得到的胞内产物，故其发酵液中含有大量的菌体、细胞碎片、蛋白质、核酸以及其他有机粘性物质，其黏度较大，因而给核黄素的分离纯化带来了较大的困难。针对不同的生产方法，核黄素的分离提取方法也有差别，总的来说，核黄素的分离提取方法主要有：重金属盐沉淀法、Morehouse法、酸溶法和碱溶法，目前工业生产主要采用后两种方法。

酸溶法首先是将核黄素发酵液用稀酸水解，释放部分与蛋白质结合的核黄素；然后加黄血盐和硫酸锌，除去蛋白质等杂质；加入3-羟-2-奈甲酸钠，使之与核黄素形成复盐，最后分离精制即可。张国胜应用该方法从核黄素枯草芽胞杆菌发酵液中分离提取核黄素，核黄素收率为56.61％。由Gyure等1989年申请1992年批准的美国专利US5103005提出用碱性溶液溶解核黄素，然后在溶液中加氧化剂，最后再用酸液调整pH值，使核黄素沉淀析出。1998年，无锡轻工大学章克昌等对核黄素的溶解度进行了研究，pH对核黄素溶解度的影响极大，特别是在pH值达到11.0以后，pH值只要很小的变化，就会引起核黄素溶解度产生很大的波动，如下表所示。章克昌以质量浓度为6400mg/L的核黄素发酵液为原料，用碱溶法，经二次分离结晶，最终获得的成品纯度达到92.6％，总收率接近80％。表1显示了不同pH对核黄素溶解度的影响。

表1 核黄素在不同pH之下的溶解度(25℃)

酸溶法提取核黄素的工艺路线长，过程损耗多，收率较低，并且能耗较大，经一次溶解、分离、结晶获得的产品纯度为60％—70％，要得到高纯度的核黄素，只能进行再结晶，其优点是核黄素在酸溶液中比较稳定，结构不会被破坏。而碱溶法提取核黄素收率较高，能耗较低，在碱性溶液中核黄素的溶解度很大。但核黄素在碱性条件下容易发生不可逆变性反应，稳定性较差，如果控制不好，就会造成损失，如溶液的温度，避光条件，溶液的pH值，核黄素在溶液中的作用时间和核黄素的浓度等对核黄素的稳定性都有影响。不管是酸溶法还是碱溶法，最终都会造成大量的结晶母液，其中有大量核黄素不能被收集而作为废液处理，不仅造成了严重的浪费和污染而且使生产效率得不到提高，这也是溶析结晶的主要问题。