[发明专利]一种高效的青霉素发酵提取方法及应用

说明书

本发明涉及生物制药技术领域，尤其涉及一种高效的青霉素发酵提取方法及应用。该方法包括：针对青霉素发酵液，进行粗过滤、两级超滤流程、连续萃取、提纯、碱化稀释和结晶；两级超滤流程包括一级超滤和二级超滤；一级超滤为浓缩至浓缩液透光率5～10％；二级超滤为将一级超滤得到的浓缩液浓缩至透光率小于1％；连续萃取包括：将一级超滤和二级超滤得到的透析液合并为两级膜透析液；将两级膜透析液、醋酸丁酯和稀硫酸流加混合，并同时萃取离心。本发明采用两级超滤和连续萃取流程，实现了青霉素的连续化生产，在有效降低杂质含量的同时，提高了生产效率和青霉素的收率；此外还能够降低破乳剂和活性炭的用量，在生产青霉素的领域具有重要意义。

技术领域

本发明涉及生物制药技术领域，尤其涉及一种高效的青霉素发酵提取方法及应用。

背景技术

青霉素的大规模生产一般采用的是生物发酵法，其发酵液成分复杂，除含青霉素外，还含有大量菌丝体、色素、氨基酸、蛋白质、青霉素同系物及降解物质等。青霉素的分离提纯包括过滤、提取、共沸结晶等工序。传统青霉素发酵提取方法存在青霉素损失严重、生产效率低、生产成本高、青霉素类产品质量差等问题。

目前传统的过滤工序只能将发酵液中的菌丝体、大的悬浮物等固体物质予以粗分离，无法将发酵液中大量存在的可溶性蛋白、杂糖等小分子去除，这些小分子杂质及蛋白的存在，是导致乳化现象发生的根本原因，同时将大大增加溶媒萃取、脱色、蒸发结晶等后续工艺的负荷，从而导致废水排放量大、能耗增加、生产成本高、产品质量不稳定等问题。

中国专利CN1055290C针对萃取工艺进行优化来降低乳化程度，提高收率，中国专利CN1500788A采用微滤手段对青霉素进行分离提取，该方法未实现青霉素连续萃取，且没有完全取消破乳剂的使用。中国专利CN1055291C采用醇类萃取剂取代醋酸丁酯来提高萃取率，但是仍未实现青霉素连续萃取，也未提高生产效率。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种高效的青霉素发酵提取方法及应用，通过采用两级超滤和连续萃取流程，实现了青霉素的连续化生产，在显著提高生产效率的同时，提高了青霉素收率。

本发明提供一种青霉素发酵提取方法，包括：

针对青霉素发酵液，进行粗过滤、两级超滤流程、连续萃取、提纯、碱化稀释和结晶；

所述两级超滤流程包括一级超滤和二级超滤；

所述一级超滤为浓缩至浓缩液透光率5～10％；所述二级超滤为将所述一级超滤得到的浓缩液浓缩至透光率小于1％；

所述连续萃取包括：

将所述一级超滤和所述二级超滤得到的透析液合并为两级膜透析液；将所述两级膜透析液、醋酸丁酯和稀硫酸流加混合，并同时萃取离心。

本发明创造性地采用不同于常规连续萃取的流程，常规连续萃取一般是在溶剂使用上连续萃取(蒸发之后回流继续进行萃取)。而本发明是整体流程上的连续萃取，将待萃取液、溶剂和稀硫酸同时流加混合之后，直接通入萃取离心机，在管路中即已经起到了萃取的效果，萃取离心机在整个过程中处于持续运行的状态，直接将萃取好的溶液离心分相后排出萃取液用于后续的流程。现有技术中使用萃取离心机时也通常是分批次进行萃取离心，将初始溶液混匀之后加入萃取离心机，调节pH之后进行萃取离心；待上一批结束后开始下一批的萃取。相比之下，本发明采用的连续萃取流程可以实现青霉素的连续化生产，显著提高萃取效率，进而极大程度地提高生产效率。

实际上，这一过程中，两级超滤流程也起到了较为关键性的作用，其有效截留发酵液中菌丝体、色素、大分子蛋白以及可溶性蛋白等物质，使得滤液透光率高、杂质含量少，避免后续萃取过程中乳化现象的发生，这样得到的滤液可以在持续流加的过程中，混匀后在管路中即可很快实现萃取效果，进而能够不间断地进行萃取流程。

进一步地，所述一级超滤采用卷式膜超滤，所述二级超滤采用管式膜超滤。