一種從結晶母液中高效環保回收核黃素的方法

2023-05-29 00:42:01 4

一種從結晶母液中高效環保回收核黃素的方法
【專利摘要】一種從結晶母液中高效環保回收核黃素的方法屬於核黃素的清潔生產方法領域。本發明提供一種經濟可行、高效環保、易於工業放大的從結晶母液中回收核黃素的方法。本發明選用大孔樹脂吸附結晶母液中的核黃素，用合適的洗脫液來解吸，從解吸液中提取核黃素，其過程包括樹脂的動態吸附和動態解吸，以及從解吸液中回收無機酸和乙醇。本發明採用大孔吸附樹脂回收結晶母液中的核黃素，提高了產率，並減少了核黃素生產過程中的廢液處理量，降低核黃素工業化生產的總成本，可以回收結晶母液中80％以上的核黃素，純度高於98％，達到醫藥級。另外，採用電滲析設備可回收解吸液中80％以上的酸，採用蒸發濃縮可回收解吸液中75％以上的乙醇，以實現酸和醇的循環利用。
【專利說明】-種從結晶母液中高效環保回收核黃素的方法

【技術領域】：
[0001] 本發明涉及一種從核黃素結晶母液中回收核黃素的方法，具體說是屬於核黃素的 清潔生產方法領域。

【背景技術】：
[0002] 核黃素，即維生素B2，是一種水溶性維生素，但微溶於水，在27. 5°C下，溶解度為 120mg/L。可溶於氯化鈉溶液，易溶於稀的氫氧化鈉溶液，在中性或酸性溶液中加熱是穩 定的，在鹼性溶液中加熱易變質，也易受紫外線照射而破壞結構。核黃素是黃素單核苷酸 (FMN)和黃素嘌呤二苷酸（FAD)的輔酶，參與生物機體的生物氧化反應和能量代謝，是肌體 健康和正常生長所必需；大量的流行病學和動物實驗資料表明，核黃素具有防癌和抗癌的 作用；研究還顯示，核黃素有降低血脂、抗血小板聚集、抑制脂質過氧化等作用，這些都是與 高血壓併發症相關的危險。維生素B2缺乏與口腔和喉嚨的黏膜炎症、皮膚瘙癢和炎症以及 類似皮膚損傷、結膜炎症、視力下降和角膜混濁等相關，在嬰兒和兒童中如缺乏維生素B2可 導致生長停止和體重降低。核黃素可作為常用臨床藥物，也可作為色素和營養添加劑用於 食品工業中，還可用做飼料添加劑，滿足動物生長需要，並提高營養利用率。
[0003] 工業上主要是以葡萄糖為原料的全化學合成法、半化學合成法和微生物發酵法生 產核黃素。由於全化學合成法和半化學合成法工藝複雜，成本較高，得到的核黃素純度和收 率不佳，隨著微生物發酵法的誕生，前幾種方法逐漸被淘汰。微生物發酵法是近年來發展起 來的一種十分經濟有效的方法，所生產的核黃素純度高，而且與前幾種方法相比，其成本相 對較低，並且對環境和產品的汙染少，因此，微生物發酵法越來越受核黃素生產商的青睞。 現在中國湖北的廣濟藥業，德國的（BASF)巴斯夫公司和瑞士的（Roche)羅氏公司都採用微 生物發酵法生產核黃素。
[0004] 由於核黃素是通過微生物發酵法得到的胞內產物，故其發酵液中含有大量的菌 體、細胞碎片、蛋白質、核酸以及其他有機粘性物質，其黏度較大，因而給核黃素的分離純化 帶來了較大的困難。針對不同的生產方法，核黃素的分離提取方法也有差別，總的來說，核 黃素的分離提取方法主要有：重金屬鹽沉澱法、Morehouse法、酸溶法和鹼溶法，目前工業 生產主要採用後兩種方法。
[0005] 酸溶法首先是將核黃素髮酵液用稀酸水解，釋放部分與蛋白質結合的核黃素；然 後加黃血鹽和硫酸鋅，除去蛋白質等雜質；加入3-羥-2-奈甲酸鈉，使之與核黃素形成復 鹽，最後分離精製即可。張國勝應用該方法從核黃素枯草芽胞桿菌發酵液中分離提取核黃 素，核黃素收率為56. 61 %。由Gyure等1989年申請1992年批准的美國專利US5103005提 出用鹼性溶液溶解核黃素，然後在溶液中加氧化劑，最後再用酸液調整pH值,使核黃素沉 澱析出。1998年，無錫輕工大學章克昌等對核黃素的溶解度進行了研究，pH對核黃素溶解 度的影響極大，特別是在PH值達到11. 0以後，pH值只要很小的變化，就會引起核黃素溶解 度產生很大的波動，如下表所不。章克昌以質量濃度為6400mg/L的核黃素髮酵液為原料， 用鹼溶法，經二次分離結晶，最終獲得的成品純度達到92. 6%，總收率接近80%。表1顯示 了不同pH對核黃素溶解度的影響。
[0006] 表1核黃素在不同pH之下的溶解度（25°C)
[0007]

【權利要求】
1. 一種從結晶母液中高效環保回收核黃素的方法，其特徵在於步驟如下： (1) 核黃素髮酵液的分離純化：核黃素髮酵液經預處理，酸化，氧化結晶，固液分離得 到核黃素粗品，核黃素粗品經重結晶得到核黃素精品和結晶母液，而結晶母液在後續步驟 中進行回收利用； (2) 核黃素結晶母液的動態吸附：選用孔徑介於40?300 A的非極性大孔樹脂，在5? 20BV/h流速吸附核黃素結晶母液； (3) 核黃素結晶母液的動態解吸：用去離子水衝洗層析柱至流出液pH為6?7時，再 採用無水乙醇和無機酸混合溶液為洗脫液在5?20BV/h流速下進行洗脫，收集解吸液； (4) 解吸液中無機酸的回收：採用電滲析設備處理解吸液，回收解吸液中的無機酸，回 收的無機酸再次用來配製（3)中的洗脫液； (5) 解吸液中乙醇的回收：採用蒸發濃縮設備處理解吸液，回收解吸液中的乙醇，回收 的乙醇再次用來配製（3)中的洗脫液； (6) 核黃素精品的收集：在步驟（5)經蒸發濃縮得到的核黃素中加入水溶出並抽濾，置 於75?85°C的烘箱中乾燥。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於：所述非極性大孔樹脂選自SP207, HP20， H103, SP825 或 SP850。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於：步驟（2)中的吸附流速是5?10BV/h。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於：步驟（2)中的流出液經無機酸調pH為 2?3後用於步驟（1)中的酸化步驟。
5. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於：步驟（3)中的洗脫液為無水乙醇和無機 酸混合溶液，其中無機酸質量濃度為5%?15%，乙醇質量濃度為60%?80%;所述無機酸 選自鹽酸、硫酸或硝酸；洗脫液體積控制在4?6BV。
6. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於：步驟（3)中的流速控制在10?20BV/h。
7. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於：步驟（4)中的電滲析過程，電流密度控制 在3?9mA/cm2,流速控制在18?25L/h。
8. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於：步驟（5)中的蒸發濃縮過程中，溫度控制 在30?50°C，真空度控制在45?80bar。
【文檔編號】C07D475/14GK104327082SQ201410579130
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月26日 優先權日:2014年10月26日
【發明者】梁浩, 田飛豹, 袁其朋, 周筱, 郭義, 徐思凡 申請人:北京化工大學