一種利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬菌素粗品的方法

2023-04-26 09:08:26

一種利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬菌素粗品的方法
【專利摘要】本發明涉及一種利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬菌素粗品的方法，其工藝步驟為：首先將奈馬菌素髮酵液進行板框過濾、閃蒸乾燥得到奈馬菌素幹菌渣，然後採用低級醇為溶劑進行浸提，所得浸提液降膜濃縮，至無液體流出，隨後加水酸化至pH4.5～5，採用大孔樹脂進行脫色處理，之後進行二級逆流萃取，反萃取，最後樹脂吸附，結晶後得到奈馬菌素粗品。本發明實現了提高奈馬菌素收率、降低成本，提高其晶體和成品質量的製備方法，適用於工業化生產。
【專利說明】一種利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬菌素粗品的方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬於抗生素提取【技術領域】，特別是涉及一種利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬 菌素粗品的方法。

【背景技術】
[0002] 奈馬菌素是一種抗寄生蟲藥，是由鏈黴菌發酵的單一成分的大環內酯類抗生素， 在國際上有美國諾華公司及日本三共公司生產。奈馬菌素是合成莫西菌素的初始原料。目 前，抗寄生蟲藥普遍應用於畜牧業、養殖業等基礎農業中，國際抗寄生蟲藥的需求一直保持 持續增長。
[0003] 據了解，國內奈馬菌素提取工藝較為複雜，主要的技術方法是層析法和二次樹脂 吸附法，存在的主要問題： 1提取收率低，一般在60?70%。
[0004] 2提取周期較長，超過了 60h。
[0005] 3提取成本較高，降低了產品市場競爭力。
[0006] 4提取過程中，產生了較多的廢水，不利於環境保護。


【發明內容】

[0007] 本發明的目的就在於提供一種有效提高提取收率，縮短提取周期，降低提取成本， 實現穩定、高效生產的利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬菌素粗品的方法。
[0008] 為實現上述目的所採取的技術方案為： 一種利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬菌素粗品的方法，其特徵在於其工藝步驟為：首先 將奈馬菌素髮酵液進行板框過濾、閃蒸乾燥得到奈馬菌素幹菌渣，然後採用低級醇為溶劑 進行浸提，所得浸提液降膜濃縮，至無液體流出，隨後加水酸化至PH4. 5?5,採用大孔樹脂 進行脫色處理，之後進行二級逆流萃取，反萃取，最後樹脂吸附，結晶後得到奈馬菌素粗品。
[0009] 所述板框過濾前，首先在奈馬菌素髮酵液加入水和助濾劑，充分攪拌10?30min， 其中水加量為發酵液重量的5?10%，助濾劑加量為發酵液重量的1?10%，所述助濾劑為 硅藻土或紙漿或碳酸鈣。
[0010] 所述閃蒸乾燥過程中，控制進風溫度145?160°C，出風溫度60?90°C，加料轉速 100 ?400r/min。
[0011] 所述浸提方式為多次，至提取收率達到90%以上後停止浸提。
[0012] 所述浸提時，菌渣和溶劑的比例為每1L溶劑中加入0. 2?0. 4kg菌渣，浸提時間 為 100 ?150min。
[0013] 所述浸提時所用的低級醇溶劑為甲醇或乙醇或正丙醇或異丙醇。
[0014] 所述降膜濃縮時，採用旋轉刮板薄膜蒸發器降膜蒸發奈馬菌素浸提液，控制溫度 100 ?120。。。
[0015] 所述加水酸化時，加水量為10?15L/kg。
[0016] 所述脫色處理時，濾液溫度控制在30?35°C，pH4. 5?5,脫色時間為30?40min。
[0017] 所述脫色處理時，樹脂型號是DIAION HP20,樹脂用量為(λ 5?(λ 7kg/L。
[0018] 所述二級逆流萃取採用離心機實現，萃取過程中控制萃取溫度40?50°C，一級pH 7?8,二級pH8?9,濾液：溶媒=4?5 : 1(V/V)，所述溶媒為乙酸乙酯或醋酸丁酯。
[0019] 所述反萃取過程為：在酸性pH4. 5?5條件下，將奈馬菌素將從有機溶媒相轉入到 水相，得到奈馬菌素溶液，V純化水：V有機溶媒=3 : 1?2 (L/L)，反萃取時間為30?40min。
[0020] 所述酸為醋酸、鹽酸或硫酸，其濃度為30?40%。
[0021] 所述樹脂吸附採用二效串聯法，其樹脂為大孔樹脂AB-8聚苯乙烯型吸附樹脂，樹 脂用量為〇. 4?0. 7kg/L，解吸劑為甲醇或乙醇，其用量為奈馬菌素溶液的30?50%。
[0022] 所述結晶過程為：首先將樹脂吸附後的解析液升溫至45?50°C，充分攪拌，攪拌 轉速控制在30?50r/min，加入用量為解析液體積的40?60%純化水，加入5?10%的氫 氧化鈉溶液，調節pH至9?10, pH調節時間控制在15?25min，隨後回收有機溶媒，當回 收量為解吸劑加入量的95%以上時停止加熱，降溫至25?30°C，繼續攪拌5?10r/min，然 後進行固液分離和乾燥，得到奈馬菌素粗品。
[0023] 本發明具有以下技術優勢： 1本發明可有效提1?奈馬菌素的提取收率，其中提取收率達到80%以上，1?於國內同 類水平。
[0024] 2提取周期較短，不超過40h。
[0025] 3本發明使用的有機溶媒可回收並再次利用，避免了環境汙染問題。
[0026] 4本發明生產成本低，有利於增強奈馬菌素衍生物莫西菌素的國內外市場競爭 力。
[0027] 5本發明工藝簡單，省時省力。

【具體實施方式】
[0028] 下面用實例予以說明本發明，應該理解的是，實例是用於說明本發明而不是對本 發明的限制。本發明的範圍與核心內容依據權利要求書加以確定。
[0029] 以下實施例中的奈馬菌素髮酵液是由按照常規發酵技術採用鏈黴菌發酵而成的。
[0030] 實施例1 奈馬菌素髮酵液l〇m3,效價為4123u/ml。加入硅藻土 100kg、飲用水500L，攪拌lOmin， 板框過濾得到菌渣583kg。啟用閃蒸乾燥設備，控制進風溫度在145?160°C，出風溫度控 制在60?90°C。將溼菌渣投入閃蒸乾燥機加料口，加料轉速控制為100?400r/min，進行 閃蒸乾燥，得到奈馬菌素幹菌渣496kg。經2次浸提，加入正丙醇總量為5000L，浸提液效價 為7982u/ml，浸提收率為96. 8%，然後固液分離。經降膜濃縮後，得到固體奈馬菌素混合物 42. 3kg。加入純化水423L，加入30%的醋酸調節pH至4. 5,並過濾，濾液體積為438L。採 用大孔樹脂對奈馬菌素濾液進行脫色處理，大孔樹脂(樹脂型號是DIAION HP20 (以聚苯乙 烯-二乙烯基苯為基體的HP20))用量88kg，濾液溫度控制在30?31°C，pH4. 5?4. 6,脫 色時間為30min，脫色率為84. 1%，收率為98. 4%，體積為437L。用離心機進行二級逆流萃取。 萃取溫度40?50°C，一級pH 7?8 ;二級pH8?9,乙酸乙酯用量110L，萃取收率為98. 7%。 加入純化水330L，用30%醋酸調節pH至4. 5,反萃取時間為30min，反萃取收率為97. 2%。樹 脂吸附前，加入純化水33L，奈馬菌素溶液體積為360L。採用二效串聯進行樹脂吸附，樹脂 用量為144kg，解吸劑乙醇用量為108L。經大孔樹脂吸附後，收集解析液107L。大孔樹脂吸 附收率為87. 3%。解析液升溫至45°C，攪拌轉速控制在30r/min，加入純化水43L，用5%的 氫氧化鈉溶液調節pH至9, pH調節時間控制在15min。回收乙醇101. 7L時停止加熱，降溫 至25°C，繼續攪拌5min，然後進行固液分離和乾燥，得到奈馬菌素粗品33. 2kg。奈馬菌素總 提取收率為80. 5%，提取時間為36h。
[0031] 實施例2 奈馬菌素髮酵液l〇m3,效價為4017u/ml。加入碳酸|丐200kg、飲用水600L，攪拌15min， 板框過濾得到菌渣678kg。啟用閃蒸乾燥設備，控制進風溫度在145?160°C，出風溫度控 制在60?90°C。將溼菌渣投入閃蒸乾燥機加料口，加料轉速控制為100?400r/min，進行 閃蒸乾燥，得到奈馬菌素幹菌渣581kg。經2次浸提，加入乙醇總量為5300L，浸提液效價 為7359u/ml，浸提收率為97. 1%，然後固液分離。經降膜濃縮後，得到固體奈馬菌素混合物 39kg。加入純化水430L，加入30%的鹽酸調節pH至4. 6,並過濾，濾液體積為442L。採用 大孔樹脂對奈馬菌素濾液進行脫色處理，大孔樹脂大孔樹脂(樹脂型號是DIAION HP20 (以 聚苯乙烯-二乙烯基苯為基體的HP20))用量133kg，濾液溫度控制在31?32°C，pH4. 6? 4. 7,脫色時間為32min，脫色率為84. 8%，收率為98. 5%，體積為441L。用離心機進行二級逆 流萃取。萃取溫度40?50°C，一級pH 7?8;二級pH8?9,醋酸丁酯用量105L，萃取收率 為98. 8%。加入純化水367L，用30%鹽酸調節pH至4. 6,反萃取時間為32min，反萃取收率 為97. 5%。樹脂吸附前，加入純化水45L，奈馬菌素溶液體積為415L。採用二效串聯進行樹 脂吸附，樹脂（AB-8聚苯乙烯型吸附樹脂）用量為207. 5kg，解吸劑甲醇用量為145L。經大 孔樹脂吸附後，收集解析液145L。大孔樹脂吸附收率為87. 5%。解析液升溫至46°C，攪拌轉 速控制在35r/min，加入純化水65L，用6%的氫氧化鈉溶液調節pH至9. 2, pH調節時間控制 在17min。回收甲醇139. 2L時停止加熱，降溫至26°C，繼續攪拌6min，然後進行固液分離和 乾燥，得到奈馬菌素粗品32. 5kg。奈馬菌素總提取收率為80. 9%，提取時間為35h。
[0032] 實施例3 奈馬菌素髮酵液l〇m3,效價為4106u/ml。加入娃藻土 500kg、飲用水700L，攪拌20min， 板框過濾得到菌渣942kg。啟用閃蒸乾燥設備，控制進風溫度在145?160°C，出風溫度控 制在60?90°C。將溼菌渣投入閃蒸乾燥機加料口，加料轉速控制為100?400r/min，進行 閃蒸乾燥，得到奈馬菌素幹菌渣829kg。經2次浸提，加入甲醇總量為5500L，浸提液效價 為7279u/ml，浸提收率為97. 5%，然後固液分離。經降膜濃縮後，得到固體奈馬菌素混合物 40kg。加入純化水480L，加入30%的硫酸調節pH至4. 7,並過濾，濾液體積為489L。採用 大孔樹脂對奈馬菌素濾液進行脫色處理，大孔樹脂大孔樹脂(樹脂型號是DIAION HP20 (以 聚苯乙烯-二乙烯基苯為基體的HP20))用量196kg，濾液溫度控制在32?33°C，pH4. 7? 4. 8,脫色時間為35min，脫色率為85. 1%，收率為98. 6%，體積為488L。用離心機進行二級逆 流萃取。萃取溫度40?50°C，一級pH 7?8;二級pH8?9,乙酸乙酯用量108L，萃取收率 為98. 9%。加入純化水432L，用30%硫酸調節pH至4. 7,反萃取時間為35min，反萃取收率 為97. 7%。樹脂吸附前，加入純化水65L，奈馬菌素溶液體積為512L。採用二效串聯進行樹 脂吸附，樹脂（AB-8聚苯乙烯型吸附樹脂）用量為256kg，解吸劑乙醇用量為205L。經大孔 樹脂吸附後，收集解析液205L。大孔樹脂吸附收率為87. 9%。解析液升溫至47°C，攪拌轉速 控制在40r/min，加入純化水103L，用7%的氫氧化鈉溶液調節pH至9. 5, pH調節時間控制 在20min。回收乙醇199L時停止加熱，降溫至27°C，繼續攪拌7min，然後進行固液分離和幹 燥，得到奈馬菌素粗品33. 3kg。奈馬菌素總提取收率為81. 2%，提取時間為38h。
[0033] 實施例4 奈馬菌素髮酵液l〇m3,效價為4002u/ml。加入碳酸鈣800kg、飲用水800L，攪拌25min， 板框過濾得到菌渣1229kg。啟用閃蒸乾燥設備，控制進風溫度在145?160°C，出風溫度控 制在60?90°C。將溼菌渣投入閃蒸乾燥機加料口，加料轉速控制為100?400r/min，進行 閃蒸乾燥，得到奈馬菌素幹菌渣1070kg。經2次浸提，加入乙醇總量為8200L，浸提液效價 為4754u/ml，浸提收率為97. 4%，然後固液分離。經降膜濃縮後，得到固體奈馬菌素混合物 38. 9kg。加入純化水545L，加入30%的硫酸調節pH至4. 7,並過濾，濾液體積為557L。採用 大孔樹脂對奈馬菌素濾液進行脫色處理，大孔樹脂大孔樹脂(樹脂型號是DIAION HP20 (以 聚苯乙烯-二乙烯基苯為基體的HP20 ))用量278. 5kg，濾液溫度控制在33?34°C，pH4. 8? 4. 9,脫色時間為38min，脫色率為85. 3%，收率為98. 7%，體積為555L。用離心機進行二級逆 流萃取。萃取溫度40?50°C，一級pH 7?8;二級pH8?9,醋酸丁酯用量118L，萃取收率 為98. 7%。加入純化水531L，用30%硫酸調節pH至4. 8,反萃取時間為38min，反萃取收率 為97. 5%。樹脂吸附前，加入純化水98L，奈馬菌素溶液體積為644L。採用二效串聯進行樹 脂吸附，樹脂（AB-8聚苯乙烯型吸附樹脂）用量為418kg，解吸劑甲醇用量為290L。經大孔 樹脂吸附後，收集解析液288L。大孔樹脂吸附收率為87. 5%。解析液升溫至48°C，攪拌轉速 控制在47r/min，加入純化水158L，用9%的氫氧化鈉溶液調節pH至9. 8, pH調節時間控制 在22min。回收甲醇281L時停止加熱，降溫至28°C，繼續攪拌9min，然後進行固液分離和幹 燥，得到奈馬菌素粗品32. 3kg。奈馬菌素總提取收率為80. 7%，提取時間為37h。
[0034] 實施例5 奈馬菌素髮酵液l〇m3,效價為4061u/ml。加入硅藻土 1000kg、飲用水1000L，攪拌 30min，板框過濾得到菌漁1532kg。啟用閃蒸乾燥設備，控制進風溫度在145?160°C，出風 溫度控制在60?90°C。將溼菌渣投入閃蒸乾燥機加料口，加料轉速控制為100?400r/ min，進行閃蒸乾燥，得到奈馬菌素幹菌渣1310kg。經2次浸提，加入正丙醇總量為6500L， 浸提液效價為6097u/ml，浸提收率為97. 6%，然後固液分離。經降膜濃縮後，得到固體奈馬 菌素混合物39. 5kg。加入純化水592L，加入30%的硫酸調節pH至4. 7,並過濾，濾液體積為 604L。採用大孔樹脂對奈馬菌素濾液進行脫色處理，大孔樹脂大孔樹脂用量362kg，濾液溫 度控制在34?35°C，pH4. 9?5. 0,脫色時間為40min，脫色率為85. 2%，收率為98. 6%，體積 為602L。用離心機進行二級逆流萃取。萃取溫度40?50°C，一級pH 7?8;二級pH8? 9,乙酸乙酯用量120L，萃取收率為98. 6%。加入純化水600L，用30%硫酸調節pH至5. 0,反 萃取時間為40min,反萃取收率為97. 4%。樹脂吸附前，加入純化水98L,奈馬菌素溶液體積 為734L。採用二效串聯進行樹脂吸附，樹脂（AB-8聚苯乙烯型吸附樹脂）用量為514kg，解 吸劑乙醇用量為293L。經大孔樹脂吸附後，收集解析液292L。大孔樹脂吸附收率為87. 6%。 解析液升溫至50°C，攪拌轉速控制在50r/min，加入純化水175L，用10%的氫氧化鈉溶液調 節pH至10, pH調節時間控制在25min。回收甲醇284L時停止加熱，降溫至30°C，繼續攪 拌lOmin，然後進行固液分離和乾燥，得到奈馬菌素粗品32. 7kg。奈馬菌素總提取收率為 80. 6%，提取時間為38h。
[0035] 上述實施例1-5中，樹脂吸附的具體過程為：首先，向反萃取所得的奈馬菌素溶液 中加入純化水，加量為奈馬菌素溶液體積的10?20%，然後用泵把溶液輸送到樹脂中，通過 轉子流量計控制流速為280?320L/h。收集一次吸附柱的流出液直接送到副柱進行吸附， 控制流速為280?320L/h。當柱吸附飽和後，將柱中的料液壓至副柱，用40°C脫鈣水正洗 洗飽和柱3?3. 5h，流量280?320L/h ;再用40°C脫鈣水反洗2?2. 5h，流量480?520L/ h。反吹飽和的吸附柱10?15min，吹除懸浮物。從飽和柱底部通入已預冷的4?5°C冷水 和解析劑。冷水用量為奈馬菌素溶液的80%，解吸劑主要是甲醇或乙醇，其用量為奈馬菌素 溶液的30?50%。解析劑通入時間控制在30?40min。經過濾器收集解析液。
【權利要求】
1. 一種利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬菌素粗品的方法，其特徵在於其工藝步驟為：首 先將奈馬菌素髮酵液進行板框過濾、閃蒸乾燥得到奈馬菌素幹菌渣，然後採用低級醇為溶 劑進行浸提，所得浸提液降膜濃縮，至無液體流出，隨後加水酸化至PH4. 5?5,採用大孔樹 脂進行脫色處理，之後進行二級逆流萃取，反萃取，最後樹脂吸附，結晶後得到奈馬菌素粗 品。
2. 按照權利要求1所述的利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬菌素粗品的方法，其特徵在於 所述板框過濾前，首先在奈馬菌素髮酵液加入水和助濾劑，充分攪拌10?30min，其中水加 量為發酵液重量的5?10%，助濾劑加量為發酵液重量的1?10%，所述助濾劑為娃藻土或 紙漿或碳酸鈣。
3. 按照權利要求1所述的利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬菌素粗品的方法，其特徵在於 所述閃蒸乾燥過程中，控制進風溫度145?160°C，出風溫度60?90°C，加料轉速100? 400r/min〇
4. 按照權利要求1所述的利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬菌素粗品的方法，其特徵在於 所述浸提方式為多次，至提取收率達到90%以上後停止浸提。
5. 按照權利要求1或4所述的利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬菌素粗品的方法，其特 徵在於所述浸提時，菌渣和溶劑的比例為每1L溶劑中加入0. 2?0. 4kg菌渣，浸提時間為 100 ?150min。
6. 按照權利要求5所述的利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬菌素粗品的方法，其特徵在於 所述浸提時所用的低級醇溶劑為甲醇或乙醇或正丙醇或異丙醇。
7. 按照權利要求1所述的利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬菌素粗品的方法，其特徵在 於所述降膜濃縮時，採用旋轉刮板薄膜蒸發器降膜蒸發奈馬菌素浸提液，控制溫度100? 120。。。
8. 按照權利要求1所述的利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬菌素粗品的方法，其特徵在於 所述加水酸化時，加水量為10?15L/kg。
9. 按照權利要求1所述的利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬菌素粗品的方法，其特徵在於 所述脫色處理時，濾液溫度控制在30?35°C，pH4. 5?5,脫色時間為30?40min。
10. 按照權利要求1或9所述的利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬菌素粗品的方法，其特徵 在於所述脫色處理時，樹脂型號是DIAION HP20,樹脂用量為0. 5?0. 7kg/L。
11. 按照權利要求1所述的利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬菌素粗品的方法，其特徵在 於所述二級逆流萃取採用離心機實現，萃取過程中控制萃取溫度40?50°C，一級pH 7? 8,二級pH8?9,濾液：溶媒=4?5 : 1(V/V)，所述溶媒為乙酸乙酯或醋酸丁酯。
12. 按照權利要求1所述的利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬菌素粗品的方法，其特徵在 於所述反萃取過程為：在酸性PH4. 5?5條件下，將奈馬菌素將從有機溶媒相轉入到水相， 得到奈馬菌素溶液，V純化水：V有機溶媒=3 : 1?2 (L/L)，反萃取時間為30?40min。
13. 按照權利要求1、8或12所述的利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬菌素粗品的方法，其 特徵在於所述酸為醋酸、鹽酸或硫酸，其濃度為30?40%。
14. 按照權利要求1所述的利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬菌素粗品的方法，其特徵在 於所述樹脂吸附採用二效串聯法，其樹脂為大孔樹脂AB-8聚苯乙烯型吸附樹脂，樹脂用量 為0. 4?0. 7kg/L，解吸劑為甲醇或乙醇，其用量為奈馬菌素溶液的30?50%。
15.按照權利要求1所述的利用奈馬菌素髮酵液提取奈馬菌素粗品的方法，其特徵在 於所述結晶過程為：首先將樹脂吸附後的解析液升溫至45?50°C，充分攪拌，攪拌轉速控 制在30?50r/min,加入用量為解析液體積的40?60%純化水，加入5?10%的氫氧化鈉 溶液，調節pH至9?10, pH調節時間控制在15?25min，隨後回收有機溶媒，當回收量為 解吸劑加入量的95%以上時停止加熱，降溫至25?30°C，繼續攪拌5?10r/min，然後進行 固液分離和乾燥，得到奈馬菌素粗品。
【文檔編號】C07D493/22GK104193760SQ201410433300
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月29日 優先權日:2014年8月29日
【發明者】任勇, 奇乃, 李小萍, 董媛 申請人:寧夏泰瑞製藥股份有限公司