一種製備高純度阿卡波糖的方法
2023-12-05 05:32:41 1
專利名稱：一種製備高純度阿卡波糖的方法
技術領域：
本發明涉及一種阿卡波糖的製備方法，尤其是涉及一種利用膜技術製備高純度阿卡波糖的方法。
背景技術：
阿卡波糖(Acarbose)是一種a-葡萄苷酶抑制劑，分子量為650，可用作口服治療II型糖尿病的抗糖尿病藥物，商品名叫拜糖平。該活性化合物是通過發酵產生，產生菌種為土壤微生物遊動放線菌SE50/110或其衍生突變體，阿卡波糖經發酵產生後須從肉湯中分離出來，製成純品。
阿卡波糖活性化合物在發酵肉湯中含量不高，約1500微克/毫升，目前分離提純技術都是採用不同的結構的離子樹脂對阿卡波糖進行吸附提純。為此，德國專利說明書2347782號，2719912號和中國專利說明書86108259號等都有描述。德國拜爾公司在中國專利86108259說明書中公開了一種高純度的阿卡波糖的製備方法，其中含少於10％(按重量計)的糖類次要成分，它是通過柱色譜法分離PH為4-7的經過預提純的阿卡波糖溶液而製得。該方法為凝膠純化方法的一種。其中色譜柱含弱酸型陽離子交換劑作為填充材料，所述的交換劑具羧基官能團，並以葡聚糖、瓊脂糖和纖維素為基質，交換劑或是由加入了聚醯胺的上述物質衍生而得。該方法提純後的阿卡波糖的含量增加到至少為90％(按重量計)，糖類次要成分少於10％(按重量計)。
國際上和國內現有生產阿卡波糖的企業對阿卡波糖發酵液的提純均採用上述離子交換技術進行提純，採用的方法如圖1方框流程圖所示，具體為將阿卡波糖發酵液，升溫到90℃殺菌，加入絮凝劑絮凝後通過板框過濾，收集阿卡波糖濾液；用鹽酸調節PH值為酸性，連續通過陽離子樹脂和陰離子樹脂吸附部份色素和無機離子；然後，進行真空低溫濃縮和陰離子樹脂調PH值到中性，並進行脫色，然後通過大孔樹脂吸附阿卡波糖，用稀鹽酸或緩衝液洗脫阿卡波糖後進行濃縮，用陰離子樹脂調節阿卡波糖濃縮液的PH值至中性，再使用強酸性樹脂吸附阿卡波糖，分離洗脫阿卡波糖及同系物，收集高純度阿卡波糖液，再次用陰離子樹脂調節阿卡波糖溶液的PH值為中性後，濃縮，進行噴霧乾燥或低溫乾燥，製得阿卡波糖成品。
該方法在分離過程中存在阿卡波糖有效成份收率低，製備方法成本較高、勞動強度大、能耗大和樹脂使用量大、酸鹼汙染嚴重等缺點。
利用膜分離技術，尤其是納米級超濾膜技術，用於分子級物質分離切割是近年來迅速發展起來的一項分離技術。選擇不同特性的膜分離系統，在一定的條件下，選擇性地將一定分子量範圍的同類物質進行截留，大大提高提取物的純度。日本的住友電工、日東電工、美國的Millpore、Osmonic等公司相繼開發了一系列分離膜和膜分離處理系統，供醫藥、生化等行業各種不同的物質分離要求工藝選用。
發明內容
本發明方法採用納米級系統膜分離技術，結合樹脂吸附工藝，將阿卡波糖從含有殘餘鹽類、有色物質和其它大分子雜質的發酵液中提純出來，提高阿卡波糖有效成份的提取得率和純度，減少樹脂的使用從而減少了酸鹼的使用量，減少環境汙染，降低生產成本，節省投資，減輕勞動強度，改善工作環境。
一種製備高純度阿卡波糖的方法，取阿卡波糖發酵液，升溫殺菌後，通過初級膜分離系統，採用膜分離工藝進行處理，收集阿卡波糖液；收集的阿卡波糖液降溫後通過酸調節PH值到酸性後通過陽離子樹脂脫鹽脫色，再通過陰離子樹脂調PH值至中性並脫色後進入一級膜分離系統，採用膜分離工藝進行處理，收集液進入二級膜純化濃縮系統，純化濃縮，得阿卡波糖濃縮液；阿卡波糖濃縮液通過陰離子樹脂調節PH值至中性後通過強酸性大孔樹脂吸附阿卡波糖，梯度酸洗後收集純度為98％以上的純阿卡波糖液；純阿卡波糖液通過陰離子樹脂將PH值調節為中性後進入三級膜純化濃縮系統，純化濃縮，得到高純度阿卡波糖液；高純度阿卡波糖液進行乾燥後得高純度阿卡波糖成品。
所述的分離工藝為阿卡波糖待處理液(包括阿卡波糖發酵液和阿卡波糖液)通過膜系統，分離出90％阿卡波糖後，添加原體積10％體積的水進入待處理液中，再次分離，分離出剩餘的50％阿卡波糖後，再添加原體積10％的水進入待處理液中，重複分離，使阿卡波糖膜分離收率達到95％以上。
所述的膜分離系統的採用的膜為無機材料膜，如陶瓷膜、粘土膜、金屬膜。
所述的初級膜分離系統採用的膜的截留分子量為100000級。
所述的一級膜分離系統採用的膜的截留分子量為10000至50000級。
所述的膜純化濃縮系統採用的膜為有機材料膜，如有機纖維素膜、聚碸膜。所述膜的截留分子量為150-300。
通過初級膜分離系統處理髮酵液，該系統對阿卡波糖分子無截留，分子截留量在100000級，去除發酵菌絲體及殘留的蛋白質等大分子物質。分離膜採用無機材料的非荷電管式對稱膜，耐汙染使用壽命長。
通過一級膜分離系統處理阿卡波糖液，該系統對阿卡波糖分子無截留，對10000級分子量及以上的色素和大分子截留，收集的阿卡波糖液去除大分子雜質和色素，分離膜採用無機材料的非荷電管式對稱膜，耐汙染，易於再生。
通過二級膜純化濃縮系統處理阿卡波糖液，該系統對阿卡波糖分子截留率達到95％以上，對小分子雜質脫除率達到85％以上。分離膜採用有機材料的荷電卷式複合膜，分離膜不易堵塞，易於再生。
通過三級膜純化濃縮系統處理色譜純阿卡波糖液，該系統對阿卡波糖分子級截留，對小分子雜質進一步脫除，提高阿卡波糖的純度。
通過本發明的工藝步驟製備高純度的阿卡波糖，阿卡波糖提取總收率可以達到50％以上，和原工藝比較收率上升了10％-20％；同時，由於採用了膜分離技術進行分離，取代了一部分採用樹脂吸附的工藝流程，提取得率提高，樹脂使用量減少，工藝過程中酸鹼的使用量減少，有利於控制汙染。採用膜系統濃縮取代傳統的真空低溫濃縮工藝，避免了對阿卡波糖活性成份的破壞，濃縮效率提高，勞動強度下降，能耗也大大降低。
圖1為現有阿卡波糖提純方法方框示意圖；圖2為本發明阿卡波糖提純方法方框示意圖。
具體實施例方式
實施例1分別取批號020503的500升阿卡波糖發酵液，每毫升發酵液含阿卡波糖1652微克，按照圖1和圖2所示的現有工藝和本發明工藝進行阿卡波糖純度為98％以上的生產實施。各級系統參數如下
生產收率數據結果如下
實施例2分別取批號020516的500升阿卡波糖發酵液，每毫升發酵液含阿卡波糖1364微克，按照圖1和圖2所示的現有工藝和本發明工藝進行阿卡波糖純度為98％以上的生產實施。各級系統參數如下
生產收率數據結果如下
實施例3分別取批號020508的500升阿卡波糖發酵液，每毫升發酵液含阿卡波糖1515微克，按照新舊工藝進行阿卡波糖純度為98％以上的生產實施。各級系統參數如下
生產收率數據結果如下
實施例4分別取批號020503的500升阿卡波糖發酵液，每毫升發酵液含阿卡波糖1652微克，按照按照圖1和圖2所示的現有工藝和本發明工藝進行阿卡波糖純度為98％以上的生產實施。各級系統參數如下
生產收率數據結果如下
實施例1-4中採用的膜分離系統的膜選用的參數比較如下初級膜分離系統
一級膜分離系統
二級膜純化濃縮系統
三級膜純化濃縮系統
權利要求
1.一種製備高純度阿卡波糖的方法，其特徵在於取阿卡波糖發酵液，升溫殺菌後，通過初級膜分離系統，採用膜分離工藝處理，收集阿卡波糖液；收集的阿卡波糖液降溫後通過酸調節PH值到酸性後通過陽離子樹脂脫鹽脫色，再通過陰離子樹脂調PH值至中性並脫色後進入一級膜分離系統，採用膜分離工藝處理；收集液進入二級膜純化濃縮系統，純化濃縮，得阿卡波糖濃縮液；阿卡波糖濃縮液通過陰離子樹脂調節PH值至中性後通過強酸性大孔樹脂吸附阿卡波糖，梯度酸洗後收集純度為98％以上的純阿卡波糖液；純阿卡波糖液通過陰離子樹脂將PH值調節為中性後進入三級膜純化濃縮系統，純化濃縮，得到高純度阿卡波糖液；高純度阿卡波糖液進行乾燥後得高純度阿卡波糖成品。
2.根據權利要求1所述的一種製備高純度阿卡波糖的方法，其特徵在於所述的膜分離工藝為阿卡波糖待處理液通過膜系統，分離出90％阿卡波糖後，添加原體積10％體積的水進入待處理液中，再次分離，分離出剩餘的50％阿卡波糖後，再添加原體積10％的水進入待處理液中，重複分離，使阿卡波糖膜分離收率達到95％以上。
3.根據權利要求1所述的一種製備高純度阿卡波糖的方法，其特徵在於所述的膜分離系統的採用的膜為無機材料膜。
4.根據權利要求3所述的一種製備高純度阿卡波糖的方法，其特徵在於所述的無機材料膜為陶瓷膜、粘土膜、金屬膜的一種。
5.根據權利要求3所述的一種製備高純度阿卡波糖的方法，其特徵在於所述的初級膜分離系統的採用的膜的截留分子量為100000級。
6.根據權利要求1所述的一種製備高純度阿卡波糖的方法，其特徵在於所述的一級膜分離系統採用的膜的截留分子量為10000至50000級。
7.根據權利要求1所述的一種製備高純度阿卡波糖的方法，其特徵在於所述的膜純化濃縮系統採用的膜為有機材料膜。
8.根據權利要求7所述的一種製備高純度阿卡波糖的方法，其特徵在於所述的有機材料膜為有機纖維素膜、聚碸膜的一種。
9.根據權利要求7所述的一種製備高純度阿卡波糖的方法，其特徵在於所述的膜純化濃縮系統採用的膜的分子截留量為150-300。
全文摘要
本發明公開了一種製備高純度阿卡波糖的方法，取阿卡波糖發酵液，升溫殺菌，通過初級膜分離系統分離，收集液降溫後通過酸調節pH值到酸性後通過陽離子樹脂脫鹽脫色，再通過陰離子樹脂調pH值至中性並脫色後進入一級膜分離系統分離，收集液進入二級膜純化濃縮系統純化濃縮，濃縮液通過陰離子樹脂調節pH值至中性後通過強酸性大孔樹脂吸附阿卡波糖，梯度酸洗後收集純度為98％以上的純阿卡波糖液；再通過陰離子樹脂將pH值調節為中性後進入三級膜純化濃縮系統純化濃縮，乾燥後得高純度阿卡波糖成品。本發明方法採用納米級系統膜分離技術，結合樹脂吸附工藝，提高了阿卡波糖有效成份的提取得率，減少樹脂和酸鹼的使用量，減少環境汙染，降低生產成本，減輕勞動強度，降低能耗。
文檔編號C07H1/00GK1414003SQ02136309
公開日2003年4月30日 申請日期2002年7月31日 優先權日2002年7月31日
發明者陳冠雄, 嚴阿根 申請人:浙江德清東立生物發展有限公司