一種麥白霉素的膜過濾工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種麥白霉素的膜過濾工藝，屬于發(fā)酵液固液分離提取生產(chǎn)抗生素的一種方法。本發(fā)明使用平板超濾膜、卷式超濾膜或管式超濾膜過濾發(fā)酵液進(jìn)行固液分離，得到透光度較高的濾液，濾液經(jīng)萃取及轉(zhuǎn)相，最后將轉(zhuǎn)相液結(jié)晶，再用離心機(jī)分離，晶體干燥后得到麥白霉素成品。本發(fā)明用膜過濾代替了現(xiàn)有的板框壓濾工藝，具有如下優(yōu)點和積極效果：過濾速度快，濾液質(zhì)量好，透光度高，壓濾收率顯著提高，杜絕了萃取乳化現(xiàn)象，成品總收率高，成品質(zhì)量好；此外，該膜過濾技術(shù)投資改造不復(fù)雜，增加設(shè)備不多，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種麥白霉素的膜過濾工藝方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于制藥領(lǐng)域，涉及一種抗生素的制備方法，具體涉及一種麥白霉素的膜 過濾工藝方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 麥白霉素（Meleumycin)是一種多組分的十六元大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，含麥迪霉素 Ai、吉他霉素 A6、麥迪霉素 A2、吉他霉素 A4、A8等小組分，分子式為C41H67N0 15. C4QH65N015，分子 量為 1613. 92。
[0003] 麥白霉素由一種鏈霉菌發(fā)酵提取制備，現(xiàn)有工藝是將發(fā)酵液加入鹽酸或草酸將發(fā) 酵液酸化，再加入硫酸鋅、黃血鹽絮凝后經(jīng)過板框壓濾，壓濾液經(jīng)過萃取及轉(zhuǎn)相，再在堿性 條件下升溫結(jié)晶，晶體分離后經(jīng)干燥得到成品。板框壓濾工藝有幾下幾個缺點：一，傳統(tǒng)的 板框過濾耗費大量的人力和物力；二，發(fā)酵液預(yù)處理加入硫酸鋅、黃血鹽，使壓濾后得菌渣 含有大量有毒元素鋅，板框壓濾后的菌渣含水量高達(dá)到65?80%，高含水量和重金屬鹽對 菌渣的運輸和處理都帶來較大的難度，特別是抗生素菌渣納入危險固廢管理，在對環(huán)保要 求日益提高的形勢下，這種固液分離方式在麥白霉素的生產(chǎn)中日益顯現(xiàn)出它的弊端；三，板 框壓濾不能除去大分子可溶性蛋白質(zhì)，糖類，色素等雜質(zhì)，濾液質(zhì)量差，在后續(xù)萃取時易發(fā) 生乳化，影響產(chǎn)品質(zhì)量和收率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述制備和生產(chǎn)麥白霉素現(xiàn)有工藝技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種更先進(jìn) 的工藝方法，通過膜過濾工藝制備麥白霉素，以提高發(fā)酵液固液分離的效率和收率，提高濾 液質(zhì)量，從而提高最終產(chǎn)品的收率和質(zhì)量，同時為菌渣的環(huán)保處理創(chuàng)造更有利的條件。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0006] -種麥白霉素的膜過濾工藝方法，該方法通過膜過濾工藝制備麥白霉素，依次包 括以下步驟：
[0007] 1)將麥白霉素發(fā)酵液酸化；
[0008] 2)將酸化后的麥白霉素發(fā)酵液通過膜過濾設(shè)備進(jìn)行過濾，得到超濾液；
[0009] 3)將步驟2)中的超濾液調(diào)至堿性，加入萃取劑，得到萃取液
[0010] 4)在步驟3)的萃取液中加入酸性水溶液進(jìn)行轉(zhuǎn)相，將目標(biāo)物麥白霉素從有機(jī)相 轉(zhuǎn)入水相中，得到轉(zhuǎn)相液；
[0011] 5)將步驟4)中的轉(zhuǎn)相液調(diào)堿，至有大量晶體析出；
[0012] 6)分離出晶體、洗滌并干燥，得到麥白霉素成品。
[0013] 上述麥白霉素的膜過濾工藝方法中，進(jìn)一步地：
[0014] 步驟1)所述酸化是往麥白霉素發(fā)酵液中通過加入無機(jī)酸或有機(jī)酸調(diào)pH值至 3. 5?4. 5,所述無機(jī)酸或有機(jī)酸為鹽酸、硫酸、硝酸、草酸和檸檬酸中的一種。其中，草酸效 果最好，硫酸等次之。在本發(fā)明的實施例中，選用草酸將麥白霉素發(fā)酵液酸化；
[0015] 步驟2)中的膜過濾設(shè)備為陶瓷膜、卷式超濾膜或管式超濾膜；膜過濾設(shè)備的膜材 料為聚砜膜、聚乙烯膜、聚醚砜膜、醋酸纖維膜、聚偏氟乙烯膜、聚酰胺膜、復(fù)合膜或不銹鋼 金屬膜；在本發(fā)明的實施例中，采用陶瓷膜過濾器進(jìn)行過濾，其過濾速率快，濃縮倍數(shù)高，使 用維護(hù)方便；效果最好、最經(jīng)濟(jì)。
[0016] 優(yōu)選地，步驟2)是將酸化后的麥白霉素發(fā)酵液通過孔徑大小為0. 01?0. 1 μ m的 陶瓷膜進(jìn)行過濾，再用發(fā)酵液1?2倍體積的pH值為3. 5?4. 5的純化水頂洗，收集全部 濾過液，得到超濾液。酸化后的發(fā)酵液通過孔徑大小為〇. 01?〇. 1 μ m的陶瓷膜進(jìn)行過濾 可截留分子量大于等于10萬分子量，使得發(fā)酵液濃縮到5倍以上。
[0017] 在上述工藝中，步驟3)中超濾液調(diào)至堿性是用氫氧化鈉溶液調(diào)pH為9. 0?10. 0 ; 萃取劑為乙酸丁酯，萃取劑加量體積為步驟2)得到的超濾液體積的10%?15%;再用碟片 式分離機(jī)分離除去重液。
[0018] 優(yōu)選地，步驟4)中酸性水溶液的pH為1. 5?2. 0,酸性水溶液的加量體積為萃取 液體積的15%?30%，酸性水溶液為鹽酸、硫酸、磷酸、草酸或檸檬酸。其中，磷酸效果最 好，本發(fā)明的實施例即選用磷酸水溶液。
[0019] 步驟5)中的轉(zhuǎn)相液調(diào)堿是使用氫氧化鈉溶液調(diào)pH為8. 0?8. 5。在本發(fā)明的實 施例中，選用0. 5M的氫氧化鈉溶液進(jìn)行轉(zhuǎn)相液調(diào)堿。
[0020] 步驟6)所述洗滌是用純化水進(jìn)行的。在本發(fā)明的實施例中，選用40?45°C的純 化水進(jìn)行晶體洗滌。
[0021] 上述麥白霉素的膜過濾工藝方法中，進(jìn)一步地，步驟2)中膜過濾后的菌渣可通過 隔膜式板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，再壓干，以降低菌渣含水量。在本發(fā)明的實施例中，通過陶瓷 膜過濾后的菌泥用隔膜式板框壓濾機(jī)壓濾，用水加壓式方式通入1. 〇?2. OMPa的高壓水將 濾餅榨干，榨干后的菌渣含水量低于30%，再送固廢中心處理。
[0022] 本發(fā)明通過膜過濾工藝方法過濾麥白霉素發(fā)酵液來制備麥白霉素，具有以下優(yōu)點 和積極效果：
[0023] -、過濾速度快，濾液質(zhì)量好，收率高。與傳統(tǒng)工藝經(jīng)過預(yù)處理步驟和板框過濾相 t匕，用陶瓷膜過濾法得到的濾液質(zhì)量好，透光度高，顏色淺，壓濾收率高。陶瓷膜過濾除去了 大分子蛋白質(zhì)，色素等物質(zhì)，在后工序萃取時完全杜絕了乳化現(xiàn)象，在提高萃取液質(zhì)量的同 時也提高了萃取步驟的收率。所以保證了總收率的提高。萃取工序乳化現(xiàn)象的杜絕，也降 低了溶媒的消耗。
[0024] 二、成品質(zhì)量好。由于采用了膜過濾工藝，保證了發(fā)酵液固液分離工序、萃取工序 的質(zhì)量，也提高了轉(zhuǎn)相液的質(zhì)量，去除了大分子雜質(zhì)對結(jié)晶和成品的影響，成品質(zhì)量達(dá)到 2010年版藥典的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
[0025] 三、投資改造小，操作簡單，效率高，極大減少勞動強(qiáng)度。陶瓷膜過濾器現(xiàn)已是成套 設(shè)備，占地面積小，利于新裝或改造，技術(shù)成熟，操作簡單，維護(hù)方便。陶瓷膜過濾效率高，也 沒有板框壓濾機(jī)拆洗的繁重操作，極大地降低了勞動強(qiáng)度，提高了勞動效率，適合工業(yè)化生 產(chǎn)。
[0026] 四、降低了菌渣的處理難度，有利于環(huán)保處理。使用陶瓷膜過濾工藝后，發(fā)酵液中 不需要再加入硫酸鋅和黃血鹽等重金屬物質(zhì)，菌渣的處理不會涉及到重金屬鹽的污染問 題，有利于環(huán)保處理。同時結(jié)合隔膜式板框壓濾機(jī)工藝，將菌渣榨干到含水量30 %以下，相 比于傳統(tǒng)工藝菌渣65%?80%的含水量，更有利于運輸和后續(xù)處理，數(shù)量的減少也降低了 運輸處理費用。

【具體實施方式】
[0027] 下面通過實施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0028] 以下實施例一、二和三均由麥白霉素發(fā)酵液通過采用本發(fā)明提供的麥白霉素的膜 過濾工藝方法來獲得麥白霉素成品，依次包括以下步驟：
[0029] 1)將麥白霉素發(fā)酵液先加入草酸調(diào)pH值至3. 5?4. 5 ;
[0030] 2)將酸化后的發(fā)酵液用陶瓷膜過濾器過濾，發(fā)酵液濃縮至5倍時，加入體積為發(fā) 酵液2倍的酸性純化水頂洗，收集濾液；
[0031] 3)將濾液調(diào)堿性，加入超濾液體積的10%?15%的乙酸丁酯萃?。?br> [0032] 4)在上述萃取液中加入酸性水溶液進(jìn)行轉(zhuǎn)相，將目標(biāo)物麥白霉素從有機(jī)相轉(zhuǎn)入水 相中；
[0033] 5)將轉(zhuǎn)相液調(diào)至堿性，pH為8. 0?8. 5,有大量結(jié)晶體析出；
[0034] 6)結(jié)晶混懸液分離，洗漆，干燥后得到麥白霉素成品；
[0035] 7)陶瓷膜過濾后的菌泥用隔膜式板框壓濾機(jī)壓濾，用水加壓式方式將濾餅榨干， 榨干后的菌渣送固廢中心處理。
[0036] 實施例一：
[0037] 將50噸麥白霉素發(fā)酵液用草酸調(diào)至pH4. 0,然后用孔徑大小為0. lum的截留分子 量10萬的陶瓷膜過濾器過濾，得到濾液40噸，再用濃縮菌渣2倍體積的pH4. 1的純化水頂 洗，合并濾液60噸。濾液用氫氧化鈉溶液調(diào)至pH9. 5,加入6. Om3乙酸丁酯混合均勻，用碟片 式離心機(jī)分離除去重液，得到乙酸丁酯萃取液。在攪拌下加入pHl. 8的磷酸溶液，加量為乙 酸丁酯體積的30%，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝箪o置分層，麥白霉素從乙酸丁酯有機(jī)相中又轉(zhuǎn)入下層 水相中，分出下層溶液。將轉(zhuǎn)相液用氫氧化鈉溶液調(diào)至PH8. 5,有大量白色晶體析出。再用 離心機(jī)分離結(jié)晶混懸液，并用純化水淋洗，得到潮晶。潮晶干燥得到麥白霉素成品，經(jīng)檢測 麥白霉素有效成分A1含量達(dá)到56 %，A6含量達(dá)到14. 9 %，A總83. 2 %，有關(guān)物質(zhì)22. 1 %。 總收率70. 6%。較板框壓濾機(jī)過濾工藝A1平均49. 5%提高了 6. 5個百分點，A6由平均 12. 6%提高了 2. 3個百分點，有關(guān)物質(zhì)由平均24. 8%降低了 2. 7個百分點?？偸章视善骄?65%提高到70. 6%，提高了 5. 6個百分點。
[0038] 將陶瓷膜過濾后的菌渣，再用2臺100 m2隔膜式板框壓濾機(jī)壓濾，經(jīng)過榨干后輸送 到專門的固廢中心進(jìn)行處理。經(jīng)檢查稱重，菌渣含水量28%，重3. 2噸，較原來工藝菌渣10 噸左右降低了 6. 8噸，降低了廢菌渣的輸送量。
[0039] 實施例二：
[〇〇4〇] 將50噸麥白霉素發(fā)酵液用草酸調(diào)至ρΗ3· 7,然后用孔徑大小為0· lum的截留分子 量10萬的陶瓷膜過濾器過濾，得到濾液40. 5噸，再用濃縮菌渣2倍體積的PH4. 2的純化水 頂洗，合并濾液61噸。濾液用氫氧化鈉溶液調(diào)至pH9. 39,加入6. lm3乙酸丁酯混合均勻，用 碟片式離心機(jī)分離除去重液，得到乙酸丁酯萃取液。在攪拌下加入PHI. 82的磷酸溶液，力口 量為乙酸丁酯體積的34%，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝箪o置分層，麥白霉素從乙酸丁酯有機(jī)相中又轉(zhuǎn) 入下層水相中，分出下層溶液。將轉(zhuǎn)相液用氫氧化鈉溶液調(diào)至PH8. 3,有大量白色晶體析出。
【權(quán)利要求】
1. 一種麥白霉素的膜過濾工藝方法，所述方法通過膜過濾工藝制備麥白霉素，其特征 在于，依次包括以下步驟： 1) 將麥白霉素發(fā)酵液酸化； 2) 將酸化后的麥白霉素發(fā)酵液通過膜過濾設(shè)備進(jìn)行過濾，得到超濾液； 3) 將步驟2)中的超濾液調(diào)至堿性，加入萃取劑，得到萃取液； 4) 在步驟3)的萃取液中加入酸性水溶液進(jìn)行轉(zhuǎn)相，將目標(biāo)物麥白霉素從有機(jī)相轉(zhuǎn)入 水相中，得到轉(zhuǎn)相液； 5) 將步驟4)中的轉(zhuǎn)相液調(diào)至堿性，至有大量晶體析出； 6) 分離出晶體、洗滌并干燥，得到麥白霉素成品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)所述酸化是往麥白霉素發(fā)酵液中 通過加入無機(jī)酸或有機(jī)酸調(diào)pH值至3. 5?4. 5,所述無機(jī)酸或有機(jī)酸為鹽酸、硫酸、硝酸、草 酸和朽1檬酸中的一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)所述膜過濾設(shè)備為陶瓷膜、卷式超 濾膜或管式超濾膜；所述膜過濾設(shè)備的膜材料為聚砜膜、聚乙烯膜、聚醚砜膜、醋酸纖維膜、 聚偏氟乙烯膜、聚酰胺膜、復(fù)合膜或不銹鋼金屬膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)是將酸化后的麥白霉素發(fā)酵液通 過孔徑大小為〇. 01?〇. 1 μ m的陶瓷膜進(jìn)行過濾，再用體積為發(fā)酵液的1?2倍且pH值為 3. 5?4. 5的純化水頂洗，收集全部濾過液，得到超濾液。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3)所述超濾液調(diào)至堿性是用氫氧化 鈉溶液調(diào)pH為9. 0?10. 0。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3)所述萃取劑為乙酸丁酯，萃取劑加 量體積為步驟2)所述超濾液體積的10?15%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4)所述酸性水溶液的pH為1. 5? 2. 0,所述酸性水溶液的體積為所述萃取液體積的15%?30%，所述酸性水溶液為鹽酸、硫 酸、磷酸、草酸或檸檬酸。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟5)所述轉(zhuǎn)相液調(diào)至堿性是用氫氧化 鈉溶液調(diào)pH為8.0?8. 5。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟6)所述洗滌是用純化水進(jìn)行的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中膜過濾后的菌渣通過隔膜式板 框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，再壓干，以降低菌渣含水量。
【文檔編號】C07H1/06GK104109181SQ201410305253
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】楊德榮, 謝云, 張洪蘭, 唐亞雄, 張葵, 雷川洋 申請人:北大醫(yī)藥重慶大新藥業(yè)股份有限公司, 北大方正集團(tuán)有限公司, 北大醫(yī)療產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司