專(zhuān)利名稱(chēng)：應(yīng)用膜制造發(fā)酵類(lèi)核苷肽型抗生素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用膜制造發(fā)酵類(lèi)核苷肽型抗生素的方法，特別與寧南霉素等通過(guò)發(fā)酵生成的核苷肽型抗生素的提取方法有關(guān)。
背景技術(shù)：
新一代通過(guò)發(fā)酵生成的核苷肽型抗生素類(lèi)廣譜殺菌劑(如寧南霉素等)，是一種新型的生物環(huán)保農(nóng)藥，對(duì)水稻白葉病、小球菌核病、小麥白粉病、茄科植物花葉病毒、煙草、辣椒花葉病毒有優(yōu)異防效。該類(lèi)殺菌劑是國(guó)內(nèi)外發(fā)展綠色食品、無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品、保護(hù)環(huán)境安全的生物農(nóng)藥，其市場(chǎng)前景非常好，目前已經(jīng)在云南、山東、四川、河北、浙江、吉林等地農(nóng)田廣泛試用，效果十分好。
該類(lèi)殺菌劑，如寧南霉素傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝如下發(fā)酵→滅活/酸化PH5→板框過(guò)濾→離子交換→蒸發(fā)濃縮→2％寧南霉素(或8％寧南霉素)其中，由于“板框過(guò)濾”步驟不能有效去除可溶性蛋白、糖類(lèi)、多肽、色素等雜質(zhì)，濾液質(zhì)量差；而且“蒸發(fā)濃縮” 步驟的溫度很高、能耗大，“蒸發(fā)濃縮”會(huì)加深產(chǎn)品的色澤及損失產(chǎn)品，產(chǎn)品的純度較低，且“蒸發(fā)濃縮”噴成干粉后產(chǎn)品極易吸潮；所以，此生產(chǎn)工藝只能制成寧南霉素水劑，而不利于產(chǎn)品制作成粉劑，產(chǎn)品的純度較低，產(chǎn)品的附加值低，此生產(chǎn)工藝確實(shí)有待提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用膜制造發(fā)酵類(lèi)核苷肽型抗生素的方法，以提高產(chǎn)品的純度和附加值，降低制造成本，且減少環(huán)境污染。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是應(yīng)用膜制造發(fā)酵類(lèi)核苷肽型抗生素的方法，其步驟是發(fā)酵；H2SO4酸化/NaOH回調(diào)滅活；大分子量超濾；小分子量超濾；納濾膜濃縮，即得納濾濃縮液。
其中，當(dāng)發(fā)酵類(lèi)核苷肽型抗生素為寧南霉素時(shí)，上述大分子量超濾采用截留分子量為30000-150000MWCO的超濾膜，操作壓力為4-9bar，溫度低于50℃，濃縮倍數(shù)以進(jìn)料液計(jì)算為4-6倍，加水洗滌量以進(jìn)料液計(jì)算為0.4-0.8倍；小分子量超濾采用截留分子量為3000-10000MWCO的超濾膜，操作壓力為15-30bar，溫度低于50℃，濃縮倍數(shù)以進(jìn)料液計(jì)算為5-15倍左右；納濾膜濃縮采用截留分子量為200MWCO的超濾膜，操作壓力為20-35bar，溫度低于50℃，濃縮倍數(shù)以進(jìn)料液計(jì)算為12-18倍左右。
當(dāng)發(fā)酵類(lèi)核苷肽型抗生素為寧南霉素時(shí)，上述發(fā)酵步驟中的發(fā)酵液原料需先經(jīng)過(guò)硫酸酸化(pH2.5)滅活1hr，再用NaOH回調(diào)pH至4.5-5.5的料液。
上述大分子量超濾步驟將菌絲體、大部分可溶性蛋白、部分色素、培養(yǎng)基殘余一步去除，透過(guò)液澄清透亮，所得的濾渣經(jīng)離心干燥即制得的飼料。
當(dāng)發(fā)酵類(lèi)核苷肽型抗生素為寧南霉素時(shí)，上述小分子量超濾步驟將經(jīng)大分子量超濾的濾液進(jìn)一步采用小分子量的膜進(jìn)行超濾，進(jìn)一步去除少量的可溶性蛋白、大分子多糖、大分子色素及大分子雜質(zhì)等，濃縮液即制得1-3％的寧南霉素溶液，透過(guò)液進(jìn)入納濾濃縮。
當(dāng)發(fā)酵類(lèi)核苷肽型抗生素為寧南霉素時(shí)，上述納濾膜濃縮步驟的濃縮液，即為7-10％左右寧南霉素濃溶液。
上述納濾透析水可再輸送至發(fā)酵和大分子量超濾加水洗滌步驟回用。
采用上述方法后，本發(fā)明主要是將膜技術(shù)分離工藝替代傳統(tǒng)殺菌劑(如寧南霉素等)制造工藝，在發(fā)酵和酸化后，將大分子量超濾取代板框過(guò)濾，將菌絲體、大部分可溶性蛋白、部分色素、培養(yǎng)基殘余一步去除制得飼料，而得到澄清的超濾濾液；再采用小分子量超濾取代離子交換的過(guò)程，將大分子量超濾得到的超濾液中的少量的可溶性蛋白、大分子多糖、大分子色素及大分子雜質(zhì)等去除，得到淡黃色的溶液，同時(shí)，小分子量超濾截留的濃縮液可以制成1-3％的如寧南霉素溶液；最后，小分子量超濾的濾液，再經(jīng)過(guò)納濾膜的濃縮，濃度達(dá)到7-10％，同時(shí)去除部分單糖、無(wú)機(jī)鹽等小分子雜質(zhì)，從而進(jìn)一步提高產(chǎn)品的純度；納濾得到的透析水無(wú)色透明，可以將它作為生產(chǎn)回用水。
這樣，本發(fā)明應(yīng)用膜分離技術(shù)來(lái)制造殺菌劑(如寧南霉素)，不僅提高產(chǎn)品的純度，可噴干制成粉劑，并且，提高了產(chǎn)品的附加值(同時(shí)制得飼料及1-3％的寧南霉素溶液)，而且，降低了制造成本、減少環(huán)境污染；同時(shí)，納濾得到的透析水作為回用水利用，進(jìn)一步降低了制造成本。


圖1是本發(fā)明的應(yīng)用膜制造寧南霉素的方法流程圖。
具體實(shí)施例參閱圖1所示，運(yùn)用本發(fā)明生產(chǎn)寧南霉素的最佳實(shí)施例是首先，按照傳統(tǒng)工藝一樣，將寧南霉素發(fā)酵用原料進(jìn)行發(fā)酵，制得發(fā)酵液原料；再將發(fā)酵液原料經(jīng)過(guò)硫酸酸化至pH＝2.5滅活1hr，調(diào)酸酸化的目的是殺菌，再用NaOH回調(diào)至pH＝4.5-5.5的料液，回調(diào)的目的恢復(fù)原ph值，使料液性質(zhì)更穩(wěn)定，料液效價(jià)10000u/ml左右，含固量3-5％(總固含量)，料液較為粘稠，這使得料液經(jīng)后述Ultra-flo大分子量超濾(也可采用其它大分子量超濾)的濃縮液就可以比傳統(tǒng)工藝的最終產(chǎn)品(傳統(tǒng)工藝只能制得低濃度和8％左右的寧南霉素粗產(chǎn)品)還要強(qiáng)得很多，所以Ultra-flo大分子量超濃縮液又充分利用了。
接著，進(jìn)行本發(fā)明的關(guān)鍵步驟，發(fā)酵料液依次進(jìn)入U(xiǎn)ltra-flo大分子量超濾、小分子量超濾、納濾濃縮系統(tǒng)。
Ultra-flo大分子量超濾系統(tǒng)中裝入截留分子量為30000-150000MWCO(50000MWCO最佳)的平板超濾膜(或其它形式的膜)，將發(fā)酵料液加入料罐中，設(shè)備換熱器中通入冷卻水(用于操作中控制溫度不高于50℃，40℃最佳)，檢查各閥門(mén)、開(kāi)關(guān)，使閥門(mén)和開(kāi)關(guān)都處于正常狀態(tài)。啟動(dòng)設(shè)備，將壓力調(diào)至5-6bar，并定時(shí)測(cè)定過(guò)濾速度，計(jì)量過(guò)濾體積。料液在濃縮到5倍時(shí)，加水洗滌，采用少量多次的加水方式，加水量為原料液的0.7倍，洗滌透析液一并收集，濾液混合效價(jià)約8000u/ml左右，系統(tǒng)操作過(guò)程中平均膜通量為80LMH左右；在操作結(jié)束后，排除濃縮液，用清水沖洗系統(tǒng)后，加入含有膜清洗劑的水溶液清洗膜，在40-45℃運(yùn)行30-45分鐘，然后用清水沖洗干凈即可，以備下次使用。
在此過(guò)程中，Ultra-flo大分子量超濾技術(shù)與其它過(guò)濾方法相比具有以下優(yōu)越性(1)過(guò)濾時(shí)無(wú)須添加助濾劑，節(jié)省了大量助濾劑成本的支出；(2)由于采用菌絲體、大部分可溶性蛋白、部分色素、培養(yǎng)基殘余一步截留過(guò)濾法，操作工藝流程簡(jiǎn)化，操作成本降低，濾液質(zhì)量好；且去除雜質(zhì)所得的濾渣經(jīng)離心干燥即制得的飼料；(3)過(guò)濾收率高，損失較少，濾液的澄清度及質(zhì)量好，能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求；(4)Ultra-flo大分子量超濾系統(tǒng)實(shí)行系統(tǒng)封閉過(guò)濾，且可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，濾液不受人為污染，排渣無(wú)須手動(dòng)，操作勞動(dòng)強(qiáng)度減輕；(5)由于Ultra-flo大分子量超濾系統(tǒng)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及配套的清洗方案，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性、效率、抗污染能力及適用于高粘度料液過(guò)濾的能力較其它過(guò)濾方法具有顯著的優(yōu)越性。
通過(guò)Ultra-flo大分子量超濾的濾液質(zhì)量中還含有較多的糖類(lèi)、小分子蛋白、色素等物質(zhì)，其影響產(chǎn)品的純度和質(zhì)量，通過(guò)采用小分子量超濾膜進(jìn)一步對(duì)Ultra-flo大分子量超濾的濾液過(guò)濾，可以去除大部分的蛋白、糖類(lèi)、色素等，同時(shí)減少由于雜質(zhì)過(guò)多造成后續(xù)納濾工藝的負(fù)荷過(guò)重。其操作流程同Ultra-flo大分子量超濾，小分子量超濾采用截留分子量為3000-10000MWCO(5000MWCO為最佳)的卷式超濾膜(或其它形式的膜)，操作壓力為20-25bar，溫度不高于50℃(40℃最佳)，濃縮倍數(shù)為10倍左右(以進(jìn)料液計(jì)算)，平均膜通量為20LMH左右。經(jīng)過(guò)小分子量超濾，濾液由原來(lái)的紅褐色變?yōu)闇\黃色，透過(guò)液的效價(jià)為6500u/ml左右，糖去除50％以上，效果顯著，濾液質(zhì)量達(dá)到后工藝的要求。同時(shí)對(duì)于濃縮液部分可以做成2％的寧南霉素溶劑。這樣，濃縮液無(wú)需采用加水洗滌，一方面其可以作為產(chǎn)品售出，其次可以節(jié)約用水及能耗，減小規(guī)模及后工序壓力，另外還減少由于洗滌干凈后濃縮液的環(huán)境污染。
通過(guò)小分子量超濾濾液質(zhì)量中還含有較多單糖、無(wú)機(jī)鹽等小分子物質(zhì)，通過(guò)采用納濾膜，進(jìn)一步對(duì)小分子量超濾濾液過(guò)濾，透析液部分可以去除大部分的單糖和無(wú)機(jī)鹽等。納濾膜濃縮采用截留分子量為200MWCO的卷式超濾膜(或其它形式的膜)，操作壓力為25-30bar，溫度不高于50℃，40℃為最佳，濃縮倍數(shù)為15倍左右(以進(jìn)料液計(jì)算)，平均膜通量為35LMH左右。納濾濾液為無(wú)色透明，無(wú)效價(jià)損失，可作為生產(chǎn)回用水。濃縮液質(zhì)量達(dá)到后工藝的要求，濃縮液效價(jià)可達(dá)到80000u/ml，可以做成8％的寧南霉素溶劑或噴干作為粉劑。
當(dāng)然，本發(fā)明還可運(yùn)用于生產(chǎn)多抗霉素、抗霉菌素120、慶豐霉素、金核霉素等其他核苷肽型抗生素，其步驟是先將原料進(jìn)行發(fā)酵；再由H2SO4酸化/NaOH回調(diào)滅活；接著，將發(fā)酵料液依次進(jìn)入大分子量超濾、小分子量超濾、納濾濃縮系統(tǒng)，即得納濾濃縮液，具體的生產(chǎn)步驟與寧南霉素相似，在此不做贅述。
權(quán)利要求
1.應(yīng)用膜制造發(fā)酵類(lèi)核苷肽型抗生素的方法，其步驟是發(fā)酵；H2SO4酸化/NaOH回調(diào)滅活；大分子量超濾；小分子量超濾；納濾膜濃縮，即得納濾濃縮液。
2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用膜制造發(fā)酵類(lèi)核苷肽型抗生素的方法，其特征是當(dāng)發(fā)酵類(lèi)核苷肽型抗生素為寧南霉素時(shí)，發(fā)酵步驟中的發(fā)酵液原料需先經(jīng)過(guò)硫酸酸化pH2.5滅活1hr，再用NaOH回調(diào)pH至4.5-5.5的料液。
3.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用膜制造發(fā)酵類(lèi)核苷肽型抗生素的方法，其特征是當(dāng)發(fā)酵類(lèi)核苷肽型抗生素為寧南霉素時(shí)，大分子量超濾采用截留分子量為30000-150000MWCO的超濾膜，操作壓力為4-9bar，溫度低于50℃，濃縮倍數(shù)以進(jìn)料液計(jì)算為4-6倍，加水洗滌量以進(jìn)料液計(jì)算為0.4-0.8倍；小分子量超濾采用截留分子量為3000-10000MWCO的超濾膜，操作壓力為15-30bar，溫度低于50℃，濃縮倍數(shù)以進(jìn)料液計(jì)算為5-15倍左右；納濾膜濃縮采用截留分子量為200MWCO的超濾膜，操作壓力為20-35bar，溫度低于50℃，濃縮倍數(shù)以進(jìn)料液計(jì)算為12-18倍左右。
4.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用膜制造發(fā)酵類(lèi)核苷肽型抗生素的方法，其特征是大分子量超濾步驟將菌絲體、大部分可溶性蛋白、部分色素、培養(yǎng)基殘余一步去除，透過(guò)液澄清透亮，所得的濾渣經(jīng)離心干燥即制得的飼料。
5.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用膜制造發(fā)酵類(lèi)核苷肽型抗生素的方法，其特征是當(dāng)發(fā)酵類(lèi)核苷肽型抗生素為寧南霉素時(shí)，小分子量超濾步驟將經(jīng)大分子量超濾的濾液進(jìn)一步采用小分子量的膜進(jìn)行超濾，進(jìn)一步去除少量的可溶性蛋白、大分子多糖、大分子色素及大分子雜質(zhì)等，濃縮液即制得1-3％的寧南霉素溶液，透過(guò)液進(jìn)入納濾濃縮。
6.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用膜制造發(fā)酵類(lèi)核苷肽型抗生素的方法，其特征是當(dāng)發(fā)酵類(lèi)核苷肽型抗生素為寧南霉素時(shí)，納濾膜濃縮步驟的濃縮液，即為寧南霉素的濃縮液，其中濃度為7-10％左右。
7.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用膜制造發(fā)酵類(lèi)核苷肽型抗生素的方法，其特征是納濾透析水可再輸送至發(fā)酵和大分子量超濾加水洗滌步驟回用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了應(yīng)用膜制造發(fā)酵類(lèi)核苷肽型抗生素的方法，其步驟是發(fā)酵；H
文檔編號(hào)C12P21/00GK1539990SQ20031011200
公開(kāi)日2004年10月27日 申請(qǐng)日期2003年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月29日
發(fā)明者曾志農(nóng), 方富林, 林凌濤 申請(qǐng)人:三達(dá)膜科技(廈門(mén))有限公司