專利名稱：赤霉素提煉新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種赤霉素的提煉方法，特別適用于從固體培養(yǎng)基中提煉赤霉素A3(簡稱GA3)的生產(chǎn)工藝。
赤霉素(Gibberellin)又稱“九二○”，它是赤霉菌(Gibberella fujkuroi)的代謝產(chǎn)物。赤霉素是一種高效的植物生長激素，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，目前已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、化裝品工業(yè)、食品工業(yè)及醫(yī)藥行業(yè)，國際市場銷價很高，是一種很有生命力的產(chǎn)品。據(jù)報道，目前已經(jīng)知道赤霉素的同系物有數(shù)十種之多，其中以GA3(結(jié)構(gòu)式為
)的生物活性最好，發(fā)酵的產(chǎn)品主要也是以GA3為主的混合物，本發(fā)明所述的赤霉素提煉工藝指的就是從固體培養(yǎng)基中把GA3活性組分分離、濃縮、純化過程。
目前絕大多數(shù)廠家采用溶媒提取法，其生產(chǎn)工藝流程如

圖1所示。溶媒提取法作為工業(yè)化生產(chǎn)僅適用于深層發(fā)酵培養(yǎng)法，而且該工藝不可避免存在著投資大，建設(shè)周期長，產(chǎn)量低，成本高，耗糧大，耗能大，三廢處理量大，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)低等無法克服缺點(diǎn)。以我國目前情況來說，新建一個年六噸的赤霉素工廠，需投資2000萬元以上，建設(shè)周期要二年。按該方法每生產(chǎn)一噸赤霉素需要消耗電1666.7萬度，水8380噸，蒸汽3135.5噸，煤523.17噸，糧食82.42噸，經(jīng)濟(jì)作物如花生、黃豆等197.55噸，工廠成本1800元/kg左右，而銷價僅2500元/kg。深層發(fā)酵周期9天，發(fā)酵單位1200-1600r/ml，提煉收率70%，成品效價850r/mg(效價是表示微生物代謝產(chǎn)物生物活性強(qiáng)弱的單位)，達(dá)不到出口標(biāo)準(zhǔn)900r/mg，年排放廢水量達(dá)1248噸/噸產(chǎn)品。而且，迄今為止，溶媒法用于固體發(fā)酵培養(yǎng)法的提煉尚未見過報道。鑒于上述原因，赤霉素市場出現(xiàn)供不應(yīng)求局面，亦因于此，赤霉素的提煉工藝的改進(jìn)已引起各廠家普遍關(guān)注。
本發(fā)明任務(wù)在于提供一種能克服上述現(xiàn)有技術(shù)不足的赤霉素提煉新工藝，這種生產(chǎn)工藝不僅能用于深層發(fā)酵上，而且能直接從固體發(fā)酵培養(yǎng)基中提煉出GA3，方法簡單，投資省，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
按照本發(fā)明給出的任務(wù)，發(fā)明人根據(jù)赤霉素的物理化學(xué)性質(zhì)1、GA3分子結(jié)構(gòu)中含有羧基、羥基等極性基團(tuán)，在不同PH范圍的水溶液中溶解度不同，在水相與酯相中的分配系數(shù)隨PH而變化。
2、赤霉素的分子量為346，因此可根據(jù)分子大小選用大孔吸附樹酯吸附以GA3為主的赤霉素。
3、赤霉素是熱敏性物質(zhì)，因此整個操作過程應(yīng)在低溫下進(jìn)行。并綜合逆流水抽提、樹酯吸附、溶媒萃取等工藝優(yōu)點(diǎn)，公開了一種赤霉素干曲提煉新工藝，該工藝方法包括1、將固體培養(yǎng)基(濕曲)制成顆粒、涼干成干曲。
2、采用多級的連續(xù)、逆流、強(qiáng)制、循環(huán)的水抽提干曲，干曲與抽提液體積比為1∶5～20，并嚴(yán)格控制在低溫下進(jìn)行。
3、濾除抽提液中的懸浮雜質(zhì)后，利用大孔吸附樹酯富集抽提液中的有效組分，再用有機(jī)溶媒如50～90%的丙酮或60～95%的乙醇水溶液為解吸劑進(jìn)行解吸。
4、解吸液經(jīng)減壓濃縮回收解吸劑后，用微溶于水的低級醋酸酯類溶劑多次萃取，萃取液加入適量的活性炭吸附雜質(zhì)、過濾、減壓濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、真空干燥，即制得含GA390%以上的結(jié)晶體。
本發(fā)明所述的提煉工藝方法用于深層發(fā)酵培養(yǎng)法進(jìn)行提煉時，只要省去制干曲和多級水抽提步驟，其余步驟相同。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明投資省，建設(shè)周期短，建成一個年產(chǎn)2000kg的赤霉素工廠只需投資100萬元，建設(shè)周期三個月。
2、成本低，每公斤赤霉素工廠成本比現(xiàn)有溶媒法降低30%。
3、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)高，本發(fā)明提煉收率達(dá)80%以上，比溶媒法高10%，本發(fā)明成品效價達(dá)900r/mg以上，比溶媒法高50r/mg，成品色澤好，而且本發(fā)明糧耗、能耗及三廢排放量均比現(xiàn)有工藝低得多。
以下結(jié)合具體生產(chǎn)工藝和實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。
圖1、赤霉素深層發(fā)酵培養(yǎng)溶媒提煉法生產(chǎn)的工藝流程框2、本發(fā)明提煉生產(chǎn)工藝流程框圖(虛線框內(nèi)是用于深層發(fā)酵培養(yǎng)法上使用的工藝步驟)
實(shí)施例的工藝步驟如下(參照圖2)一、原料的預(yù)處理-制干曲取濕曲效價為5000r/g以上的赤霉素固體培養(yǎng)基1000g，拌入適量石膏(CaSO4)混勻，制成顆粒，顆粒大小以φ5～10mm為宜，室溫下涼干，即制得干曲(效價8000r/g以上)備用。
二、多級逆流提取分別在四個φ35×270mm的玻璃柱中各裝入上述干曲80g，同時取10倍于干曲的水冷至0～5℃，調(diào)節(jié)PH2.0～6.0(用3N H2SO4)，用微型泵分別向上述四個玻璃柱中的干曲作強(qiáng)制、逆流、循環(huán)水抽提，使柱中赤霉素效價呈逐級遞減，而四組抽提液中的赤霉素效價呈逐級遞增，隨著效價低的曲不斷退出，新曲不斷加入，抽提液效價不斷上升，至第四級抽提液效價達(dá)1600r/ml時出料備用，料液體積800ml，從第一級中補(bǔ)充新鮮水液繼續(xù)回流。依照本法，抽提效率可達(dá)94.33%，抽提收率達(dá)85%。
三、樹酯吸附、丙酮解吸1、吸附將上述抽提液經(jīng)布氏漏斗過濾，得澄清濾液，澄清濾液以3ml/min的速度通過SIP-1300樹酯，當(dāng)樹酯吸附的排出廢液效價大于200r/ml時，停止操作，用水洗滌樹酯，除去水溶性雜質(zhì)。
2、解吸經(jīng)水洗干凈的飽和樹酯用90%的丙酮進(jìn)行解吸，流速1ml/min，當(dāng)解吸液效價高于500r/ml時開始收集，當(dāng)解吸液效價低于500r/ml時停止收集，收集解吸液120ml。依本法操作高峰解吸效價達(dá)56000r/ml。吸附、解吸收率達(dá)90%。
四、分步萃取、炭脫上述解吸液用旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器回收溶媒(丙酮)，控制真空度650mmHg以上，水浴溫度60～80℃，濃縮至原體積三分之一左右，濃縮液用3NH2SO4溶液調(diào)節(jié)pH至1.5～3.0后用與濃縮液等體積的乙酸丁酯分五次進(jìn)行萃取、當(dāng)水相中赤霉素效價低于500r/ml時停止操作，合并酯相，加入0.5～1.0%的活性炭進(jìn)行脫色5～10分鐘，放入冰柜中冷凍脫水，過濾，得澄清淺黃色濾液。本步操作收率達(dá)95%。
五、成品結(jié)晶、干燥將上步濾液用旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器回收溶媒，控制真空度700mmHg以上，水浴溫度80～90℃，濃縮至有部分結(jié)晶析出，冷至室溫，于冰箱中冷卻2～4小時，過濾，結(jié)晶用少量乙酸乙酯洗滌，抽干，控制干燥箱溫度50～60℃，真空度700mmHg以上真空干燥4小時，得結(jié)晶0.67g，效價915r/mg。結(jié)晶母液配制乳劑10.4ml(效價40000r/ml)。
本實(shí)施例中總收率達(dá)80.39%(以抽提液總億計(jì))，收率高，質(zhì)量好，方法簡單可靠，工藝技術(shù)先進(jìn)，是固體發(fā)酵培養(yǎng)法生產(chǎn)赤霉素的理想提煉方法。
權(quán)利要求
1.一種提煉赤霉素，特別是從固體發(fā)酵培養(yǎng)基中提煉出赤霉素GA3的新工藝，其特征在于該工藝方法的工藝流程是原料(濕曲)→顆粒狀干曲→多級水抽提→過濾→大孔吸附樹酯吸附→解吸→濃縮→多次萃取→炭脫冷凍過濾→減壓濃縮→冷凍→過濾洗滌→真空干燥→成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于顆粒狀干曲含水量為10-20%，效價≥8000r/g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于多級水抽提液是采用連續(xù)、逆流、強(qiáng)制、循環(huán)的四級抽提法，抽提液的PH值為2.0-6.0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于解吸液采用丙酮或乙醇的水溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于萃取劑采用微溶于水的低級醋酸酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于調(diào)節(jié)PH值的方法實(shí)現(xiàn)萃取炭脫、濃縮結(jié)晶工藝。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從固體發(fā)酵培養(yǎng)基中提煉出赤霉素GA
文檔編號C07D307/94GK1055738SQ9010221
公開日1991年10月30日 申請日期1990年4月16日 優(yōu)先權(quán)日1990年4月16日
發(fā)明者黃光華, 何長云, 黃海凌 申請人:中外合資福州榕山生化制品開發(fā)有限公司