一種維生素b12的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種維生素B12的制備方法，特別是一種綠色環(huán)境友好型的制備方法，屬于維生素生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]維生素B12，簡(jiǎn)稱VB12，又稱鈷胺素，是唯一一種含有金屬元素的維生素，其結(jié)晶為紅色，故又稱紅色維生素。自然界中的維生素B12都是微生物合成的。主要存在于動(dòng)物性食品，如內(nèi)臟、肝、腎、豬心中，瘦肉、魚、牛乳及蛋黃中也存在VB12，植物中不含有VB12。維生素B12的主要生理功能是參與制造骨髓紅細(xì)胞，防止惡性貧血，防止大腦神經(jīng)受到破壞。我國(guó)是VB12的主要生產(chǎn)國(guó)，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)有華北制藥集團(tuán)、石藥集團(tuán)、河北玉峰集團(tuán)、寧夏多維藥業(yè)等。好氧發(fā)酵工藝是目前工業(yè)化生產(chǎn)VB12的主要工藝，全球80%以上的產(chǎn)量來自該工藝，好氧發(fā)酵工藝以P.denitrificans為生產(chǎn)菌株，培養(yǎng)基采用甜菜糖蜜或麥芽糖為主要碳源，玉米漿或酵母膏為氮源補(bǔ)加無(wú)機(jī)鹽、鈷離子以及DBI，該工藝的發(fā)酵單位超過了厭氧工藝的三倍，在生產(chǎn)氰鈷胺素時(shí)具有很大的優(yōu)勢(shì)，氰鈷胺素因其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，而成為VB12在飼料等領(lǐng)域的主要應(yīng)用形式。發(fā)酵結(jié)束時(shí)，p.denitrificans產(chǎn)生的VB12存在于細(xì)胞和細(xì)胞外，將發(fā)酵液直接加熱水解，釋放出胞內(nèi)的VB12，液固分離后，濾液VB12進(jìn)行陽(yáng)離子交換樹脂柱吸附、解吸，解吸后進(jìn)行氰化鈉轉(zhuǎn)化得到VB12的氰鈷胺鹽，過濾后濾液進(jìn)行三級(jí)吸附樹脂柱去除雜質(zhì)結(jié)晶分離后得到純品氰鈷胺即VB12。目前好氧發(fā)酵工藝的總收率達(dá)到80%左右。在好氧發(fā)酵工藝中，發(fā)酵液過濾時(shí)需要加入大量的助濾劑聚氯化鋁，否則過濾會(huì)非常困難，因此過濾后產(chǎn)生的菌絲中因含有助濾劑而無(wú)法處理。外，在VB12的氰鈷胺鹽過濾時(shí)，因加入了氰化鈉，過濾后會(huì)產(chǎn)生有毒的含氰菌絲，此有毒菌絲形成有毒廢棄物；對(duì)于年產(chǎn)量為2萬(wàn)t的VB12生產(chǎn)企業(yè)，每天產(chǎn)生的陽(yáng)離子交換樹脂柱解吸濾液(VB12含量為1000 μ g/L)達(dá)20t，需要加入氰化鈉的量很大，每天產(chǎn)生的有毒含氰菌絲超過3t，由于該工藝存在的污染廢水的排放，限制了生產(chǎn)應(yīng)用。為此，尋求一種綠色環(huán)境友好型的VB12生產(chǎn)方法迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有VB12生產(chǎn)工藝技術(shù)的不足，提供一種低助濾劑、低氰化鈉用量，無(wú)含氰菌絲產(chǎn)生的綠色環(huán)境友好型的VB12制備方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是這樣的。一種維生素B12的制備方法，包括以下步驟:
(I)水解
向VB12發(fā)酵液中加入與發(fā)酵液相同質(zhì)量的水，加熱至90?100°C進(jìn)行水解，釋放出細(xì)胞內(nèi)的VB12，得到水解液；
(2)一次膜過濾
將步驟(I)得到的水解液采用金屬膜或陶瓷膜系統(tǒng)進(jìn)行過濾，濾除蛋白、菌絲體等，當(dāng)透過液濾出速度明顯下降時(shí)，向膜系統(tǒng)中加入一定量的水繼續(xù)過濾，當(dāng)水解液中VB12含量低于5 μ g/L時(shí)，停止加水，過濾結(jié)束，收集一次膜透過液和一次膜濃縮液；
(3)二次膜過濾
將步驟(2)得到的一次膜透過液采用截留分子量為10000?80000的超濾膜系統(tǒng)進(jìn)行過濾除雜，當(dāng)透過液濾出速度明顯下降時(shí)，向膜系統(tǒng)中加入一定量的水繼續(xù)過濾，當(dāng)水解液中VB12含量低于5 μ g/L時(shí)，停止加水，過濾結(jié)束，收集二次膜透過液和二次膜濃縮液；
(4)預(yù)涂轉(zhuǎn)鼓脫蛋白
將步驟(3)得到的二次膜透過液采用立式預(yù)涂轉(zhuǎn)鼓離心機(jī)脫除蛋白，預(yù)涂劑為硅藻土和珍珠巖，當(dāng)?shù)鞍追e累至一定厚度被刮刀刮下，收集刮下的無(wú)助濾劑蛋白，當(dāng)脫蛋白結(jié)束時(shí)，調(diào)節(jié)刮刀間距，刮下少量的有助濾劑蛋白并收集，同時(shí)收集轉(zhuǎn)鼓濾液；
(5)蛋白吸附
將步驟(4)得到的轉(zhuǎn)鼓濾液采用蛋白吸附樹脂柱吸附其中的蛋白雜質(zhì)，得到精制濾液，采用酸液或堿液或次氯酸鈉對(duì)蛋白吸附樹脂柱進(jìn)行解吸，并收集蛋白；
(6)納濾濃縮
將步驟(5)得到的精制濾液采用納濾膜進(jìn)行濃縮，得到大分子液和小分子液，其中，一部分小分子液送入步驟(2) —次膜過濾工序，剩余小分子液送入步驟(3) 二次膜過濾工序)
(7)氰化鈉轉(zhuǎn)化
向步驟(6)得到的大分子液中加入適量的氰化鈉得到含氰精制濾液；
(8)三級(jí)吸附樹脂柱除雜結(jié)晶
將步驟(7)得到的含氰精制濾液進(jìn)行三級(jí)吸附樹脂柱除雜結(jié)晶，最終得到純品氰鈷胺(VBI2);
(9)將步驟(2)—次膜過濾工序收集到的一次膜濃縮液和步驟(3) 二次膜過濾工序收集到的二次膜濃縮液混合后進(jìn)行分離，分離出的清液送入步驟(I)水解工序，濃渣無(wú)助濾劑菌絲體與步驟(4)預(yù)涂轉(zhuǎn)鼓脫蛋白工序得到的無(wú)助濾劑蛋白和步驟(5)蛋白吸附工序得到的蛋白一起收集，用于深加工；
(10)將步驟(4)預(yù)涂轉(zhuǎn)鼓脫蛋白工序得到的無(wú)助濾劑蛋白進(jìn)行焚燒處理。
[0005]本發(fā)明的方法，在一次膜過濾工序，膜的過濾精度為30?200nm，過濾壓力為0.35 ?0.45Mpa，溫度為:30 ?70°C。
[0006]本發(fā)明的方法，在二次膜過濾工序，過濾壓力為0.5?0.9Mpa，溫度為30?45°C。
[0007]本發(fā)明的方法，在預(yù)涂轉(zhuǎn)鼓脫蛋白工序，立式預(yù)涂轉(zhuǎn)鼓離心機(jī)的濾布過濾精度為400?1000目，預(yù)涂劑娃藻土和珍珠巖質(zhì)量比為1: (I?100)。
[0008]本發(fā)明取得如下有益效果:
1、采用本發(fā)明，步驟(4)預(yù)涂轉(zhuǎn)鼓脫蛋白工序得到的無(wú)助濾劑蛋白、有助濾劑蛋白和步驟(5)蛋白吸附工序得到的蛋白為總蛋白量，其中無(wú)助濾劑蛋白占總蛋白量的90以上。
2、蛋白吸附工序吸附轉(zhuǎn)鼓濾液中的蛋白，納濾濃縮脫除小分子液降低大分子液體積，使得氰化鈉轉(zhuǎn)化工序氰化鈉用量降低90%以上，生產(chǎn)成本顯著降低，由于大分子液中蛋白等雜質(zhì)去除率高，無(wú)有毒含氰菌絲產(chǎn)生。3、與傳統(tǒng)工藝相比，省去了陽(yáng)離子交換樹脂柱吸附工序，減少一次性投資30%以上，且每批次提煉時(shí)間縮短1h以上。4、VB12的總收率可提高2?3%，總收率達(dá)83%左右。
【具體實(shí)施方式】
[0009]以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明。但是，這些實(shí)施例只是對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，而不應(yīng)該解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0010]實(shí)施例1
(1)水解
以葡萄糖、玉米漿、糖蜜、甜菜堿為原料發(fā)酵得到VB12發(fā)酵液，向發(fā)酵液中加入I倍發(fā)酵液質(zhì)量的水，加熱至93°C進(jìn)行水解，釋放出細(xì)胞內(nèi)的VB12，得到水解液；
(2)一次膜過濾
將步驟(I)得到的水解液采用過濾精度為50nm的陶瓷膜系統(tǒng)進(jìn)行過濾去除蛋白、菌絲體等雜質(zhì)，過濾壓力為0.36?0.41Mpa，溫度為50°C，當(dāng)透過液濾出速度明顯下降時(shí)，向膜系統(tǒng)中加入一定量的水繼續(xù)過濾，當(dāng)水解液中VB12含量低于5 μ g/L時(shí)，停止加水，過濾結(jié)束，收集一次膜透過液，收集一次膜濃縮液；
(3)二次膜過濾
將步驟(2)得到一次膜透過液采用截留分子量為10000的超濾膜系統(tǒng)進(jìn)行過濾除雜，過濾壓力為0.7?0.8Mpa，溫度為:35°C，當(dāng)透過液濾出速度明顯下降時(shí)，向膜系統(tǒng)中加入一定量的水繼續(xù)過濾，當(dāng)水解液中VB12含量低于5 μ g/L時(shí)，停止加水，過濾結(jié)束，收集二次膜透過液，收集二次膜濃縮液；
(4)預(yù)涂轉(zhuǎn)鼓脫蛋白
將步驟(3)得到的二次膜透過液采用立式預(yù)涂轉(zhuǎn)鼓離心機(jī)脫蛋白，濾布過濾精度為500目，預(yù)涂劑為娃藻土和珍珠巖，娃藻土:珍珠巖質(zhì)量比為1:10，當(dāng)?shù)鞍追e累至一定厚度被刮刀刮下，收集刮下的無(wú)助濾劑蛋白，當(dāng)脫蛋白結(jié)束時(shí)，調(diào)節(jié)刮刀間距，刮下少量的有助濾劑蛋白并收集，收集轉(zhuǎn)鼓濾液；
(5)蛋白吸附
將步驟(4)得到的轉(zhuǎn)鼓濾液采用蛋白吸附樹脂柱吸附其中的蛋白雜質(zhì)，得到精制濾液；采用酸液或堿液或次氯酸鈉對(duì)蛋白吸附樹脂柱進(jìn)行解吸，并收集蛋白；
(6)納濾濃縮單
將步驟(5)得到的精制濾液采用納濾膜進(jìn)行濃縮，得到大分子液和小分子液，其中，一部分小分子液送入步驟(2) —次膜過濾工序，剩余小分子液送入步驟(3) 二次膜過濾工序)
(7)氰化鈉轉(zhuǎn)化
向步驟(6)得到的大分子液中加入適量氰化鈉得到含氰精制濾液；
(8)三級(jí)吸附柱除雜結(jié)晶
將步驟(7)得到的含氰精制濾液進(jìn)行三級(jí)吸附樹脂柱除雜結(jié)晶，最終得到純品氰鈷胺(VBI2);
(9)將步驟(2) —次膜過濾工序收集到的一次膜濃縮液和步驟(3) 二次膜過濾工序收集到的二次膜濃縮液混合后進(jìn)行分離，分離出的清液送入步驟(I)水解工序，分離出的濃渣無(wú)助濾劑菌絲體與步驟(4)預(yù)涂轉(zhuǎn)鼓脫蛋白工序得到的無(wú)助濾劑蛋白和步驟(5)蛋白吸附工序得到的蛋白一起收集，用于深加工；
(10)將步驟(4)預(yù)涂轉(zhuǎn)鼓脫蛋白工序得到的無(wú)助濾劑蛋白進(jìn)行焚燒處理。
[0011]本實(shí)施例，得到無(wú)助濾劑蛋白占總蛋白量的92%，氰化鈉用量比傳統(tǒng)工藝降低91%，VB12的總收率提高2%，總收率達(dá)83%。
[0012]實(shí)施例2
(1)水解
以葡萄糖、玉米漿、糖蜜、甜菜堿為原料發(fā)酵得到VB12發(fā)酵液，向發(fā)酵液中加入I倍發(fā)酵液質(zhì)量的水，加熱至100°C進(jìn)行水解，釋放出細(xì)胞內(nèi)的VB12，得到水解液；
(2)一次膜過濾
將步驟(I)得到的水解液采用過濾精度為50nm的陶瓷膜系統(tǒng)進(jìn)行過濾去除蛋白、菌絲體等雜質(zhì)，過濾壓力為0.36?0.41Mpa，溫度為55°C，當(dāng)透過液濾出速度明顯下降時(shí)，向膜系統(tǒng)中加入一定量的水繼續(xù)過濾，當(dāng)水解液中VB12含量低于5 μ g/L時(shí)，停止加水，過濾結(jié)束，收集一次膜透過液，收集一次膜濃縮液；
(3)二次膜過濾
將步驟(2)得到一次膜透過液采用截留分子量為80000的超濾膜系統(tǒng)進(jìn)行過濾除雜，過濾壓力為0.7?0.8Mpa，溫度為40°C，當(dāng)透過液濾出速度明顯下降時(shí)，向膜系統(tǒng)中加入一定量的水繼續(xù)過濾，當(dāng)水解液中VB12含量低于5 μ g/L時(shí)，停止加水，過濾結(jié)束，收集二次膜透過液，收集二次膜濃縮液；
(4)預(yù)涂轉(zhuǎn)鼓脫蛋白
將步驟(3)得到的二次膜透過液采用立式預(yù)涂轉(zhuǎn)鼓離心機(jī)脫蛋白，濾布過濾精度為1000目，預(yù)涂劑為娃藻土和珍珠巖，娃藻土:珍珠巖質(zhì)量比為1:90，當(dāng)?shù)鞍追e累至一定厚度被刮刀刮下，收集刮下的無(wú)助濾劑蛋白，當(dāng)脫蛋白結(jié)束時(shí)，調(diào)節(jié)刮刀間距，刮下少量的有助濾劑蛋白并收集，收集轉(zhuǎn)鼓濾液；
(5)蛋白吸附
將步驟(4)得到的轉(zhuǎn)鼓濾液采用蛋白吸附樹脂柱吸附其中的蛋白雜質(zhì)，得到精制濾液；采用酸液或堿液或次氯酸鈉對(duì)蛋白吸附樹