一种从发酵液中分离纯化麦角硫因的方法与流程

    专利2024-12-09  10


    本发明属于生物领域;尤其涉及一种从发酵液中分离纯化麦角硫因的方法。


    背景技术:

    1、随着生活水平的提升,人们对生活品质的需求也日益提升,有“抗氧化界的爱马仕”之称的麦角硫因也成了市场的追捧。麦角硫因(egt)因自身的结构特性而具有良好的生物活性,可维持dna的生物合成、抗氧化、清除自由基、防御细胞凋亡、保护线粒体、参与能量调节等多种功效。目前已被广泛应用于食品、医药和化妆品领域。现有相关egt产品通过gras认证。专业人士预测在不久的将来,该产品将有数百吨规模需求。

    2、卖角硫因的制备方法主要包括:有化学合成法、天然生物提取法、生物合成法;其中,生物合成法包括:固体发酵和液体深层发酵。液体发酵法是目前行业生产主流,但发酵水平大多在克/升规模,生产水平相对并不高。目前液体发酵法提取麦角硫因报道主要如下:

    3、姜文霞等(专利号cn104774182b)报道了一种提取麦角硫因的方法,主要以热水浸提蕈菌菌丝体发酵液,获得菌丝体和麦角硫因水溶液,然后对所述麦角硫因水溶液以截留分子量为1kda~30kda的超滤膜进行超滤,并收集超滤透过液,hilic色谱纯化,流动相组成为体积比80∶20~88∶12的乙腈-水,麦角硫因进样量为每100g填料0.01g~0.323g,制备的erg纯度可达99%。但是该方法在制备过程中使用了大量的乙腈有机溶剂。

    4、佟丽(专利cn113666873a)报道了一种工业制备高纯度麦角硫因的方法,主要包括将菌丝体热水处理后固液分离,收集得到含有麦角硫因的料液;将含有麦角硫因的料液进行真空浓缩,0.1um微滤膜过滤,3~4kda超滤,阴离子交换树脂(hz214/d296)脱色,阳离子树脂(hz001)吸附、水洗解吸,色谱填料层析,浓缩;将麦角硫因解吸浓缩液进行色谱纯化,收集目标峰并浓缩至干,水溶解后得到麦角硫因样液;将麦角硫因样液过离子交换树脂脱盐脱色,收集得到麦角硫因脱盐浓缩液;将麦角硫因脱盐浓缩液粗结晶和重结晶,烘干,得到高纯麦角硫因晶体粉末;但该技术涉及多次离子交换及层析,处理工段复杂,成本高,易导致产品收率低。

    5、张山等(专利号cn 116143699a)报道了一种从发酵液中纯化麦角硫因的方法,第一步发酵液中添加絮凝剂,压滤得滤液;第二步将步骤一所得压滤液用超滤膜过滤,得到超滤液;第三步将步骤二得到的超滤液上大孔树脂柱,收集流出液;第四步将步骤三得到的流出液浓缩,向浓缩液中加入一定浓度的金属盐溶液,静置离心得沉淀,向沉淀中滴加竞争性络合剂,释放麦角硫因,离心得到上清液;第五步将步骤四的上清液浓缩后放置结晶,过滤、洗涤和烘干滤饼,得到所述麦角硫因纯品,其最终获得的产品纯度>98%且回收率>90%。但该技术的制备方法操作过程中金属盐的加入量难以精准控制,且易产生大量含金属盐的废水。

    6、陈青来(专利号cn 115536590a)报道了一种麦角硫因的制备方法,包括如下步骤:步骤1,将菌丝体加入水中蒸煮20~30min,冰冻10~20min,然后低温碎化并溶解过滤,得到过滤液与沉淀;步骤2,将沉淀放入乙醇水溶液中恒温提取30~60min,超声分散20~30min,过滤得到醇提液;步骤3,将醇提液与水提液合并搅拌,并恒温减压蒸馏2~3h,然后降温过滤,并二次减压蒸馏,过滤得到浓缩清液;步骤4,将浓缩清液通入超滤膜进行超滤处理,然后滤液进行树脂(聚酰胺)交换吸附,得到洗脱液,最后将洗脱液喷雾干燥,最终得到麦角硫因。但该方法主要局限于胞内表达的菌丝体。

    7、近些年,随着市场容量的扩大及技术的革新,生物发酵法逐步成为行业的主流,从初始毫克每升级别到现在克每升级别。但相对其它产品其生产水平仍然有局限,目前提取工艺大多局限在离子交换及有机溶剂萃取等。因此如何从发酵结束后的发酵液中分离纯化获得高纯度的目标产物erg对产业化而言至关重要。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供了一种从发酵液中分离纯化麦角硫因的方法。本发明采用一步层析法代替现有多次离交技术,整体而言,本发明所使用分离填料价格便宜,成本低,生产过程简单,生产周期短,过程中使用的乙醇洗脱剂可回收利用,且产品损失少,收率高,可规模化生产。

    2、本发明是通过以下技术方案实现的:

    3、本发明涉及一种从发酵液中分离纯化麦角硫因的方法,依次进行以下步骤:预处理,除菌,超滤,第一次浓缩,柱层析,第二次浓缩,脱色,析晶。

    4、优选地,本发明所涉及的从发酵液中分离纯化麦角硫因的方法的具体包括:

    5、步骤1,预处理:酸对微生物发酵液进行调节ph至2.5~3.0,搅拌0.5~1.0小时,碱回调ph至5.5~6.0;

    6、步骤2,除菌:对调节ph后的液体离心或者微滤进行固液分离;

    7、步骤3,超滤:对除菌后的清液进行超滤去除蛋白等大分子物质;

    8、步骤4,第一次浓缩:对超滤后的料液进行多效浓缩或纳滤浓缩;

    9、步骤5,柱层析:将浓缩后的料液过层析柱进行层析,并用流动相a与b进行梯度洗脱,收集含麦角硫因的目标组分;

    10、步骤6,第二次浓缩:针对洗脱出的料液旋蒸或纳滤继续浓缩至相应固含量;

    11、步骤7,脱色:采用物质c对料液脱色处理;

    12、步骤8,析晶:采用乙醇进行析晶。

    13、优选地,步骤1中,所述微生物发酵液为大肠杆菌、酿酒酵母、谷氨酸棒状杆菌微生物发酵后产生麦角硫因的发酵液。

    14、优选地,步骤1中,所述酸为盐酸、醋酸或甲酸;优选盐酸。

    15、优选地,步骤1中,所述碱为naoh或koh;优选naoh。

    16、优选地,步骤2中,所述离心采用碟片离心机加板框压滤方式或管式离心机离心;所述微滤采用陶瓷膜微滤。

    17、优选地,步骤3中,所述超滤采用1kda的超滤卷式膜进行超滤。

    18、优选地,步骤4中,所述第一次浓缩采用旋蒸浓缩、多效蒸发浓缩或纳滤浓缩,其纳滤膜为200da。

    19、优选地,步骤5中,所述层析柱为100~200目的硅胶填料或氧化铝填料,优选氧化铝填料,所述洗脱剂a为乙醇或甲醇,优选乙醇,浓度为50~70%,洗脱剂b为氨水,浓度为1~3%,洗脱流速控制为0.3~0.5bv/h。

    20、优选地,步骤6中,所述第二次浓缩采用旋蒸浓缩、多效蒸发浓缩或纳滤浓缩,其纳滤膜为200da。

    21、优选地,步骤7中,所述物质c为活性炭或树脂xrts2;优选树脂xrts2。

    22、优选地,步骤8中,所述乙醇的终浓度为65~80%,所述析晶加入过程需搅拌,其中加入流速为1.0~1.5倍料液体积/小时。

    23、本发明具有以下优点:

    24、(1)本发明在纯化制备麦角硫因过程中,使用柱层析,其使用的洗脱剂为乙醇,可通过旋蒸浓缩回收套用;本发明方法不仅简化生产环节,缩短生产周期,有效提升生产效率;而且提升产品纯度及收率,纯度高达98%以上,收率高达80%以上。

    25、(2)本发明所涉及的分离纯化方法,该技术操作简单,成本低,可实现产业化。


    技术特征:

    1.一种从发酵液中分离纯化麦角硫因的方法,其特征在于,依次进行以下步骤:预处理,除菌,超滤,第一次浓缩,柱层析,第二次浓缩,脱色,析晶。

    2.如权利要求1所述的从发酵液中分离纯化麦角硫因的方法,其特征在于,步骤具体包括:

    3.如权利要求2所述的从发酵液中分离纯化麦角硫因的方法,其特征在于,步骤1中,所述微生物发酵液为大肠杆菌、酿酒酵母、谷氨酸棒状杆菌微生物发酵后产生麦角硫因的发酵液;所述酸为盐酸、醋酸或甲酸;所述碱为naoh或koh。

    4.如权利要求2所述的从发酵液中分离纯化麦角硫因的方法,其特征在于,步骤2中,所述离心采用碟片离心机加板框压滤方式或管式离心机离心;所述微滤采用陶瓷膜微滤。

    5.如权利要求2所述的从发酵液中分离纯化麦角硫因的方法,其特征在于,步骤3中,所述超滤采用1kda的卷式膜进行超滤。

    6.如权利要求2所述的从发酵液中分离纯化麦角硫因的方法,其特征在于,步骤4中,所述第一次浓缩采用旋蒸浓缩、多效蒸发浓缩或纳滤浓缩,其纳滤膜为200da。

    7.如权利要求2所述的从发酵液中分离纯化麦角硫因的方法,其特征在于,步骤5中,所述层析柱为100~200目的硅胶填料或氧化铝填料,所述洗脱剂a为乙醇或甲醇,浓度为50~70%;洗脱剂b为氨水,浓度为1~3%,洗脱流速为0.3~0.5bv/h。

    8.如权利要求2所述的从发酵液中分离纯化麦角硫因的方法,其特征在于,步骤6中,所述第二次浓缩采用旋蒸浓缩、多效蒸发浓缩或纳滤浓缩,其纳滤膜为200da。

    9.如权利要求2所述的从发酵液中分离纯化麦角硫因的方法,其特征在于,步骤7中,所述物质c为活性炭或树脂xrts2。

    10.如权利要求2所述的从发酵液中分离纯化麦角硫因的方法,其特征在于,步骤8中,所述乙醇的终浓度为65~80%,所述析晶加入过程需搅拌,其中加入流速为1.0~1.5倍料液体积/小时。


    技术总结
    本发明提供了一种从发酵液中分离纯化麦角硫因的方法;包括以下步骤:(1)对发酵液调节pH至酸性,蛋白及菌体形成悬浮物;(2)离心或微滤去除悬浮物获得清液,再经超滤获得含麦角硫因溶液;(3)将所述的含麦角硫因溶液经纳滤浓缩后再通过硅胶层析柱;(4)收集的洗脱液再经纳滤浓缩获得浓缩母液;(5)浓缩母液经活性炭脱色,乙醇析晶,离心烘干获得麦角硫因产品。本发明方法不仅简化生产环节,缩短生产周期,有效提升生产效率;而且制备的产品纯度高达98%以上,收率高达80%以上。本发明所涉及的分离纯化方法,技术操作简单,成本低,可实现产业化。

    技术研发人员:徐庆,胡健,顾思天
    受保护的技术使用者:音芙医药科技(上海)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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