朱維忠 張興燦 王宏 劉珂 宋超(山東魯抗股份有限公司,山東 濟(jì)寧 272000)
納他霉素(natamycin)是納塔爾鏈霉菌、褐黃抱鏈霉菌等微生物的次級(jí)代謝產(chǎn)物,是一種多烯烴大環(huán)內(nèi)醋類抗真菌劑,其提取高純度產(chǎn)品為含3分子以上結(jié)晶水的白色無(wú)味結(jié)晶粉末,是一種高效低毒的抗真菌劑、食品防腐劑,在醫(yī)療、食品、養(yǎng)殖等行業(yè)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛,有著較好的市場(chǎng)前景。
納他霉素是一種兩性物質(zhì),等電點(diǎn)為6.5,在發(fā)酵液中呈晶體狀,難溶于pH在2-10之間的水或其他有機(jī)溶劑,易溶于部分堿性或酸性的溶劑,可利用其不同pH值下的溶解性對(duì)納他霉素進(jìn)行提取純化。
納他霉素在水中的溶解度
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,繪制納他霉素在不同溫度及pH 下的溶解度曲線圖
納他霉素的溶解曲線圖
可見(jiàn),pH 值在2-10 之間納他霉素在水中的溶解度非常低,pH值大于11以上時(shí),溶解度快速上升。根據(jù)這種情況可以選擇兩種路線從發(fā)酵液中提取納他霉素。路線一:發(fā)酵液pH值控制在2-10之間將納他霉素保留在菌體中,再利用溶劑將其提取出來(lái)。路線二:發(fā)酵液pH值控制在11以上,將納他霉素溶解釋放在水相中,收集濾液將納他霉素進(jìn)一步提取出來(lái)。
發(fā)酵液預(yù)處理pH調(diào)節(jié)到7-9,納他霉素以晶體狀態(tài)存在發(fā)酵液中,通過(guò)板式過(guò)濾或離心等固液分離設(shè)備將菌體分離,通過(guò)篩選對(duì)比,可選擇乙醇水溶液做菌體提取溶劑,提取率高并且溶劑低毒易回收。
取1000g濕菌體,分別加入不同濃度的乙醇,調(diào)節(jié)不同濃度pH,攪拌提取60min,檢測(cè)提取液效價(jià),計(jì)算提取收率,結(jié)果如下圖
隨著乙醇濃度的降低,提取收率逐漸提高,但70%以后提取率基本穩(wěn)定,但是進(jìn)入提取液的水溶性雜質(zhì)有所提高,對(duì)后續(xù)提取工藝造成影響,考慮到濕菌體中含有一定量的水分,提取時(shí)乙醇濃度確定為75%,pH 為10-12。為提高提取率,可采用兩次提取套用模式,提取率可在80%以上。提取液經(jīng)濃縮脫色以后,調(diào)節(jié)pH 至等電點(diǎn)將納他霉素結(jié)晶分離可得納他霉素產(chǎn)品。
根據(jù)納他霉素在水相中的溶解性,發(fā)酵液pH 值調(diào)節(jié)在11以上,將納他霉素溶解釋放在水相中,經(jīng)固液分離收集濾液;濾液調(diào)節(jié)pH值6-7即可將納他霉素結(jié)晶沉淀出,分離后進(jìn)行重結(jié)晶即可得到高純度納他霉素。
利用納他霉素在不同溶劑的溶解性,通過(guò)調(diào)節(jié)pH 值將納他霉素分離提取純化。路線一通過(guò)有機(jī)溶劑從菌體中提取納他霉素,提取物質(zhì)量較好,目前已經(jīng)在工業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)用;路線二采用水相提取,工藝勞動(dòng)強(qiáng)度低,環(huán)境污染小,有較大的應(yīng)用潛力。
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