CN101412716A - 一种提取核黄素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提取核黄素的方法，特别是一种从核黄素发酵液中提取核黄素方法。本发明提供一种从核黄素发酵液中提取核黄素的方法，减少核黄素的提取步骤，降低生产成本，实现清洁生产。生产过程在线控制，碱性时间短，核黄素降解少；无酸溶反溶工艺，无废酸液产生，污水排放少，设备无腐蚀少；母液回收处理，降低污水处理压力，回收产品，提高收率约5％。

Description

一种提取核黄素的方法

技术领域

本发明涉及一种提取核黄素的方法，特别是一种从核黄素发酵液中提取核黄素方法。

背景技术

核黄素又称维生素B2、维生素G或乳黄素。化学名称为：7，8-二甲基-10-[(2S，3S，4R)-2，3，4，5-四羟基戊基]-3，10-二氢苯并蝶啶-2，4-二酮。

核黄素为黄至黄橙色结晶或结晶性粉末，微臭，味微苦，熔点约280℃(有分解)。干燥时不受漫射光的影响，溶液遇光易变质。其饱和溶液对石蕊显中性。1g能溶于3000-20000mL水中，因晶形而异。在乙醇、***和三氯甲烷中几乎不溶，在稀碱溶液中溶解度很大，但在碱性溶液中或遇光变质更快。本品在氢氧化钠溶液中是左旋的，在盐酸溶液中是右旋的。容易被消化和吸收，和其他的B族的维生素一样，不会蓄积在体内，被排出的量随体内的需要以及可能随蛋白质的流失程度而有所增减，所以时常要以食物或营养补品来补充。是一种是人类生存、畜禽渔生长不能缺少的微量元素。

核黄素的用途十分广泛，在饲料工业、食品工业、临床治疗及化妆品工业中均有重要价值。核黄素具有广泛的生物学效应，因此世界卫生组织将其列为评价人体生长发育和营养状况的六大指标之一。绿色植物、某些微生物能够自身合成核黄素，但高等动物自身不能合成核黄素，只能从食物中摄取。

核黄素产品分为饲料级、食品级、药品级等级别，含量有80％流动性微粒，96％、98％等。世界上维生素B2生产厂家主要有四家。其中境外有德国的BASF、荷兰的DSM，国内有广济药业、上海迪赛诺。BASF、DSM、广济药业年生产能力均在2000多吨，上海迪赛诺年产约700吨。由于国内的消费水平和技术水平等的限制，国内企业也都是以出口为主。目前核黄素产品的市场存在较大缺口，国内核黄素市场份额以年均增长10％，国外核黄素市场份额以年均增长5％的速度逐年扩大，市场前景广阔。

核黄素较早就实现了商业化生产。目前，国际上生产核黄素的工艺方法主要有4种：抽提法、化学合成法、微生物发酵法及半微生物发酵半化学合成法。其中微生物发酵法是近年发展起来的十分经济有效的方法。对于微生物发酵法来说，核黄素的分离提取和纯化成本占整个生产成本的40％以上，提取收率比较低，成本高。

核黄素的分离提取与纯化是一项技术性极强的工序，各国的生产商都很重视，并通过申请专利来保护自己的独特技术。目前提取方法主要有重金属盐沉淀法、Morehouse法、酸溶法和碱溶法。工业生产中多采用后两种方法。如CN1146455A弗.哈夫曼-拉罗切有限公司的一种核黄素纯化方法，工艺为发酵液加热、离心分离菌体、无机酸酸溶、过滤水洗、干燥等得到96％纯度的核黄素，再经酸溶、结晶、过滤、干燥等处理可以得到98％纯度。另外CN1251365A介绍了一种核黄素纯化和结晶的方法，它包括粗品酸溶、活性炭吸附、陶瓷膜过滤、结晶、过滤洗涤、干燥等步骤。但酸溶法能耗较大，总收率较低，废水排放大，目前许多生产商转向碱溶法。我国无锡轻工大学章克昌教授对碱溶法做了详细的研究。无锡轻工大学报1998第3期第17卷介绍了从发酵液中分离提取核黄素的方法。包括发酵液碱溶、离心分离、酸化结晶、固液分离、干燥等，总收率为79.8％，成品纯度为92.6％；CN1765897A中介绍了发酵液预处理、膜过滤、酸化、氧化、转晶、等步骤，并采用有机溶剂处理回收母液中核黄素，得到95％纯度的产品，收率90％。但碱溶法目前操作工艺复杂，步骤长，产品纯度不高，而且碱性条件下核黄素降解快，收率低，并且碱溶法操作条件下会有大量菌体蛋白释放出到溶液中，影响菌体分离和产品质量。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种从核黄素发酵液中提取核黄素的方法，减少核黄素的提取步骤，降低生产成本，实现清洁生产。

一种从核黄素发酵液中提取核黄素的方法，具体步骤包括：

(1)发酵液在线碱化：发酵液经静态混合器，加入液碱，通过控制发酵液及液碱的流量比例调节控制PH8～13，混合过程瞬时控制10～20秒钟，温度控制在20～40℃，并搅拌5～10min。

(2)陶瓷膜连续在线微滤：采用50nm微滤陶瓷膜，过滤除去菌体，并采用连续在线过滤方式，连续过滤，连续洗滤，使物料在***内停留时间5～15分钟，菌渣湿固控制在60～70％。

(3)有机膜超滤技术：采用XKDa卷式有机膜，控制过滤压力10～20bar，去除蛋白、色素等。

(4)直接结晶：滤液在搅拌下加入10-30％双氧水氧化，双氧水的加入体积为核黄素料液体积的千分之一，再缓慢加入浓硫酸，控制搅拌速度在10～40rpm、料液温度10～30℃，调节PH至3～9，得到核黄素球状晶体结晶液。

(5)板框压滤：选择合适的板框压滤机及合适型号滤布，分离出核黄素高纯度滤饼。

(6)喷雾干燥：滤饼加溶剂乳化打浆后，经喷雾干燥成型工艺，得到外观好、颗粒均匀、无静电的流动性微粒或粉末产品。

本发明的有益效果：本发明充分利用先进世界上膜的生产研究和应用研究的最新成果，采用在核黄素生产的不同工序中合理使用不同类型的膜，把陶瓷膜、有机膜与传统的分离方法、化学分离方法(结晶工艺、板框过滤等)等有机结合，形成一个优化的多学科交叉的技术集成，最终达到清洁生产的目的。采用本工艺，核黄素产品纯度98％以上，收率90％以上，可以作为药品级、食品级、饲料级产品应用。提取步骤缩短为7步，比较先碱溶制取粗品再酸溶制精品少10余步；生产过程不需添加助滤剂、絮凝剂，无毒副残留；结晶过程不需要转晶处理直接结晶获得晶体，无升温、保温、降温处理，能耗低，色素产生少，产品色泽好；生产过程在线控制，碱性时间短，核黄素降解少；无酸溶反溶工艺，无废酸液产生，污水排放少，设备无腐蚀少；母液回收处理，降低污水处理压力，回收产品，提高收率约5％。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明的实施方式。

实施例1

一种从核黄素发酵液中提取核黄素的方法，其具体步骤为：

(1)500L核黄素发酵液加入到静态混合器，加入液碱调节PH至8，通过控制发酵液及液碱的流量比例调节控制PH，使核黄素溶解完全，混合过程瞬时控制在10秒钟，温度控制在20℃，搅拌5Min；

(2)采用50nm微滤陶瓷膜，过滤除去菌体，并采用连续在线过滤方式，连续过滤，连续洗滤，使物料在***内停留时间5分钟，菌渣湿固控制在60％。

(3)采用XKDa卷式有机膜，控制过滤压力10bar，去除蛋白、色素等。

(4)滤液在搅拌下加入10％双氧水氧化，双氧水的加入体积为核黄素料液体积的千分之一，再缓慢加入浓硫酸，控制搅拌速度在10rpm、料液温度10℃，调节PH至3，得到核黄素球状晶体结晶液。

(5)选择合适的板框压滤机及合适型号滤布，分离出核黄素高纯度滤饼。

(6)滤饼加溶剂乳化打浆后，经喷雾干燥成型工艺，得到外观好、颗粒均匀、无静电的流动性微粒或粉末产品。

实施例2

一种从核黄素发酵液中提取核黄素的方法，其具体步骤为：

(1)500L核黄素发酵液加入到静态混合器，加入液碱调节PH至10，通过控制发酵液及液碱的流量比例调节控制PH，使核黄素溶解完全。混合过程瞬时控制15秒钟，温度控制在30℃，搅拌8Min。

(2)采用50nm微滤陶瓷膜，过滤除去菌体，并采用连续在线过滤方式，连续过滤，连续洗滤，使物料在***内停留时间10分钟，菌渣湿固控制在65％。

(3)采用XKDa卷式有机膜，控制过滤压力15bar，去除蛋白、色素等。

(4)滤液在搅拌下加入21％双氧水氧化，双氧水的加入体积为核黄素料液体积的千分之一，再缓慢加入浓硫酸，控制搅拌速度在25rpm、料液温度20℃，调节PH至6，得到核黄素球状晶体结晶液。

(5)选择合适的板框压滤机及合适型号滤布，分离出核黄素高纯度滤饼。

(6)滤饼加溶剂乳化打浆后，经喷雾干燥成型工艺，得到外观好、颗粒均匀、无静电的流动性微粒或粉末产品。

实施例3

一种从核黄素发酵液中提取核黄素的方法，其具体步骤为：

(1)500L核黄素发酵液加入到静态混合器，加入液碱调节PH至13，通过控制发酵液及液碱的流量比例调节控制PH，使核黄素溶解完全。混合过程瞬时控制只要20秒钟，温度控制在40℃，搅拌时间为10min。

(2)采用50nm微滤陶瓷膜，过滤除去菌体，并采用连续在线过滤方式，连续过滤，连续洗滤，使物料在***内停留时间为15分钟，菌渣湿固控制在70％。

(3)采用XKDa卷式有机膜，控制过滤压力20bar，去除蛋白、色素等。

(4)滤液在搅拌下加入30％双氧水氧化，双氧水的加入体积为核黄素料液体积的千分之一，再缓慢加入浓硫酸，控制搅拌速度在40rpm、料液温度30℃，调节PH至9，得到核黄素球状晶体结晶液。

(5)选择合适的板框压滤机及合适型号滤布，分离出核黄素高纯度滤饼。

(6)滤饼加溶剂乳化打浆后，经喷雾干燥成型工艺，得到外观好、颗粒均匀、无静电的流动性微粒或粉末产品。

Claims (1)

1.一种从核黄素发酵液中提取核黄素的方法，具体步骤包括：

(1)发酵液在线碱化：发酵液经静态混合器，加入液碱，通过控制发酵液及液碱的流量比例调节控制PH8～13，混合过程瞬时控制10～20秒钟，温度控制在20～40℃，并搅拌5～10min。

(2)陶瓷膜连续在线微滤：采用50nm微滤陶瓷膜，过滤除去菌体，并采用连续在线过滤方式，连续过滤，连续洗滤，使物料在***内停留时间5～15分钟，菌渣湿固控制在60～70％。

(3)有机膜超滤技术：采用XKDa卷式有机膜，控制过滤压力10～20bar，去除蛋白、色素等。

(4)直接结晶：滤液在搅拌下加入10-30％双氧水氧化，双氧水的加入体积为核黄素料液体积的千分之一，再缓慢加入浓硫酸，控制搅拌速度在10～40rpm、料液温度10～30℃，调节PH至3～9，得到核黄素球状晶体结晶液。

(5)板框压滤：选择合适的板框压滤机及合适型号滤布，分离出核黄素高纯度滤饼。

(6)喷雾干燥：滤饼加溶剂乳化打浆后，经喷雾干燥成型工艺，得到外观好、颗粒均匀、无静电的流动性微粒或粉末产品。