一種右旋糖酐大分子1000的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微生物發(fā)酵和生物制藥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種右旋糖酐大分子1000 的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 右旋糖酐是一種由若干葡萄糖脫水形成的無毒無害的高分子葡萄糖聚合物，是世 界上第一個工業(yè)生產(chǎn)的微生物多糖，是最早使用和得到公認(rèn)的一種優(yōu)良的血漿代用品，在 醫(yī)藥、食品和石油等方面都有著廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)右旋糖酐的生產(chǎn)工藝，都是以蔗糖經(jīng) 腸膜狀明串珠菌LM- 1226號菌（LcuconostocMesenteroides)發(fā)酵后生成高分子葡萄 糖聚合物，再經(jīng)精制處理而得。大致工藝如下：第一步是菌種以深冷凍干保存，使用前進(jìn)行 活化；第二步是使用活化的菌種，進(jìn)行試管分離，挑選活性高的菌種進(jìn)行培養(yǎng)；第三步用試 管分離培養(yǎng)的菌種，進(jìn)行150ml搖瓶擴(kuò)大培養(yǎng)；第四步選擇150ml搖瓶中生產(chǎn)較好的菌種， 用于生產(chǎn)前的擴(kuò)大培養(yǎng)，進(jìn)行1000ml-5000ml的大瓶培養(yǎng)；第五步，用培養(yǎng)好的大瓶接入種 子罐，進(jìn)行發(fā)酵前的擴(kuò)大培養(yǎng)；第六步將擴(kuò)大培養(yǎng)的種子液轉(zhuǎn)入發(fā)酵罐進(jìn)行生產(chǎn)培養(yǎng)；第 六步生產(chǎn)培養(yǎng)結(jié)束，用90%的乙醇將發(fā)酵液中的產(chǎn)物分解出來。第七步：將沉淀出的產(chǎn)物加 入適量75%乙醇，進(jìn)行洗滌，去除雜質(zhì)。第八步：將去除雜質(zhì)的產(chǎn)物加入適量30%鹽酸，進(jìn)行 水解。第九步，將水解后的產(chǎn)物，進(jìn)行蒸餾(將酒精蒸發(fā)干凈，同時提高干物質(zhì)含量)。第十 步，將蒸餾后的料液進(jìn)行噴霧干燥。
[0003] 工藝較為繁瑣復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)生的廢水、廢渣、廢氣明多，沉淀提取粗品過程 中要用到酒精，酒精的使用及蒸餾過程屬于?；^程，其設(shè)備屬于國家重點(diǎn)監(jiān)管危險裝置， 具有一定危險性。另提取粗品后需要用鹽酸進(jìn)行大分子量的水解，鹽酸同樣屬于危化品，易 制毒化學(xué)品，會在一定程度上影響產(chǎn)品的品質(zhì)。綜上所述，傳統(tǒng)工藝工序復(fù)雜，生產(chǎn)效率低， 設(shè)備投入和維護(hù)成本大，能耗高，產(chǎn)生廢水、廢渣、廢氣較多，其工藝過程存在危險化學(xué)品的 使用，產(chǎn)品品質(zhì)不高，已經(jīng)不能滿足日益提高的市場要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明創(chuàng)造性的提出了一種右旋糖酐大分子 1000的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法用生物酶進(jìn)行的定向合成后生成高分子葡萄糖聚合物，再經(jīng) 離心、膜濃縮、干燥即可獲得右旋糖酐大分子1000,工序相比傳統(tǒng)工藝更加簡化，大大提高 了生產(chǎn)效率，徹底避免酒精和鹽酸的使用，提高了產(chǎn)品品質(zhì)，產(chǎn)生廢水、廢渣量明顯減少，廢 氣幾乎不產(chǎn)生，更加環(huán)保。
[0005] 本發(fā)明采取的技術(shù)方案是： 一種右旋糖酐大分子1000的生產(chǎn)方法，其特點(diǎn)在于該生產(chǎn)方法是以蔗糖、蛋白胨、磷 酸氫二鈉、磷酸氫二鉀、硫酸鎂、氯化錳為原料，以生物酶為酶介質(zhì)定向合成高分子葡萄糖 聚合物，經(jīng)過離心使固液分離，離心后對液態(tài)混合物用膜濃縮進(jìn)一步定向分離高分子葡萄 糖聚合物與液體分子，將分離出額高分子葡萄糖聚合物送入噴霧干燥塔噴干為干粉即得右 旋糖酐大分子1000。
[0006] 該生產(chǎn)方法步驟如下： (1) 合成：將蔗糖、蛋白胨、磷酸氫二鈉，磷酸氫二鉀，硫酸鎂，氯化錳按一定比例混合， 用蒸汽加熱到95-105°C，保溫25-35min，開降溫水降溫到27. 0-27. 5°C，加入生物酶，加入 量為2. 15-2. 55U/L，在溫度26-28°C下，攪拌36轉(zhuǎn)/min，培養(yǎng)22-26h合成結(jié)束得高分子葡 萄糖聚合物，高分子葡萄糖聚合物濃度控制在4-6% ; (2) 離心：合成結(jié)束24h后，升溫到100°C±5,保溫30min±5,降溫到40°C±1，加冷凝 水或自來水進(jìn)行一倍稀釋，稀釋液通過碟片離心機(jī)，離心機(jī)轉(zhuǎn)速11000轉(zhuǎn)/min，進(jìn)行固液分 離，固液分離后稀釋液中的干物質(zhì)含量〇. 05-0. 15% ; (3) 膜濃縮：2540超濾膜將分離的液態(tài)進(jìn)行膜濃縮，截留的分子量150-180萬，膜運(yùn)行 出口壓力控制〇? 5-0. 6Mpa，進(jìn)口壓力0? 2-0. 5Mpa，溫度控制30-40 °C，濃縮后干物質(zhì)含量 17-20% ； (4) 噴霧干燥：將濃縮后液態(tài)用離心式噴霧干燥塔干燥，進(jìn)口溫度180-190°C，出口溫 度90-95 °C，干燥后即得右旋糖酐大分子1000干粉。
[0007] 以上所述的原料濃度百分比為蔗糖12. 5~15. 0%，蛋白胨0. 10~0. 15%，磷酸氫 二鈉0. 19~0. 22%，磷酸氫二鉀0. 11~0. 18%，硫酸鎂0. 015%，氯化錳0. 001%。
[0008] 以上所述的生物酶為右旋糖酐蔗糖酶。
[0009] 該生產(chǎn)方法用生物酶進(jìn)行的定向合成后生成高分子葡萄糖聚合物，再經(jīng)離心、膜 濃縮、干燥即可獲得右旋糖酐大分子1〇〇〇,不需要進(jìn)行菌種的分離、篩選、三角瓶的三級培 養(yǎng)，發(fā)酵的二級培養(yǎng)，只需一步合成，工序相比傳統(tǒng)工藝更加簡化，減少了人工操作，節(jié)約了 人工成本；以相同的罐體，單批運(yùn)行計(jì)，傳統(tǒng)工藝自菌種分離到成品：活化20h，試管培養(yǎng) 18h，150ml搖瓶 24h，1000-5000ml搖瓶 24h，一級種子 24h，發(fā)酵 24-32h，沉淀、去雜 5h，水 解蒸餾12h，干燥16h，合計(jì)：167h。而本發(fā)明工藝合成24h，離心6h，膜濃縮12h，干燥16h， 合計(jì)共58h，大大提高了生產(chǎn)效率；減少了過多的培養(yǎng)過程，產(chǎn)生的廢水、廢渣明顯少，幾乎 不產(chǎn)生廢氣，更加環(huán)保，并節(jié)約了后續(xù)處理的成本；碟片離心機(jī)屬于密閉清潔生產(chǎn)，物料分 離效果明顯，不需要提取粗品；傳統(tǒng)的人工的水解操作，分子量分布不均勻，膜濃縮中用膜 進(jìn)行分子量的截留，使分子量更加均一；徹底避免酒精和鹽酸的使用，不存在危險化學(xué)品儲 存、回收裝置，不存在鹽酸易制毒品的使用，極大的提高了產(chǎn)品品質(zhì)。
[0010] 另外該生產(chǎn)方法中對各步驟參數(shù)做了系統(tǒng)探索和調(diào)整，例如：其中合成中用蒸汽 加熱到95-105°C，溫度如果過高，對培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分破壞較大，會使培養(yǎng)基顏色深，ph下 降，對合成生長有一定抑制、毒害作用，同時一些金屬離子會與磷酸根發(fā)生沉淀反應(yīng)。溫度 如果過低，會造成培養(yǎng)基中細(xì)菌等雜菌的大量繁殖，不利于合成，雜菌消耗培養(yǎng)基中的營養(yǎng) 成分，產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，造成產(chǎn)品不合格。
[0011] 保溫25-35min后開降溫水降溫到27. 0-27. 5°C，加入生物酶，溫度過高過低酶的 活性都會降低，保溫25-35min，可以確保在100°C下充分殺死包括嗜熱芽孢桿菌在內(nèi)的所 有自然菌。
[0012] 合成24h后，升溫到100°C，可以對合成過程中殘留生物酶進(jìn)行滅火，不得在后續(xù) 生產(chǎn)中繼續(xù)發(fā)揮酶的作用。保溫30min，降溫到40°C，確保超濾膜、碟片離心機(jī)的正常運(yùn)行， 加冷凝水或自來水進(jìn)行一倍稀釋，可以確保碟片離心機(jī)進(jìn)料時料液的比重應(yīng)小于1. 2,避免 因比重過大進(jìn)料速度變慢，轉(zhuǎn)鼓打不開，排渣不能運(yùn)行等狀況出現(xiàn)。
[0013]另外，原來分子量是依靠鹽酸對產(chǎn)物的水解作用，由人工控制操作時間，根據(jù)多年 累積的經(jīng)驗(yàn)，確定水解到合格的分子量；新工藝是依靠膜的孔徑大小截留需要的分子量，過 大或過小的分子均不會進(jìn)入下一道工序。
【附圖說明】
[0014] 圖1為實(shí)施例1得到右旋糖酐大分子1000干粉(批號141108)的質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告。
[0015] 圖2為實(shí)施例2得到右旋糖酐大分子1000干粉(批號141112)的質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告。
[0016] 圖3為實(shí)施例3得到右旋糖酐大分子1000干粉(批號141115)的質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 為能清楚說明本發(fā)明方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步 闡述，但保護(hù)范圍絕不僅限于實(shí)施例，本發(fā)明保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。