一種赤霉酸的提取方法
【專利摘要】一種赤霉酸的提取方法，屬于一種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的提取生產(chǎn)方法。依次包含以下步驟：酶漿的配制；赤霉酸發(fā)酵液的酶解；赤霉酸發(fā)酵液的后處理。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)利用黃血鹽、硫酸鋅兩種鹽類協(xié)調(diào)處理赤霉酸發(fā)酵液存在因鹽類加入而使板框過(guò)濾濾渣中富含鐵、鋅重金屬污染環(huán)境、薄膜濃縮生產(chǎn)成本高、兩工段收率低導(dǎo)致產(chǎn)品總收率較低的技術(shù)問(wèn)題。在赤霉酸發(fā)酵液中加入復(fù)合酶，提高板框過(guò)濾濾液的澄清度和收率、淘汰薄膜濃縮而采用膜濃縮，不需消耗蒸汽大大降低了生產(chǎn)成本。且在常溫下進(jìn)行，不會(huì)因熱破壞產(chǎn)品影響收率。提取赤霉酸產(chǎn)品的總收率可達(dá)85%以上。
【專利說(shuō)明】
一種赤霉酸的提取方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于一種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的提取生產(chǎn)方法，具體涉及赤霉酸發(fā)酵液的預(yù)處 理、過(guò)濾、濃縮工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 赤霉酸是一種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，因其對(duì)于植物的獨(dú)特的生理學(xué)功能而具有巨大的 使用價(jià)值和商業(yè)價(jià)值。目前國(guó)內(nèi)普遍采用微生物發(fā)酵法實(shí)現(xiàn)赤霉酸工業(yè)化生產(chǎn)，受制于產(chǎn) 品收率較低(67%左右），行業(yè)整體盈利水平不高。目前提取基本工藝流程為:放罐料液一加 鹽預(yù)處理一板框壓濾一薄膜蒸發(fā)一萃取一減壓濃縮一結(jié)晶一干燥。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：板框壓 濾、薄膜蒸發(fā)二工段對(duì)總收率的影響較大，如能有效提高該二工段的收率水平將對(duì)總收率 的提高產(chǎn)生巨大突破，進(jìn)而大幅降低單位生產(chǎn)成本。究其根本在于改變加鹽預(yù)處理工藝?，F(xiàn) 行發(fā)酵液預(yù)處理步驟為:采用黃血鹽、硫酸鋅兩種鹽類協(xié)同作用使料液產(chǎn)生絮凝以利于板 框壓濾產(chǎn)生濾餅實(shí)現(xiàn)固液分離。該工藝不可避免存在較大缺陷：1、鹽類本身對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生破 壞，加之絮凝易導(dǎo)致產(chǎn)品釋放受阻，頂洗不徹底，影響收率(板框收率不足85%);2、板框?yàn)V液 中含有大量鹽類，導(dǎo)致濾液滲透壓過(guò)高從而無(wú)法應(yīng)用膜濃縮，只能采用薄膜蒸發(fā)工藝，其能 耗大而使成本較高，并且在50°C左右下濃縮，產(chǎn)品受熱破壞導(dǎo)致收率低(薄膜蒸發(fā)收率不足 85%) ; 3、濾渣因黃血鹽、硫酸鋅的加入而富含鐵、鋅重金屬物質(zhì)，存在環(huán)保問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種赤霉酸的提取方法，通過(guò) 采用酶處理發(fā)酵液，膜濃縮工藝達(dá)到解決赤霉酸發(fā)酵液產(chǎn)品提取收率低、薄膜蒸發(fā)工藝能 耗大和生產(chǎn)成本高的技術(shù)問(wèn)題。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0005] -種赤霉酸的提取方法，其特征在于，依次包含以下步驟： (1) 酶漿的配制:將復(fù)合酶與純水混合，不斷攪拌配制成100~400PPm的酶漿； (2) 赤霉酸發(fā)酵液的酶解:在赤霉酸發(fā)酵液中加入比例為0.1%~0.2%(與發(fā)酵液的體積 比)配制好的酶漿，酶解時(shí)間為〇. 5~3.0小時(shí)； (3) 赤霉酸發(fā)酵液的后處理:將酶解后的發(fā)酵液經(jīng)板框過(guò)濾，膜濃縮，萃取，減壓濃縮后 結(jié)晶干燥得到赤霉酸產(chǎn)品。
[0006] 本發(fā)明所述的復(fù)合酶（按重量百分比）由纖維素酶35~45%、溶菌酶20~30%、酸性 蛋白酶30~40%混合而成。
[0007] 本發(fā)明所述的復(fù)合酶（按重量百分比）由纖維素酶35~40%、溶菌酶25~30%、酸性 蛋白酶30~35%混合而成為優(yōu)。
[0008] 本發(fā)明步驟（1)中所述酶漿的配制，將酶與純水混合，不斷攪拌配制成250~ 350PPm的酶漿為優(yōu);其配制成后的酶漿不結(jié)塊，不沉底，應(yīng)在0~2小時(shí)內(nèi)使用。
[0009] 本發(fā)明步驟(2沖所述的酶解時(shí)間為1.0~1.5小時(shí)為優(yōu)。
[0010] 本發(fā)明步驟(2)中的酶漿加入發(fā)酵液過(guò)程中伴隨著攪拌，加入完畢后停止攪拌，后 每隔15~25分鐘攪拌10~15秒為優(yōu)。
[0011] 本發(fā)明步驟(3)中所述板框過(guò)濾，其板框?yàn)V布孔徑為300~400目；膜濃縮的膜為反 滲透膜，膜孔徑為0.5~1.0nm〇
[0012] 本發(fā)明步驟(3)中的膜濃縮，其濃縮液體積為板框?yàn)V液體積的1/5~1/9為優(yōu)。
[0013] 本發(fā)明所述步驟(1)、（2)及(3)中所述的膜濃縮和萃取均在常溫下進(jìn)行。
[0014] 與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：（1)通過(guò)酶的選擇性作用，使蛋白質(zhì)大分子 進(jìn)行適度的水解而發(fā)生絮凝沉降，在板框過(guò)濾時(shí)進(jìn)入濾渣，在確保濾液的澄清度同時(shí)，提高 濾液的純度，有利于后續(xù)處理又能有效的提高板框過(guò)濾提取收率，達(dá)95%以上。（2)使菌絲內(nèi) 細(xì)胞破壁破膜，促進(jìn)胞內(nèi)物質(zhì)的充分釋放，提高產(chǎn)品收率。（3)區(qū)別于鹽類，經(jīng)過(guò)酶預(yù)處理工 藝后濾液中不含有鹽類，濾液滲透壓不會(huì)升高，使下游濃縮可應(yīng)用先進(jìn)的膜濃縮工藝。（4) 常溫下處理赤霉酸發(fā)酵液，不會(huì)對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生熱破壞，提高提取收率，產(chǎn)品總收率達(dá)85%以上。 (5)板框?yàn)V液不需經(jīng)薄膜濃縮而改用膜濃縮工藝，不需要消耗蒸汽，大大的降低了生產(chǎn)成 本。（6)無(wú)鹽類的加入，濾渣中不含鐵、鋅重金屬物質(zhì)，有利于環(huán)保。
[0015] 本發(fā)明應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，獲得了良好的效果，與原有工藝列表對(duì)比如下：

【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017] 實(shí)施例丄。
[0018] (1)酶漿配制：先將纖維素酶3.5Kg、溶菌酶2.5 Kg和酸性蛋白酶4.0 Kg混合成預(yù) 處理復(fù)合酶，再將復(fù)合酶與純水在常溫下充分混合，配制成400PPm酶漿備用。
[0019] (2)赤霉酸發(fā)酵液的酶解:常溫下，在20.2噸赤霉酸發(fā)酵液中加入40.4L配制好的 酶漿(酶漿配制成后0小時(shí)），酶解時(shí)間3.0小時(shí)。。
[0020] (3)板框過(guò)濾：濾布孔徑為300目，常溫下進(jìn)行板框過(guò)濾。得濾液體積：29.8噸，收 率:95.57%〇
[0021 ] (4)膜濃縮:反滲透膜，膜孔徑為0.5nm，常溫下進(jìn)行膜濃縮，得濃縮液體積為:3541 升，收率:92.05%。
[0022] (5)后處理：經(jīng)常溫下萃取、減壓濃縮后結(jié)晶干燥得到赤霉酸產(chǎn)品，總收率： 85.61%〇
[0023] 實(shí)施例2。
[0024] (1)酶漿配制:先將纖維素酶3.5Kg、溶菌酶3. OKg和酸性蛋白酶3.5 Kg混合成預(yù)處 理復(fù)合酶，再將復(fù)合酶與純水充分混合，配制成350PPm酶漿備用。
[0025] (2)赤霉酸發(fā)酵液的酶解:在20噸赤霉酸發(fā)酵液中伴隨著攪拌過(guò)程，加入30.0 L配 制好的酶漿(酶漿配制成后1小時(shí)），完畢立即停止攪拌，開始酶解，每15分鐘開啟一次攪拌， 時(shí)長(zhǎng)為10秒，酶解時(shí)間1 .〇小時(shí)。
[0026] (3)板框過(guò)濾：濾布孔徑為400目，進(jìn)行板框過(guò)濾。得濾液體積：28.1噸，收率： 96.21%〇
[0027] (4)膜濃縮:反滲透膜，膜孔徑為lnm，進(jìn)行膜濃縮，得濃縮液體積為:4850升，收率： 95.00%〇
[0028] (5)后處理:經(jīng)萃取、減壓濃縮后結(jié)晶干燥得到赤霉酸產(chǎn)品，總收率:91.08%。
[0029] 實(shí)施例3。
[0030] (1)酶漿配制:先將纖維素酶4. OKg、溶菌酶2. OKg和酸性蛋白酶4.0 Kg混合成預(yù)處 理復(fù)合酶，再將復(fù)合酶與純水充分混合，配制成250PPm酶漿備用。
[0031] (2)赤霉酸發(fā)酵液的酶解:在19.5噸赤霉酸發(fā)酵液中伴隨著攪拌過(guò)程，加入19.5 L 配制好的酶漿(酶漿配制成后2小時(shí)），完畢立即停止攪拌，開始酶解，每15分鐘開啟一次攪 拌，時(shí)長(zhǎng)約15秒，酶解時(shí)間0.5小時(shí)。
[0032] (3)板框過(guò)濾：濾布孔徑為400目，進(jìn)行板框過(guò)濾。得濾液體積：27.8噸，收率： 99.02%〇
[0033] (4)膜濃縮:反滲透膜，膜孔徑為0.5nm，進(jìn)行膜濃縮，得濃縮液體積為:5150升，收 率:94·58%。
[0034] (5)后處理:經(jīng)萃取、減壓濃縮后結(jié)晶干燥得到赤霉酸產(chǎn)品，總收率:85.58%。
[0035] 實(shí)施例4。
[0036] (1)酶漿配制：先將纖維素酶4.OKg、溶菌酶2.5 Kg和酸性蛋白酶3.5 Kg混合成預(yù) 處理復(fù)合酶，再將復(fù)合酶與純水在常溫下充分混合，配制成lOOPPm酶漿備用。。
[0037] (2)赤霉酸發(fā)酵液的酶解:常溫下，在18.5噸赤霉酸發(fā)酵液中伴隨著攪拌過(guò)程，加 入37.0L配制好的酶漿(酶漿配制成后0小時(shí)），完畢立即停止攪拌，開始酶解，每20分鐘開啟 一次攪拌，時(shí)長(zhǎng)10秒，酶解時(shí)間1.5小時(shí)。
[0038] (3)板框過(guò)濾：濾布孔徑為300目，常溫下進(jìn)行板框過(guò)濾。得濾液體積：26.3噸，收 率:95.70%。
[0039] (4)膜濃縮:反滲透膜，膜孔徑為1. Onm，常溫下進(jìn)行膜濃縮，得濃縮液體積為:4650 升，收率:96.77%。
[0040] (5)后處理：經(jīng)常溫下萃取、減壓濃縮后結(jié)晶干燥得到赤霉酸產(chǎn)品，總收率： 90.89%〇
[0041 ] 實(shí)施例5。
[0042] (1)酶漿配制：先將纖維素酶4. OKg、溶菌酶3. OKg和酸性蛋白酶3 . OKg混合成預(yù)處 理復(fù)合酶，再將復(fù)合酶與純水充分混合，配制成400PPm酶漿備用。
[0043] (2)赤霉酸發(fā)酵液的酶解:在18.3噸赤霉酸發(fā)酵液中伴隨著攪拌過(guò)程，加入比例為 27.5L配制好的酶漿(酶漿配制成后1小時(shí)），完畢立即停止攪拌，開始酶解，每20分鐘開啟一 次攪拌，時(shí)長(zhǎng)25秒，酶解時(shí)間1.0小時(shí)。
[0044] (3 )板框過(guò)濾：濾布孔徑為400目，開始板框過(guò)濾。得濾液體積：27.8噸，收率： 95.31%〇
[0045] (4)膜濃縮:反滲透膜，膜孔徑為l.Onm，進(jìn)行膜濃縮，得濃縮液體積為:5250升，收 率：96.26%。
[0046] (5)后處理:經(jīng)萃取、減壓濃縮后結(jié)晶干燥得到赤霉酸產(chǎn)品，總收率:91.58%。
[0047] 實(shí)施例6。
[0048] (1)酶漿配制：先將纖維素酶4.5Kg、溶菌酶2. OKg和酸性蛋白酶3.5Kg混合成預(yù)處 理復(fù)合酶，再將復(fù)合酶與純水充分混合，配制成400PPm酶漿備用。
[0049] (2)赤霉酸發(fā)酵液的酶解:在19.7噸赤霉酸發(fā)酵液中伴隨著攪拌過(guò)程，加入39.4L 配制好的酶漿(酶漿配制成后2小時(shí)），完畢立即停止攪拌，開始酶解，每15分鐘開啟一次攪 拌，時(shí)長(zhǎng)10秒，酶解時(shí)間0.5小時(shí)。
[0050] (3 )板框過(guò)濾：濾布孔徑為300目，進(jìn)行板框過(guò)濾。得濾液體積：28.6噸，收率： 95.97%〇
[0051] (4)納濾濃縮:反滲透膜，膜孔徑為l.Onm，進(jìn)行膜濃縮，得濃縮液體積為:4600升， 收率:95.94%。
[0052] (5)后處理:經(jīng)萃取、減壓濃縮后結(jié)晶干燥得到赤霉酸產(chǎn)品，總收率:86.80%。
[0053] 實(shí)施例7。
[0054] (1)酶漿配制:先將纖維素酶4.5Kg、溶菌酶2.5 Kg和酸性蛋白酶3. OKg混合成預(yù)處 理復(fù)合酶，再將復(fù)合酶常溫下與純水充分混合，配制成lOOPPm酶漿備用。
[0055] (2)赤霉酸發(fā)酵液的酶解:常溫下，在18.5噸赤霉酸發(fā)酵液中伴隨著攪拌過(guò)程，加 入18.5L配制好的酶漿(酶漿配制成后0小時(shí)），完畢立即停止攪拌，開始酶解，每25分鐘開啟 一次攪拌，時(shí)長(zhǎng)15秒，酶解時(shí)間1.0小時(shí)。
[0056] (3)板框過(guò)濾：濾布孔徑為300目，常溫下進(jìn)行板框過(guò)濾。得濾液體積：27.8噸，收 率:95.16%。
[0057] (4)膜濃縮:反滲透膜，膜孔徑為0.5nm，常溫下進(jìn)行膜濃縮，得濃縮液體積為:5200 升，收率:94.10%。
[0058] (5)后處理：經(jīng)常溫下萃取、減壓濃縮后結(jié)晶干燥得到赤霉酸產(chǎn)品，總收率： 88.89%〇
[0059] 實(shí)施例8。
[0060] (1)酶漿配制:先將纖維素酶3.5Kg、溶菌酶2.5 Kg和酸性蛋白酶4. OKg混合成預(yù)處 理復(fù)合酶，再將復(fù)合酶與純水充分混合，配制成250PPm酶漿備用。
[0061 ] (2)赤霉酸發(fā)酵液的酶解:在19.1噸赤霉酸發(fā)酵液中伴隨著攪拌過(guò)程，加入28.7L 配制好的酶漿(酶漿配制成后1小時(shí)），完畢立即停止攪拌，開始酶解，每20分鐘開啟一次攪 拌，時(shí)長(zhǎng)15秒，酶解時(shí)間1.5小時(shí)。
[0062] (3 )板框過(guò)濾：濾布孔徑為400目，進(jìn)行板框過(guò)濾。得濾液體積：27.9噸，收率： 95.56%〇
[0063] (4)膜濃縮:反滲透膜，膜孔徑為l.Onm，進(jìn)行膜濃縮，得濃縮液體積為:4950升，收 率:92.70%。
[0064] (5)后處理:經(jīng)萃取、減壓濃縮后結(jié)晶干燥得到赤霉酸產(chǎn)品，總收率:87.24%。
[0065] 實(shí)施例9。
[0066] (1)酶漿配制:先將纖維素酶3.5Kg、溶菌酶3.0 Kg和酸性蛋白酶3. OKg混合成預(yù)處 理復(fù)合酶，再將復(fù)合酶與純水充分混合，配制成350PPm酶漿備用。
[0067] (2)赤霉酸發(fā)酵液的酶解:在22.1噸赤霉酸發(fā)酵液中伴隨著攪拌過(guò)程，加入44.2L 配制好的酶漿(酶漿配制成后2小時(shí)），完畢立即停止攪拌，開始酶解，每25分鐘開啟一次攪 拌，時(shí)長(zhǎng)15秒，酶解時(shí)間3.0小時(shí)。
[0068] (3 )板框過(guò)濾：濾布孔徑為300目，進(jìn)行板框過(guò)濾。得濾液體積：29.8噸，收率： 95.57%〇
[0069] (4)膜濃縮:反滲透膜，膜孔徑為0.5nm，進(jìn)行膜濃縮，得濃縮液體積為:4850升，收 率:97.19%〇
[0070] (5)后處理:經(jīng)萃取、減壓濃縮后結(jié)晶干燥得到赤霉酸產(chǎn)品，總收率:91.72%。
[0071] 實(shí)施例10。
[0072] (1)酶漿配制:先將纖維素酶4. OKg、溶菌酶2.5 Kg和酸性蛋白酶3.5Kg混合成預(yù)處 理復(fù)合酶，再將復(fù)合酶與純水充分混合，配制成400PPm酶漿備用。
[0073] (2)赤霉酸發(fā)酵液的酶解:在18.7噸赤霉酸發(fā)酵液中伴隨著攪拌過(guò)程，加入比例為 18.7L配制好的酶漿(酶漿配制成后1小時(shí)），完畢立即停止攪拌，開始酶解，每20分鐘開啟一 次攪拌，時(shí)長(zhǎng)15秒，酶解時(shí)間1.5小時(shí)。
[0074] (3 )板框過(guò)濾：濾布孔徑為400目，進(jìn)行板框過(guò)濾。得濾液體積：29.8噸，收率： 95.90%〇
[0075] (4)膜濃縮:反滲透膜，膜孔徑為l.Onm，進(jìn)行膜濃縮，得濃縮液體積為：5050升，收 率:91.77%。
[0076] (5)后處理:經(jīng)萃取、減壓濃縮后結(jié)晶干燥得到赤霉酸產(chǎn)品，總收率:91.12%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種赤霉酸的提取方法，其特征在于依次包含以下步驟： (1) 酶漿的配制:將復(fù)合酶與純水混合，不斷攪拌配制成100~400PPm的酶漿； (2) 赤霉酸發(fā)酵液的酶解:在赤霉酸發(fā)酵液中加入與發(fā)酵液的體積比例為0.1%~0.2% 的配制好的酶漿，酶解時(shí)間為0.5~3.0小時(shí)； (3) 赤霉酸發(fā)酵液的后處理:將酶解后的發(fā)酵液經(jīng)板框過(guò)濾、膜濃縮、萃取、減壓濃縮后 結(jié)晶干燥得到赤霉酸產(chǎn)品。2. 如權(quán)利要求1所述的一種赤霉酸的提取方法，其特征在于，所述步驟（1)中的復(fù)合酶 由如下重量百分比的酶混合而成:纖維素酶35~45%、溶菌酶20~30%、酸性蛋白酶30~40%。3. 如權(quán)利要求1所述的一種赤霉酸的提取方法，其特征在于，所述步驟（1)中的復(fù)合酶 由如下重量百分比的酶混合而成：由纖維素酶35~40 %、溶菌酶25~30%、酸性蛋白酶30~ 35%〇4. 如權(quán)利要求1所述的一種赤霉酸的提取方法，其特征在于：步驟（1)中所述的酶漿的 配制為將復(fù)合酶與純水混合，不斷攪拌配制成250~350PPm的酶漿。5. 如權(quán)利要求1至4中任一所述的一種赤霉酸的提取方法，其特征在于:步驟（1)中所述 的酶漿，配制成后的酶漿不結(jié)塊，不沉底，在0~2小時(shí)內(nèi)使用。6. 如權(quán)利要求1所述的一種赤霉酸的提取方法，其特征在于：步驟(3)中所述的酶解時(shí) 間為1.0~1.5小時(shí)。7. 如權(quán)利要求1所述的一種赤霉酸的提取方法，其特征在于：步驟(2)中所述的在赤霉 酸發(fā)酵液中加入配制好的酶漿，其加入過(guò)程中伴隨著攪拌，加入完后停止攪拌，后每隔15~ 25分鐘攪拌10~15秒。8. 如權(quán)利要求1所述的一種赤霉酸的提取方法，其特征在于：步驟(3)中所述的板框過(guò) 濾，其板框?yàn)V布孔徑為300~400目。9. 如權(quán)利要求1所述的一種赤霉酸的提取方法，其特征在于:步驟(3)中所述的膜濃縮， 其膜為反滲透膜，膜孔徑為〇. 5~1. Onm;所述膜濃縮液體積為板框?yàn)V液體積的1/5~1/9。10. 如權(quán)利要求1所述的一種赤霉酸的提取方法，其特征在于:所述步驟（1)、（2)及（3) 中所述的膜濃縮和萃取均在常溫下進(jìn)行。
【文檔編號(hào)】C07D307/93GK106008429SQ201610401510
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月10日
【發(fā)明人】趙南, 劉義雄, 徐永華, 徐勇, 宋革命
【申請(qǐng)人】江西新瑞豐生化有限公司