青霉素几种分离纯化方法比较(2)

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工业上一般采用醋酸丁醋为萃取剂,在pH值1.8一2.2时进行萃取生产，青霉素在一定酸性条件下呈游离酸状态,在醋酸丁醋中的溶解度远大于在水中的溶解度,青霉素从水相转入醋相,水溶性杂质留在水相\把互不相溶的醋相与水相分开后就实现了水溶性杂质与青霉素的分离\工业上的提炼流程如下:

2、1、4离子交换和树脂吸附法

青霉素G的生产采用生物合成法,其分离提纯过程包括过滤!提取!共沸结晶等一系列分离和纯化过程。近年来,随着青霉素扩产,产量激增,造成供过于求的状况,为了提高行业竞争力,科技工作者围绕完善现有萃取过程和进行新技术开发两个方面进行了大量研究工作，青霉素提纯工艺的进展主要集中在改进工艺、方法、设备几方面，离子交换法系利用离子交换树脂和抗生素之间的化学亲和力,有选择性的将抗生素吸附上去,然后用较少量的洗脱剂将它洗下来,从而达到浓缩和提纯的目的。

目前,离子交换和树脂吸附技术主要用于从青霉素提取，结晶后得到的废液中回收青霉素以及在青霉素水解生产6~ARA过程中去除苯乙酸以降低其浓度，离子交换和树脂吸附技术用于青霉素提纯,收率偏低,解吸困难,并且其规模与产量很难适应青霉素的大规模生产。[3]

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2、2新型青霉素G提取方法 2、2、1双水相萃取

双水相分配技术是近年来发展起来的提取和纯化生物活性物质的新型分离方法之一，一般而言,双水相系统是指把两种聚合物或一种聚合物与一种盐的水溶液混合在一起,由于聚合物与聚合物之间或聚合物与盐之间的不相溶性而形成互不相溶的两相。

近年来, 一种新型绿色溶剂——离子液体的出现引起各国学者的广泛关注. 离子液体是指在由离子组成的室温时呈液态的液体, 一般由有机阳离子和无机阴离子组成. 改变阴阳离子组成, 可以合成不同性质的离子液体, 被称为“设计者溶剂”.。离子液体几乎没有蒸气压, 不挥发.，离子液体分为疏水性和亲水性两种类型, 研究表明, 疏水性离子液体萃取红霉素得到很好的效果。

刘庆芬[4]等以亲水性离子液体[Bmim]BF4和 NaH2PO4·2O 水溶液形成的双水相体系为研究象,考察了影响双水相形成的因素以及青霉素 G 的萃取特性.特别考察了 NaH2PO4浓度、青霉素浓度以及[Bmim]-BF4的浓度对双水相的形成和萃取率的影响, 同时考察了萃取体系 pH 值变化以及乳化现象。结果发现：(1) 离子液体双水相可以有效萃取青霉素, 轻相中青霉素萃取率可达 93.7%. 萃取率受成相盐浓度、初始青霉素浓度以及离子液体浓度的影响. 萃取的最佳参数为 NaH2PO4·2H2O 36%~38%(质量分数)、青霉素浓度 50000 u/mL、离子液体 40%~45%(体积分数).。离子液体双水相萃取青霉素是一项高效分离青霉素的新技术。(2) 离子液体双水相体系萃取青霉素的 pH 值在4~5 之间, 为弱酸性, 青霉素降解率降低, 萃取收率提高.。萃取过程不发生乳化现象,

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有利于两相分离。 2、2、2反萃取法 2、2、2、1连续反萃取

连续反萃取是根据BA中青霉素含量把碳酸氢钾水溶液按一定比例加入到混合罐,进行充分混合反应,而后用离心机进行分离,得到RK。连续反萃取BA和碳酸钾是连续加入,混合液不断进入离心机进行分离,整个过程是连续性操作,由于BA效价是变化的,所以碳酸钾水溶液的加入量要随时进行调整,以控制PH值。在生产过程中造成PH值大范围的波动,影响收率和产品质量。为了减小PH值的波动,通常采用低浓度的碳酸氢钾水溶液进行反萃取。得到的RK效价偏低,通常在60万、1/ml以下。 2、2、2、2间歇反萃取

间歇反萃取是在混合罐中一次性加入一定量的BA,经计算加入适量的碳酸氢钾水溶液,进行充分混合,使之完全反应,再静止分层。此时萃取液是在重力作用下分层的,分离后得到RK。在这个过程中,首先测定混合罐中的BA效价,再依照公式进行计算,得出加入碳酸氢钾水溶液的量,所以能准确地控制PH值。由于PH值易于控制,可以提高碳酸氢钾溶液的浓度,以达到提高RK效价的目的。RK效价可以提高到80万u/ml左右。

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梁玉等[5]通过对这两种工艺的研究比较得到如下的数据表格，表明间歇反萃取方法分离提纯青霉素G的效力更好。 2、2、3反胶团萃取

反胶团是一种新型生物活性物质的分离方法,最初应用于具有鲜明等电点的氨基酸、蛋白质类物质的分离。吴子生[6]等在室温和pHS一8的条件下进行了青霉素G的反胶团相转移提取研究,提取率在90%以上\离子强度及pH对青霉素萃取率，反萃取率的影响不大,但是离子强度对蛋白质的萃取率影响很大,因此可利用这些特点将杂蛋白除去。 2、2、4超临界流体萃取

超临界流体萃取是新型的提取技术,它以超临界条件下的气体作为萃取剂,从液体或固体中萃取出某些成分并进行分离，与一般液体萃取相比,S死的萃取速率和范围更为扩大,选择适宜的溶剂如CO2,可在较低温度或无氧环境下操作,分离、精制热敏性物质和易氧化物质;SFE还具有良好的渗透性和溶解性,能从固体或粘稠的原料中快速提取有效成分;无溶剂污染,且回收溶剂无相变过程,能耗低;兼有萃取和蒸馏的双重功效。[2]

但由于超临界流体萃取法中青霉素的溶解度较低,利用超临界流体从发酵液

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中提取抗生素还有待进一步研究。 2、2、5膜分离技术

邵文尧[7]等在对膜技术的研究中发现膜通量、加水及洗涤效果、滤液质量及过滤收率、清洗及系统运行的稳定性对于膜过滤的效率有很大影响。

而运用膜过滤滤技术与其它过滤方法相比具有以下优越性:过滤时无须添加絮凝剂,节省了大量絮凝剂成本的支出;过滤收率高,损失较少;滤液质量高,澄清透亮,不乳化;由于采用菌丝体与大部分蛋白一步截留过滤法,操作工艺流程简化,操作成本降低;系统实行系统封闭过滤,且可实现全自动控制,滤液不受人为污染,排渣无须手动,操作劳动强度减轻;由于系统独特的结构设计、系统设计及配套的清洗方案,使系统的稳定性、效率、抗污染能力及适用于高粘度料液过滤的能力较其它过滤方法具有显著的优越性。 2、2、5、1微滤和超滤

青霉素G生产的第一步就是从发酵液中提取菌丝体,传统的提纯工艺采用过滤和昂贵的离心设备,这些工艺不但能耗高,由于分离过程中产品残留在菌丝体滤饼层,不能达到100%的回收率,需要后续的深度洗脱、微滤和超滤技术目前己应用于发酵液中青霉素的提纯。

2、2、5、2中空纤维更新液膜萃取技术

中空纤维膜萃取器是指萃取器中包含一束具有微孔的中空纤维,两种液相分别在纤维的内侧(管程)和外侧(壳程)流动,两相界面固定于纤维壁的微孔中并调节适当的压力维持其稳定。纤维膜壁既做为防止乳化的屏障又起到两相通过膜孔进行传质的支撑体的作用，中空纤维膜萃取技术能够克服液膜萃取稳定性差的缺点,同时由于其非分散性使得该萃取过程不会产生乳化现象,由于没有混合,也不

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