专利名称：低杂质阿卡波糖及其制备方法
技术领域：
本发明涉及生物化工领域，更具体地说是涉及游动放线菌sp.产生的代谢产物阿卡波糖的发酵生产方法。
背景技术：
阿卡波糖(Acarbose)，化学名0_4，6_双脱氧_4_[( IS, 4R, 5S, 6S)4, 5，6-三羟基-3-(羟甲基)-2-环已烯基-1-氨基]-a-D-吡喃葡萄糖基-(1 4) 一0— a— D—吡喃葡萄糖基一 (1 4) -D-吡喃葡萄糖，是由游动放线菌species产生的代谢产物，主要用于II型糖尿病的治疗。在工业上采用调控游动放线菌sp.微生物代谢，即发酵法制备阿卡波糖。在微生物发酵过程中，随着发酵过程的进行，在产生越来越多目标产物的同时也会产生一些不同种类的副产物，特别是在发酵中后期，会有多种不同的杂质产生，比如杂质A。杂质A是阿卡波糖的一种同分异构体，在高效液相检测中，因HPLC的保留时间与阿卡波糖很接近，在阿卡波糖提取过程中很难分离。同时在阿卡波糖高端市场上，对杂质A的要求很高，比如欧洲药典5. 1版，要求杂质A的含量小于0.6%。因此，在阿卡波糖生产过程中如何有效控制并降低杂质A的含量，是工业化生产阿卡波糖原料药的一个重要环节。在现有的阿卡波糖生产工艺中，使用凝胶、大孔吸附树脂等可以去除杂质A或使其含量下降。但是，使用以上工艺在实际工业化生产中存在着样量小、收率低、成本高等诸多缺陷，比如凝胶和大孔吸附树脂上样量只有20-40g/L，收率只有50%左右，而凝胶的价格每公斤要上万元。并且当阿卡波糖料液中杂质A含量较高的时候，即使使用以上工艺也不能有效去除杂质A，从而使得产品质量无法达到高标准的要求。因此，在阿卡波糖提取过程中控制杂质A的增长，就成了生产控制的关键。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术生产的阿卡波糖中杂质A的含量太高，而去除的成本高，收率低等缺陷，提供一种杂质A含量低，成本低，易于工业化生产的阿卡波糖的制备方法。按现有技术生产发酵生产阿卡波糖，若不对溶氧水平进行人为控制，阿卡波糖在发酵过程中溶氧水平下降非常迅速，特别是发酵中后期，从72小时开始，溶氧每M小时下降10-15%。按此速度，放罐时溶氧跌至60%以下。虽然以这样的发酵方法最终所获得的阿卡波糖效价较高，但其杂质A—般在1.0%以上，这为后续提纯带来很大困难。本发明人在对调控微生物代谢过程中发现，发酵中后期的溶氧水平对杂质A的含量有很大影响，在不影响阿卡波糖效价的前提下，本发明人通过对发酵中后期发酵罐中溶氧量的控制，能有效地降低发酵制备的阿卡波糖中的杂质A的含量，从而极大地降低了后续工艺杂质A去除的难度，使得阿卡波糖原料杂质A的含量大大降低，符合了药典标准。
本发明公开了一种调控游动放线菌species的微生物代谢制备低杂质阿卡波糖的方法，其特征是控制微生物发酵中后期发酵液中的溶氧水平。本发明提供了一种制备低杂质阿卡波糖的方法，是通过控制微生物发酵中后期发酵液中的溶氧水平80-105%。其中所述的发酵中后期是指发酵开始后的72小时至发酵结束。更具体地说，是指在发酵开始后72小时至120小时，控制溶氧水平95-105% ；120小时至144小时，控制溶氧水平90-100% ； 144小时至结束，控制溶氧水平80_95%。但也不是溶氧水平越高，杂质A就越低。经过试验证实，当溶氧水平高于80-105%，特别是高于105%时，最终产物中的杂质A含量并没有明显地变化。为了达到更高的溶氧水平，对生产设备的要求更高，能源的消耗也更大，同时发酵罐内的料液有被夹带出去的可能从而增加染菌的风险，这些因素都将不利于产品的工业化生产。本发明还公开了控制阿卡波糖发酵中后期发酵液中的溶氧水平的方法，可以采用加快搅拌速度、增加空气流量、补物料稀释发酵罐中培养基。其中所述的加快搅拌速度是从发酵开始后72小时开始采用；在维持搅拌速度的情况下，从120小时开始采用增加空气流量；在维持搅拌速度及空气流量的情况下，从144小时开始采用补物料稀释发酵罐中培养基。也可以采用另一方法控制阿卡波糖发酵中后期发酵液中的溶氧水平的方法，从发酵开始后72小时开始采用增加空气流量；在维持空气流量的情况下，从120小时开始采用加快搅拌速度；在维持空气流量及后搅拌速度的情况下，从144小时开始采用补物料稀释
发酵罐中培养基。若从72小时一直到结束只采用一种方式来提高溶氧水平，则会产生许多弊端而无法工业化。比如单用增加搅拌速度这种方式，即使搅拌速度达到最大值(转速控制在150 r/111士11)，约对小时后，随着菌浓增加，发酵液中氧供应不足，溶氧开始下降。试验结果也证实了溶氧呈现加速下跌趋势，如表1所示
权利要求
1.一种调控游动放线菌species的微生物代谢制备低杂质阿卡波糖的方法，其特征为控制微生物发酵中后期发酵液中的溶氧水平80-105%。
2.根据权利要求1所述的制备低杂质阿卡波糖的方法，其特征是所述的微生物发酵中后期是指发酵开始后的72小时至发酵结束。
3.根据权利要求1或2所述的制备低杂质阿卡波糖的方法，其特征是所述的发酵开始后72小时至120小时，控制溶氧水平95-105% ；120小时至144小时，控制溶氧水平90-100% ； 144小时至结束，控制溶氧水平80-95%。
4.控制如权利要求1所述的阿卡波糖微生物发酵中后期发酵液中的溶氧水平方法，其特征是采用加快搅拌速度、增加空气流量、补物料稀释发酵罐中培养基。
5.根据权利要求4所述的控制溶氧水平的方法，其特征是所述的加快搅拌速度从发酵开始后72小时开始采用；增加空气流量从120小时开始采用；补物料稀释发酵罐中培养基从144小时开始采用。
6.根据权利要求4所述的控制溶氧水平的方法，其特征是所述的增加空气流量从发酵开始后72小时开始采用；加快搅拌速度从120小时开始采用；补物料稀释发酵罐中培养基从144小时开始采用。
全文摘要
本发明公开了一种低杂质阿卡波糖，通过调控游动放线菌Actinoplanessp.的代谢，具体地说是控制发酵中后期发酵液中的溶氧水平80-105%，从而降低最终代谢产物中杂质A的水平，提升产品的品质。本发明同时还公开了调控游动放线菌Actinoplanessp.的代谢方法，通过在阿卡波糖发酵中后期加快搅拌速度、增加空气流量、补物料稀释发酵罐中培养基等可工业化的方法达到了降低杂质。
文档编号C12R1/045GK102559813SQ20121000376
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月9日 优先权日2012年1月9日
发明者何志勇, 周鲁谨, 徐亚强, 李伟伟, 王巍, 章飞龙, 谢海松, 金海燕 申请人:华东医药股份有限公司, 杭州华东医药集团生物工程研究所有限公司