一种从结晶母液中高效环保回收核黄素的方法
【专利摘要】一种从结晶母液中高效环保回收核黄素的方法属于核黄素的清洁生产方法领域。本发明提供一种经济可行、高效环保、易于工业放大的从结晶母液中回收核黄素的方法。本发明选用大孔树脂吸附结晶母液中的核黄素，用合适的洗脱液来解吸，从解吸液中提取核黄素，其过程包括树脂的动态吸附和动态解吸，以及从解吸液中回收无机酸和乙醇。本发明采用大孔吸附树脂回收结晶母液中的核黄素，提高了产率，并减少了核黄素生产过程中的废液处理量，降低核黄素工业化生产的总成本，可以回收结晶母液中80％以上的核黄素，纯度高于98％，达到医药级。另外，采用电渗析设备可回收解吸液中80％以上的酸，采用蒸发浓缩可回收解吸液中75％以上的乙醇，以实现酸和醇的循环利用。
【专利说明】-种从结晶母液中高效环保回收核黄素的方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种从核黄素结晶母液中回收核黄素的方法，具体说是属于核黄素的 清洁生产方法领域。
【背景技术】：
[0002] 核黄素，即维生素B2，是一种水溶性维生素，但微溶于水，在27. 5°C下，溶解度为 120mg/L。可溶于氯化钠溶液，易溶于稀的氢氧化钠溶液，在中性或酸性溶液中加热是稳 定的，在碱性溶液中加热易变质，也易受紫外线照射而破坏结构。核黄素是黄素单核苷酸 (FMN)和黄素嘌呤二苷酸（FAD)的辅酶，参与生物机体的生物氧化反应和能量代谢，是肌体 健康和正常生长所必需；大量的流行病学和动物实验资料表明，核黄素具有防癌和抗癌的 作用；研究还显示，核黄素有降低血脂、抗血小板聚集、抑制脂质过氧化等作用，这些都是与 高血压并发症相关的危险。维生素B2缺乏与口腔和喉咙的粘膜炎症、皮肤瘙痒和炎症以及 类似皮肤损伤、结膜炎症、视力下降和角膜混浊等相关，在婴儿和儿童中如缺乏维生素B2可 导致生长停止和体重降低。核黄素可作为常用临床药物，也可作为色素和营养添加剂用于 食品工业中，还可用做饲料添加剂，满足动物生长需要，并提高营养利用率。
[0003] 工业上主要是以葡萄糖为原料的全化学合成法、半化学合成法和微生物发酵法生 产核黄素。由于全化学合成法和半化学合成法工艺复杂，成本较高，得到的核黄素纯度和收 率不佳，随着微生物发酵法的诞生，前几种方法逐渐被淘汰。微生物发酵法是近年来发展起 来的一种十分经济有效的方法，所生产的核黄素纯度高，而且与前几种方法相比，其成本相 对较低，并且对环境和产品的污染少，因此，微生物发酵法越来越受核黄素生产商的青睐。 现在中国湖北的广济药业，德国的（BASF)巴斯夫公司和瑞士的（Roche)罗氏公司都采用微 生物发酵法生产核黄素。
[0004] 由于核黄素是通过微生物发酵法得到的胞内产物，故其发酵液中含有大量的菌 体、细胞碎片、蛋白质、核酸以及其他有机粘性物质，其黏度较大，因而给核黄素的分离纯化 带来了较大的困难。针对不同的生产方法，核黄素的分离提取方法也有差别，总的来说，核 黄素的分离提取方法主要有：重金属盐沉淀法、Morehouse法、酸溶法和碱溶法，目前工业 生产主要采用后两种方法。
[0005] 酸溶法首先是将核黄素发酵液用稀酸水解，释放部分与蛋白质结合的核黄素；然 后加黄血盐和硫酸锌，除去蛋白质等杂质；加入3-羟-2-奈甲酸钠，使之与核黄素形成复 盐，最后分离精制即可。张国胜应用该方法从核黄素枯草芽胞杆菌发酵液中分离提取核黄 素，核黄素收率为56. 61 %。由Gyure等1989年申请1992年批准的美国专利US5103005提 出用碱性溶液溶解核黄素，然后在溶液中加氧化剂，最后再用酸液调整pH值,使核黄素沉 淀析出。1998年，无锡轻工大学章克昌等对核黄素的溶解度进行了研究，pH对核黄素溶解 度的影响极大，特别是在PH值达到11. 0以后，pH值只要很小的变化，就会引起核黄素溶解 度产生很大的波动，如下表所不。章克昌以质量浓度为6400mg/L的核黄素发酵液为原料， 用碱溶法，经二次分离结晶，最终获得的成品纯度达到92. 6%，总收率接近80%。表1显示 了不同pH对核黄素溶解度的影响。
[0006] 表1核黄素在不同pH之下的溶解度（25°C)
[0007]
【权利要求】
1. 一种从结晶母液中高效环保回收核黄素的方法，其特征在于步骤如下： (1) 核黄素发酵液的分离纯化：核黄素发酵液经预处理，酸化，氧化结晶，固液分离得 到核黄素粗品，核黄素粗品经重结晶得到核黄素精品和结晶母液，而结晶母液在后续步骤 中进行回收利用； (2) 核黄素结晶母液的动态吸附：选用孔径介于40?300 A的非极性大孔树脂，在5? 20BV/h流速吸附核黄素结晶母液； (3) 核黄素结晶母液的动态解吸：用去离子水冲洗层析柱至流出液pH为6?7时，再 采用无水乙醇和无机酸混合溶液为洗脱液在5?20BV/h流速下进行洗脱，收集解吸液； (4) 解吸液中无机酸的回收：采用电渗析设备处理解吸液，回收解吸液中的无机酸，回 收的无机酸再次用来配制（3)中的洗脱液； (5) 解吸液中乙醇的回收：采用蒸发浓缩设备处理解吸液，回收解吸液中的乙醇，回收 的乙醇再次用来配制（3)中的洗脱液； (6) 核黄素精品的收集：在步骤（5)经蒸发浓缩得到的核黄素中加入水溶出并抽滤，置 于75?85°C的烘箱中干燥。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述非极性大孔树脂选自SP207, HP20， H103, SP825 或 SP850。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2)中的吸附流速是5?10BV/h。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2)中的流出液经无机酸调pH为 2?3后用于步骤（1)中的酸化步骤。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3)中的洗脱液为无水乙醇和无机 酸混合溶液，其中无机酸质量浓度为5%?15%，乙醇质量浓度为60%?80%;所述无机酸 选自盐酸、硫酸或硝酸；洗脱液体积控制在4?6BV。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3)中的流速控制在10?20BV/h。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4)中的电渗析过程，电流密度控制 在3?9mA/cm2,流速控制在18?25L/h。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（5)中的蒸发浓缩过程中，温度控制 在30?50°C，真空度控制在45?80bar。
【文档编号】C07D475/14GK104327082SQ201410579130
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月26日 优先权日:2014年10月26日
【发明者】梁浩, 田飞豹, 袁其朋, 周筱, 郭义, 徐思凡 申请人:北京化工大学