从酵母发酵液中提取S‑腺苷蛋氨酸的方法与流程

文档序号:12742634阅读:1353来源:国知局

本发明涉及一种从发酵液中提取药物产品SAM的方法,所述方法包括过滤和破壁,属于生物工程领域。

技术背景

S-腺苷蛋氨酸(S.adenosyl-L.methionine,SAM)学名S-腺苷-L-蛋氨酸,是含硫氨基酸-蛋氨酸(methionine)和人体主要的能量物质三磷酸腺苷(ATP-adenosinetriphosphate)结合的代谢物,是存在于人体所有组织和体液中的一种生理活性物质。在体内主要起着转甲基、转硫和转氨丙基的作用,对关节炎、抑郁症、肝功能紊乱、胰腺炎等均有较好的疗效。S-腺苷蛋氨酸还是预防癌症,心血管疾病和抗衰老的高级保健药物。1999年,美国FDA批准S-腺苷蛋氨酸作为保健品上市,迅速在美国成为最畅销的营养品之一。随着人们的生活质量的提高,健康概念的更新,对S-腺苷蛋氨酸的需求也将会越来越多。

目前S-腺苷蛋氨酸工业化生产工艺主要有酵母发酵法(胞内表达法)和酶促转化法(胞外酶促法)两种。由于酶促法(胞外酶促法)中酶的提取纯化工序复杂,同时影响酶活性的不确定因素较多,纯化酶的周期较长,致使酶的活性受到了影响,酶的成本很高,不适合大规模制备S-腺苷蛋氨酸。目前工业化生产SAM多采用酵母发酵法。酵母发酵法(胞内表达法):多采用特殊培育的表达S-腺苷蛋氨酸的酿酒酵母菌株通过胞内表达制备S-腺苷蛋氨酸,表达最高能达到10g/L发酵液以上,S-腺苷蛋氨酸为胞内产物,成熟的酵母菌细胞壁较厚,不易被破碎,而且S-腺苷蛋氨酸对温度及酸碱度很敏感,容易分解或降解,因此寻找一种既能高效率破碎酵母细胞,又能有效保持S-腺苷蛋氨酸的稳定性的方法,有利于提高S-腺苷蛋氨酸的收率,从而降低生产成本。

酵母细胞的破碎方法很多,通常采用的方法有:挤压式细胞破碎法、超声波法和化学试剂法。

(1)挤压式细胞破碎法:利用高压氮气3次左右循环破碎,S-腺苷蛋氨酸释放率85%左右,放热量很少,基本不影响S-腺苷蛋氨酸的稳定性;但是该方法需要较多氮气,成本高,只适用与实验室。

(2)超声波法:S-腺苷蛋氨酸释放率为70%左右,超声波破碎时会产生热,影响S-腺苷蛋氨酸的稳定性,也不适用于工业化生产。

(3)化学试剂法:常用的试剂为高氯酸,硫酸和乙酸乙酯,S-腺苷蛋氨酸释放率分别为98%、90%、80%左右。高氯酸高腐蚀,不适用于工业化,一般用于实验室发酵效率的检测;硫酸破壁完成后需要碱化,会带入无机盐,影响后续的分离纯化;乙酸乙酯收率偏低。

因此寻找一种工业化能高效率破碎酵母细胞,又能有效保持S-腺苷蛋氨酸的稳定性,不带入杂质的方法,提高S-腺苷蛋氨酸的收率而降低生产成本。



技术实现要素:

本发明旨在提供一种适用于工业化的生产工艺,以便从酵母发酵液中分离SAM。

本发明所述方法,是SAM生产过程中的一个步骤,目的在于从酵母发酵液中分离出含有SAM的分离液,该分离液用于下一步提取和分离SAM。

因此,本发明提供一种分离方法,所述方法,步骤如下:

(1)取酵母发酵液,加入助滤剂和柠檬酸,搅拌均匀,用板框压滤机压滤,压滤后的菌体用水清洗;

(2)所得菌体在板框压滤机板框夹层中,向板框夹层通入压力空气进行挤压,然后泄气,再通入压力空气,反复挤压操作,收集挤压出的滤液和压干后的菌体;

(3)混合步骤(2)中所得滤液和菌体,加入乙酸乙酯,10~30℃搅拌10~20小时;

(4)将步骤(3)所得溶液再次压滤,收集滤液,水洗,过滤得到含有SAM的分离液。

其中,所述助滤剂优选硅藻土,加入的重量为酵母液体积的0.2-0.3%(1升酵母液加入2-3g硅藻土),柠檬酸加入的重量量为酵母液体积的0.08-0.12%(1升酵母液加入0.8-1.2g柠檬酸),所述板框夹层通入压力空气至压力0.8-1.2MPa,进行2-4次反复挤压,每次维持压力0.8-1.2MPa10-20分钟,加入乙酸乙酯的量为酵母液体积的四分之一搅拌时间15-18小时。

本发明的方法,其中所述酵母为酿酒酵母,所述酵母发酵液为酿酒酵母经过发酵,再经过分离得到的发酵液。

本发明的技术方案具有如下优点:

(1)利用了板框压滤装置耐高压的的特点,将固液分离的同时完成高压破壁,节省时间。

(2)高压破壁和有机溶剂破壁相结合,减少无机盐杂质引入,提高了破壁收率,加入柠檬酸,提高了分离率。

用本发明方法得到的含有SAM的分离液,其中的SAM含量比使用现有技术得到的分离液高,特别是加入柠檬酸后,分离率更高,从而适合工业化。

具体实施方法:

以下通过实施例进一步说明本发明。

实施例1:

发酵液8m3,其中SAM含量检测为9.1g/L,SAM总含量为72.8kg,在酵母发酵液中加入硅藻土(助滤剂)20kg,柠檬酸8kg,搅拌均匀,板框压滤,用自来水清洗,至流出水无色透明,板框夹层通入压力空气至压力1MPa,进行3次反复挤压,每次维持压力1MPa15分钟后,泄压至零后再次加压,收集挤压出的滤液和压干后的菌体,混合上述压出液和菌体,加入乙酸乙酯2m3,20℃搅拌16小时,将所得溶液再次压滤,滤饼通入1m3自来水清洗,收集滤液,总体积为3.4m3,SAM含量检测为19.3g/L,收率为90.1%,用于后续纯化分离。

对比例1(不加柠檬酸):

发酵液8m3,其中SAM含量检测为9.1g/L,SAM总含量为72.8kg,在酵母发酵液中加入硅藻土(助滤剂)20kg,搅拌均匀,板框压滤,用自来水清洗,至流出水无色透明,板框夹层通入压力空气至压力1MPa,进行3次反复挤压,每次维持压力1MPa15分钟后,泄压至零后再次加压,收集挤压出的滤液和压干后的菌体,混合上述压出液和菌体,加入乙酸乙酯2m3,20℃搅拌16小时,将所得溶液再次压滤,滤饼通入1m3自来水清洗,收集滤液,总体积为3.4m3,SAM含量检测为16.4g/L,收率为72.3%。用于后续纯化分离。

对比例2(不加柠檬酸):

发酵液8m3,其中SAM含量检测为9.1g/L,SAM总含量为72.8kg,在酵母发酵液中加入硅藻土(助滤剂)20kg,搅拌均匀,板框压滤,用自来水清洗,至流出水无色透明,过滤得到菌体,菌体中加入乙酸乙酯2m3,20℃搅拌16小时,将所得溶液再次压滤,滤饼通入1m3自来水清洗,收集滤液,总体积为3.3m3,SAM含量检测为15.1g/L,收率为68.4%。用于后续纯化分离。

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