[发明专利]一种纳他霉素高效提取纯化方法

说明书

本申请是名称为“纳他霉素高产菌株的选育及纳他霉素高效发酵提取纯化方法”、申请号为200810047019.6、申请日为20080311专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及纳他霉素发酵提取纯化的工艺方法，属于工业微生物技术领域。 

背景技术

纳他霉素(Natamycin)也称游链霉素(Pimaricin)，是一种重要的多烯类抗菌素，该抗菌素是一种很强的抗真菌试剂，由于它能够专一性的抑制酵母菌和霉菌，阻止丝状真菌中黄曲霉毒素的形成。1955年Struyk等人从南非Natal州Pietermaritzburg镇附近的土壤中分离得到纳塔尔链霉菌Streptomyces natalensis，并从中首次分离得到了纳他霉素。现在可由Streptomyces natalensis和StrePtomyces chatanoogensis等链霉菌发酵经微生物发酵生产。 

纳他霉素外观白色(或奶油色)，为无色、无味的结晶粉末，分子量为665.73，结构式如下图。纳他霉素是一种两性物质，分子中有一个碱性基团和一个酸性基团，等电点为6.5，熔点为280℃。微溶于水、甲醇，溶于稀酸、冰醋酸及二甲苯甲酰胺，难溶于大部分有机溶剂。室温下在水中的溶解度为30～100mg/L。在pH值高于9或低于3时，其溶解度会有所提高，在大多数食品的pH范围内非常稳定。纳他霉素具有一定的抗热处理能力，在干燥状态下相对稳定，能耐受短暂高温(100℃)。 

纳他霉素结构式 

Natamycin作为食品防腐剂、添加剂广泛应用于乳制品生产、果蔬汁生产、肉制品加工、焙烤类食品以及饲料加工等许多领域，因其抗真菌也广泛应用于医药领域，具有良好的应用前景。限制Natamycin广泛应用的主要问题是其较高的生产成本和昂贵的价格。 

Natamycin作为食品防腐剂、添加剂广泛应用于乳制品生产、果蔬汁生产、肉制品加工、焙烤类食品以及饲料加工等许多领域，因其抗真菌也广泛应用于医药领域，具有良好的应用前景。限制Natamycin广泛应用的主要问题是其较高的生产成本和昂贵的价格。 

纳他霉素在通常条件下不溶于水，常用一些有机溶剂进行提取，如美国专利3,892,850、WO92/07998、WO92/1058中均采取有机溶剂提取的方法。这些方法需要使用甲醇、异丙醇等易燃、易挥发的有机溶剂，势必导致较高的溶剂损耗、回收费用以及较高的安全设施要求、高昂的环保费用。而且甲醇的使用，容易导致纳他霉素甲酯这种副产物的产生，从而影响产品的纯度。在中国国家专利CN101062934A中，公开了一种不使用有机溶剂从发酵液中提取纳他霉素的方法。该专利是利用纳他霉素在不同pH条件下的水溶液中溶解度不同的性质，来实现纳他霉素的提取。在其碱化过程中，发酵液的pH值均要求在11以上，这样势必使用大量的碱液来调节原本显酸性的发酵液。该方法虽然避免了有机溶剂的使用，但大量酸碱的使用同样会带来不可预知的环保问题和酸碱的消耗、回收问题。另外，由于发酵液中纳他霉素的含量较低，这些方法在进行提取前都需要进行发酵液的浓缩处理，以提高提取得率及纯度，这样势必增加生产中的能耗。 

常规的采用甲醇提取纳他霉素的步骤为：浓缩发酵液→加入甲醇，升高pH值(10以上)→去除菌丝体→降低pH值(7.0左右)，蒸发甲醇→回收沉淀、干燥得产品。这种工艺是升高发酵液的pH值至碱性，再用甲醇溶解纳他霉素，去菌体后降低pH得到纳他霉素沉淀。虽然发酵液经过浓缩，但体积仍然较大，酸碱和甲醇的用量较大。 

发明内容

本发明的目的是提出一种污染小、能耗低、提取得率高的纳他霉素发酵培养生产中提取纯化的工艺方法，从而实现纳他霉素的低成本、高产量、高品质的生产。 

本发明的纳他霉素提取及纯化工艺如下： 

1.将纳他霉素发酵培养生产中产生的富含纳他霉素的发酵液，进行弱酸性分离沉淀。将发酵液用NaOH调节pH值至6.0(弱酸性)，并在50℃保温10～12小时。离心去除上清，保留沉淀，或板框过滤去除部分水份。 

2.稀释。测定上述保留的沉淀或滤渣中水分含量，用甲醇/水溶液悬浮沉淀，使甲醇与水(包括沉淀或滤渣中残存的水)的比例为65/35(v/v)，降温至5～10℃。 

3.酸性条件下溶解。将上述悬浮液用HCL调节pH值至3.0，在5～10℃条件下，搅拌30～50分钟，使纳他霉素完全溶解。