专利名称：赤霉素提炼新工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种赤霉素的提炼方法，特别适用于从固体培养基中提炼赤霉素A3(简称GA3)的生产工艺。
赤霉素(Gibberellin)又称“九二○”，它是赤霉菌(Gibberella fujkuroi)的代谢产物。赤霉素是一种高效的植物生长激素，随着科学技术的发展，目前已被广泛应用于农业、畜牧业、化装品工业、食品工业及医药行业，国际市场销价很高，是一种很有生命力的产品。据报道，目前已经知道赤霉素的同系物有数十种之多，其中以GA3(结构式为
)的生物活性最好，发酵的产品主要也是以GA3为主的混合物，本发明所述的赤霉素提炼工艺指的就是从固体培养基中把GA3活性组分分离、浓缩、纯化过程。
目前绝大多数厂家采用溶媒提取法，其生产工艺流程如
图1所示。溶媒提取法作为工业化生产仅适用于深层发酵培养法，而且该工艺不可避免存在着投资大，建设周期长，产量低，成本高，耗粮大，耗能大，三废处理量大，经济技术指标低等无法克服缺点。以我国目前情况来说，新建一个年六吨的赤霉素工厂，需投资2000万元以上，建设周期要二年。按该方法每生产一吨赤霉素需要消耗电1666.7万度，水8380吨，蒸汽3135.5吨，煤523.17吨，粮食82.42吨，经济作物如花生、黄豆等197.55吨，工厂成本1800元/kg左右，而销价仅2500元/kg。深层发酵周期9天，发酵单位1200-1600r/ml，提炼收率70%，成品效价850r/mg(效价是表示微生物代谢产物生物活性强弱的单位)，达不到出口标准900r/mg，年排放废水量达1248吨/吨产品。而且，迄今为止，溶媒法用于固体发酵培养法的提炼尚未见过报道。鉴于上述原因，赤霉素市场出现供不应求局面，亦因于此，赤霉素的提炼工艺的改进已引起各厂家普遍关注。
本发明任务在于提供一种能克服上述现有技术不足的赤霉素提炼新工艺，这种生产工艺不仅能用于深层发酵上，而且能直接从固体发酵培养基中提炼出GA3，方法简单，投资省，大大降低了生产成本，提高了产品质量。
按照本发明给出的任务，发明人根据赤霉素的物理化学性质1、GA3分子结构中含有羧基、羟基等极性基团，在不同PH范围的水溶液中溶解度不同，在水相与酯相中的分配系数随PH而变化。
2、赤霉素的分子量为346，因此可根据分子大小选用大孔吸附树酯吸附以GA3为主的赤霉素。
3、赤霉素是热敏性物质，因此整个操作过程应在低温下进行。并综合逆流水抽提、树酯吸附、溶媒萃取等工艺优点，公开了一种赤霉素干曲提炼新工艺，该工艺方法包括1、将固体培养基(湿曲)制成颗粒、凉干成干曲。
2、采用多级的连续、逆流、强制、循环的水抽提干曲，干曲与抽提液体积比为1∶5～20，并严格控制在低温下进行。
3、滤除抽提液中的悬浮杂质后，利用大孔吸附树酯富集抽提液中的有效组分，再用有机溶媒如50～90%的丙酮或60～95%的乙醇水溶液为解吸剂进行解吸。
4、解吸液经减压浓缩回收解吸剂后，用微溶于水的低级醋酸酯类溶剂多次萃取，萃取液加入适量的活性炭吸附杂质、过滤、减压浓缩、冷却结晶、过滤、真空干燥，即制得含GA390%以上的结晶体。
本发明所述的提炼工艺方法用于深层发酵培养法进行提炼时，只要省去制干曲和多级水抽提步骤，其余步骤相同。
与现有技术相比，本发明具有如下优点1、本发明投资省，建设周期短，建成一个年产2000kg的赤霉素工厂只需投资100万元，建设周期三个月。
2、成本低，每公斤赤霉素工厂成本比现有溶媒法降低30%。
3、经济技术指标高，本发明提炼收率达80%以上，比溶媒法高10%，本发明成品效价达900r/mg以上，比溶媒法高50r/mg，成品色泽好，而且本发明粮耗、能耗及三废排放量均比现有工艺低得多。
以下结合具体生产工艺和实施例进一步描述本发明。
图1、赤霉素深层发酵培养溶媒提炼法生产的工艺流程框2、本发明提炼生产工艺流程框图(虚线框内是用于深层发酵培养法上使用的工艺步骤)
实施例的工艺步骤如下(参照图2)一、原料的预处理-制干曲取湿曲效价为5000r/g以上的赤霉素固体培养基1000g，拌入适量石膏(CaSO4)混匀，制成颗粒，颗粒大小以φ5～10mm为宜，室温下凉干，即制得干曲(效价8000r/g以上)备用。
二、多级逆流提取分别在四个φ35×270mm的玻璃柱中各装入上述干曲80g，同时取10倍于干曲的水冷至0～5℃，调节PH2.0～6.0(用3N H2SO4)，用微型泵分别向上述四个玻璃柱中的干曲作强制、逆流、循环水抽提，使柱中赤霉素效价呈逐级递减，而四组抽提液中的赤霉素效价呈逐级递增，随着效价低的曲不断退出，新曲不断加入，抽提液效价不断上升，至第四级抽提液效价达1600r/ml时出料备用，料液体积800ml，从第一级中补充新鲜水液继续回流。依照本法，抽提效率可达94.33%，抽提收率达85%。
三、树酯吸附、丙酮解吸1、吸附将上述抽提液经布氏漏斗过滤，得澄清滤液，澄清滤液以3ml/min的速度通过SIP-1300树酯，当树酯吸附的排出废液效价大于200r/ml时，停止操作，用水洗涤树酯，除去水溶性杂质。
2、解吸经水洗干净的饱和树酯用90%的丙酮进行解吸，流速1ml/min，当解吸液效价高于500r/ml时开始收集，当解吸液效价低于500r/ml时停止收集，收集解吸液120ml。依本法操作高峰解吸效价达56000r/ml。吸附、解吸收率达90%。
四、分步萃取、炭脱上述解吸液用旋转薄膜蒸发器回收溶媒(丙酮)，控制真空度650mmHg以上，水浴温度60～80℃，浓缩至原体积三分之一左右，浓缩液用3NH2SO4溶液调节pH至1.5～3.0后用与浓缩液等体积的乙酸丁酯分五次进行萃取、当水相中赤霉素效价低于500r/ml时停止操作，合并酯相，加入0.5～1.0%的活性炭进行脱色5～10分钟，放入冰柜中冷冻脱水，过滤，得澄清浅黄色滤液。本步操作收率达95%。
五、成品结晶、干燥将上步滤液用旋转薄膜蒸发器回收溶媒，控制真空度700mmHg以上，水浴温度80～90℃，浓缩至有部分结晶析出，冷至室温，于冰箱中冷却2～4小时，过滤，结晶用少量乙酸乙酯洗涤，抽干，控制干燥箱温度50～60℃，真空度700mmHg以上真空干燥4小时，得结晶0.67g，效价915r/mg。结晶母液配制乳剂10.4ml(效价40000r/ml)。
本实施例中总收率达80.39%(以抽提液总亿计)，收率高，质量好，方法简单可靠，工艺技术先进，是固体发酵培养法生产赤霉素的理想提炼方法。
权利要求
1.一种提炼赤霉素，特别是从固体发酵培养基中提炼出赤霉素GA3的新工艺，其特征在于该工艺方法的工艺流程是原料(湿曲)→颗粒状干曲→多级水抽提→过滤→大孔吸附树酯吸附→解吸→浓缩→多次萃取→炭脱冷冻过滤→减压浓缩→冷冻→过滤洗涤→真空干燥→成品。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于颗粒状干曲含水量为10-20%，效价≥8000r/g。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于多级水抽提液是采用连续、逆流、强制、循环的四级抽提法，抽提液的PH值为2.0-6.0。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于解吸液采用丙酮或乙醇的水溶液。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于萃取剂采用微溶于水的低级醋酸酯。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于调节PH值的方法实现萃取炭脱、浓缩结晶工艺。
全文摘要
本发明公开了一种从固体发酵培养基中提炼出赤霉素GA
文档编号C07D307/94GK1055738SQ9010221
公开日1991年10月30日 申请日期1990年4月16日 优先权日1990年4月16日
发明者黄光华, 何长云, 黄海凌 申请人:中外合资福州榕山生化制品开发有限公司