[发明专利]四氢嘧啶及羟基四氢嘧啶的膜技术提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物提取方法，尤其是一种四氢嘧啶及羟基四氢嘧啶的膜技术提取方法，即针对含有四氢嘧啶和羟基四氢嘧啶的高密度发酵液利用膜分离工艺实现四氢嘧啶及其衍生物的高收率分离提取方法。

背景技术

四氢嘧啶及其衍生物羟基四氢嘧啶是一种能够在极端环境下(例如外界高温、冷冻、射线、干燥等极端条件)对细胞、蛋白质、细胞膜、和核酸提供有效保护的保护剂，具有保护免疫系统，合成热休克蛋白，保护膜结构等功能。目前研究发现其对炎症、阿尔兹海默氏症、帕金森病等神经性疾病均具有一定的治疗作用，另外对人类皮肤具有保湿、防紫外线、延缓皮肤衰老等功效，在生物医药、酶应用技术、生命科学研究、精细化工等领域具有广阔前景。

四氢嘧啶类是一种环化的氨基酸，目前不能够化学合成，只能从海洋微生物体内提取得到，但是目前的提取方法产量低、提取工艺复杂。

如离子交换树脂方法提取四氢嘧啶，利用阳离子交换色谱，由于四氢嘧啶分子在低pH下具有一定的阳离子特征，因此可以用阳离子交换树脂法将pH调到1.4然后除去蛋白，随后用NaOH滤过，最终获得纯度75％的四氢嘧啶，但是这种方法未能获得高纯度四氢嘧啶，其含有一定量的难除去的谷氨酸盐。并且对环境具有污染作用，操作过程会用到大量的酸碱溶液，并且树脂成本也比较高，提纯方法价格比较高。

沸石分子筛分离提取法提取四氢嘧啶，是含有四氢嘧啶的细胞水溶液通过沸石分子筛吸附，然后解吸附，此过程重复多次获得纯度约90％的四氢嘧啶，但是此方法没有去除四氢嘧啶中的色素和盐，并且分子筛更换吸附剂操作困难，吸附剂成本高

专利申请号：200810012464.9，名称为“利用微生物发酵生产Ectoine的方法”的专利文献中公开了一种以谷氨酸单钠为唯一碳氮源的液体培养基发酵诱导合成四氢嘧啶的方法，但是没有涉及四氢嘧啶的提取工艺。

发明内容

本发明提供了一种提取成本低、提取产品纯度高的四氢嘧啶及羟基四氢嘧啶的膜技术提取方法。

实现本发明目的之一的四氢嘧啶的膜技术提取方法，包括以下步骤：

(1)将含有四氢嘧啶的菌种在NaCl溶液培养基中发酵得到含有四氢嘧啶菌体的发酵液，将该发酵板框过滤，菌体用水低渗冲击释放四氢嘧啶，得到四氢嘧啶菌体溶液；

(2)然后用无机陶瓷滤膜过滤除去该四氢嘧啶菌体溶液的微生物细胞碎片以及其它颗粒状不溶解物质，使其澄清、分离纯化，得到一级超滤液；

(3)对该一级超滤液用聚砜膜或者聚醚砜膜进行膜处理，滤除杂蛋白、多肽、多糖等其它非聚合物，得到二级超滤液；

(4)将该二级超滤液经分子量更小的聚砜膜或者聚醚砜膜进行脱色，得到脱色后溶液；

(5)将该脱色后溶液经芳香族聚酰胺复合膜脱盐，得到脱盐后溶液；

(6)最后将该脱盐后溶液浓缩结晶得到四氢嘧啶晶体。

所述步骤(2)中的膜分离采用切向过滤，膜规格为0.2～1μm，材料为陶瓷膜，压力为0.4～1Mpa。

所述步骤(3)中的聚砜膜或者聚醚砜膜选用10～100nm孔径，压力为1～3Mpa。

所述步骤(4)中聚砜膜或者聚醚砜膜的截留分子量为1000～3000，压力为0.5～1.5Mpa。

所述步骤(5)中的芳香族聚酰胺复合膜的截留分子量为200～1000，压力为0.5～2Mpa。

实现本发明目的之二的羟基四氢嘧啶的膜技术提取方法，包括以下步骤：

(1)将含有四氢嘧啶羟化酶的菌种在NaCl溶液培养基中发酵得到含有羟基四氢嘧啶菌体的发酵液，将该发酵板框过滤，菌体用水低渗冲击释放羟基四氢嘧啶，得到羟基四氢嘧啶菌体溶液；

(2)然后用无机陶瓷滤膜过滤除去该羟基四氢嘧啶菌体溶液的微生物细胞碎片以及其它颗粒状不溶解物质，使其澄清、分离纯化，得到一级超滤液；

(3)对该一级超滤液用聚砜膜或者聚醚砜膜进行膜处理，滤除杂蛋白、多肽、多糖等其它非聚合物，得到二级超滤液；

(4)将该二级超滤液经分子量更小的聚砜膜或者聚醚砜膜进行脱色，得到脱色后溶液；

(5)将该脱色后溶液经芳香族聚酰胺复合膜脱盐，得到脱盐后溶液；

(6)最后将该脱盐后溶液浓缩结晶得到羟基四氢嘧啶晶体。

所述步骤(2)中的膜分离采用切向过滤，膜规格为0.2～1μm，材料为陶瓷膜，压力为0.4～1Mpa。

所述步骤(3)中的聚砜膜或者聚醚砜膜选用10～100nm孔径，压力为1～3Mpa。

所述步骤(4)中聚砜膜或者聚醚砜膜的截留分子量为1000～3000，压力为0.5～1.5Mpa。