[发明专利]一种利用超高交联树脂吸附分离古龙酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及利用超高交联树脂从原料液中提取古龙酸的方法。

背景技术

古龙酸(又名：2-酮基-L-古龙酸)，英文名α-keto-L-gulnoic-acid(缩写为KGA或2-KLG)，在医药工业和食品工业上市场需求庞大。古龙酸是维生素C的重要前体。维生素C是一种人体代谢所必需的维生素，Vc在人体内的生理作用主要包括：1)参与体内氧化还原反应；2)对抗自由基损伤；3)改善机体免疫功能；4)参与胶原蛋白和细胞间质的合成；5)参与神经递质的合成；6)参与氨基酸代谢与铁代谢；7)抑制血小板及白细胞活化等等。因此，Vc在坏血病、心血管缺陷、糖尿病、神抑郁症、危重型克山病等疾病的临床治疗中均具有重要的用途。此外，Vc还可以用作食品添加剂、饲料添加剂、农作物催熟剂、化妆品防锈剂等等。

近年来由于环保要求以及未来社会绿色化工的需要，生物合成法已成为主要的研究方向，其中微生物二步发酵法制备古龙酸已实现工业化生产。通过利用生物体内的代谢途径来替代化学合成法中的氧化过程，精简了生产流程，减少了对丙酮、氯气、苯等有害物质的使用，降低了生产成本和环保费用。在发酵液中古龙酸的含量约为7％，且菌丝体、蛋白质和悬浮微粒等杂质较多，色泽偏深，直接导致提取工艺的复杂性，致使下游处理费用占成本比例较大，不利于提高经济竞争力。故如何从发酵液中分离得到高纯度和浓度的古龙酸对降低总生产成本至关重要。

目前在生产工业上古龙酸的提取方法主要有：加热沉淀法(AndersonS，MakrsC，LazaricsR，etal.Production of 2-keto-L-gulonate，an intermediateinL-ascobrate synthesis by a genetically modified Ewrinia Hebricola Science)，耗能多，且会造成有效成分的降解损失。化学凝絮法的上层清液中仍存在一定量的可溶性蛋白，加入的化学物质会使蛋白逐步析出，致使产品收率和质量受到污染。

超滤法(王清格，Vc生产新工艺的讨论)要求发酵液必须经过预处理后进行超滤，否则会造成严重的膜堵塞情况，膜通量在该过程中会急剧下降，同时预处理的时间长，费用大，并会造成产品的损失。溶媒萃取法，采用0.5mol/L DOA-20％正庚醇-醋酸混合溶剂通过三级逆流萃取和一级反萃取从发酵液中提取，收率可达90％以上。但反萃取液中会使用大量HCl。

专利(CN1733747)公开了一种合成专用的螯合树脂，利用模拟移动床技术，在20℃～75℃的操作温度下，以水为洗脱剂，使维生素C与古龙酸完全分离，得到富含古龙酸的组分。并采用常规的浓缩结晶分离方法，得到古龙酸产品。

目前，工业上一般采用离子交换法分离古龙酸，该工艺成熟，但是单元操作多且离子交换树脂的再生需要消耗大量的酸、碱等试剂，污染严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种从发酵液中提取古龙酸的方法，以解决古龙酸工业中下游分离难题，并减少古龙酸分离过程的能耗比。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种利用超高交联树脂吸附分离古龙酸的方法，将经过预处理的古龙酸发酵液通过装有超高交联树脂的吸附柱，经吸附、洗杂和解吸的过程得到古龙酸溶液。

其中，所述的超高交联树脂是以聚苯乙烯-二乙烯基苯为骨架，通过Friedel-Crafts交联反应制备得到，该超高交联树脂弱极性，亲水性好；平均粒径为0.42-0.56mm，含水量为43wt％，孔径为1.92nm，孔隙率30-40％，湿密度1.09g/cm³，平均比表面积1645.5m²/g，平均孔容0.732cm³/g，功能基团为羰基。该树脂命名为HD-01。该树脂对共存的杂质基本不吸附。

其中，所述的超高交联树脂是按照如下方法制备得到：

将氯甲基化聚苯乙烯树脂在硝基苯或二氯乙烷中充分溶胀，加入傅氏催化剂和交联剂二乙烯基苯，并将温度上升至80～120℃，进行Friedel-Crafts反应，制得含羰基功能基团的具有弱极性的超高交联树脂，用乙醇洗涤，抽滤后，利用稀盐酸水溶液浸泡固化，乙醇中保存备用。