正交设计优选泰乐菌素反萃取工艺

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年7期   作者:管金富 曾淑云 王晓宁 王志明
[导读] 目的 优化泰乐菌素的反萃取工艺。方法 以泰乐菌素收率为指标,考察反萃取温度及pH对泰乐菌素反萃取过程的影响
        管金富 曾淑云 王晓宁 王志明
        宁夏泰益欣生物科技有限公司  宁夏回族自治区银川市  750205  
        摘要:目的 优化泰乐菌素的反萃取工艺。方法 以泰乐菌素收率为指标,考察反萃取温度及pH对泰乐菌素反萃取过程的影响。结果 通过正交设计试验确定泰乐菌素反萃取工艺参数:温度4℃,一次反萃取pH=3.0,二次反萃取pH=2.5,三次反萃取pH=2.0。结论 优化反萃取工艺条件对泰乐菌素收率的提升具有重要意义。
        关键词:泰乐菌素,反萃取工艺,正交试验
Orthogonal Design to Optimize Tylosin Back-extraction Process
Ma xiaofang
ABSTRACT: Objective  To optimize the tylosin back-extraction process parameters. Methods  With the yield of tylosin as an indicators, the effect of back-extraction temperature and pH on the back-extraction process of tylosin was investigated. Results  The process parameters of tylosin back-extraction were determined through orthogonal design experiments: temperature 4℃, first back-extraction pH=3.0, second back-extraction pH=2.5, and third back-extraction pH=2.0.  Conclusion  Optimizing the back extraction process conditions is of great significance to the improvement of tylosin yield.
        Keywords: Tylosin, Back -extraction process, Orthogonalexperiment
        泰乐菌素是上个世纪五六十年代由菌类中得到的抗生素[1, 2],作为一种大环内酯类,泰乐菌素基本是以各种酸盐的形式存在,比如最常见及使用量最大的是酒石酸及磷酸泰乐菌素,近年来硫酸及盐酸泰乐菌素的使用量也逐渐增加[3],这都是源于泰乐菌素具有抗菌谱广及显著的促生长作用,所以才能在养殖业中应用广泛。泰乐菌素的合成提炼包括四个阶段:发酵液的低温下酸处理,常温碱性处理,板框水顶洗过滤、有机溶剂的碱性萃取、各种酸类的反萃取,最终利用碱再回调中和得到泰乐菌素的精制溶液[4-6]。目前,大生产中泰乐菌素产量的提升成为了最棘手和最关键的问题,在实际的生产中,过滤与萃取环节的收率是基本保持稳定的,而反萃取工艺的收率则偏低,因此,本研究的目的旨在优化反萃取工艺条件,提升泰乐菌素收率。
1、仪器与材料
  
2 方法
2.1高效液相色谱法测定泰乐菌素含量:
(1)检测条件
        选用Xbridge C18色谱柱柱,以2mol/l的高氯酸钠溶液与乙腈作为泰乐菌素高效液相色谱法检测的流动相,其配比为(60:40)[7],以280nm作为检测波长,流速设定为0.5ml/min,进样体积为20ul。
(2)泰乐菌素对照品溶液的制备:
        精密称取一定重量的泰乐菌素标准品,加入少许甲醇溶解,再利用去离子水将其定容,配制成0.02、0.06、0.1、0.4、0.8、1.0 mg/ml浓度的标准溶液。
(3)样品的测定:
        吸取需要检测的反萃取水溶液,先用去离子水稀释25倍体积,再将稀释后的溶液继续用50%乙腈稀释25倍体积,将配置好的样品溶液于280nm处检测峰面积大小并记录。
2.2泰乐菌素反萃取工艺
        将泰乐菌素萃取液(有机层)降至低温,使用0.1mol/L的盐酸溶液进行三次反萃取:第一次pH=3.0±0.1;第二次pH=2.5±0.1;第三次pH=2.0±0.1;收集并合并三次水相即得泰乐菌素反萃取液。
3结果与讨论
3.1标准曲线的绘制
        按照常规的方法,利用泰乐菌素标准溶液浓度数据和HPLC检测的峰面积数据建立泰乐菌素标准曲线,最终得到的回归方程为y = 47,509,032.8200 x - 398,256.1020 ,其中r2=0.9990;即在0.01~1.00 mg/mL范围内线性达到满意。
3.2高效液相色谱图

3.2正交试验
        由2.2项下的反萃取具体实验步骤及工艺可以看出,在反萃取阶段,只涉及到两个关键控制点,那就是反萃取的温度与酸调节过程中的pH值。针对这两个关键控制点,我们实验室前期已进行了批量的关于反萃取的温度与酸调节pH的单因素实验,确定了温度大约在2℃,pH按照反萃取的次数(一共反萃取三次)依次约在3.0,2.5,2.0左右。因此,本研究在单因素实验的基础上,设计了正交试验,确定了泰乐菌素反萃取工艺的最佳温度及反萃取酸调节pH。
        具体的试验因素与水平确定如下:选取反萃取温度及一次反萃取、二次反萃取、三次反萃取pH分别为A、B、C、D 4个因素进行参数化考究,每个因素具有3水平,因素水平表如下所示。


        由正交试验结果表3可以看出,以泰乐菌素的收率为指标,正交试验中考察的因素的影响强度依次为A>B>C>D,即反萃取温度>一次反萃取pH>二次反萃取pH>三次反萃取pH。设定的三个温度的影响强度是4℃>2℃>3℃,设定的三次反萃取pH的影响强度分别为:3.0>2.8>3.2;2.5>2.7>2.3;2.0>1.8.2.2。由此可推出,A3B2C2D2为最优方案,即温度4℃,一次反萃取pH=3.0,二次反萃取pH=2.5,三次反萃取pH=2.0。
3.3工艺验证
        实验室按照选定的反萃取工艺的最优方案条件开展了三组平行实验,三组实验的反萃取收率分别为88.6%,87.9%,87.1%,平均收率为87.9%,RSD为0.85%。三组平行验证实验结果稳定,说明选取的温度及反萃取pH条件是合理可行的。
4结论
        本实验优选出的泰乐菌素反萃取的最佳温度及pH条件可以显著的提升泰乐菌素反萃取工艺收率,可适用于大生产中,为泰乐菌素的进一步研究提供理论依据。
        

参考文献
[1] 曲宁. 酒石酸泰乐菌素颗粒质量研究[D]. 山东大学,2013.
[2] 黄恒,余祖琼,黄文丽. 努比亚山羊泰乐菌素中毒的诊治[J]. 大科技,2017,000(019):219.
[3] 木一. 泰乐菌素畜禽专用抗生素[J]. 中国畜牧杂志,1999(6):57.
[4] 周晋武,吕文进,许永兴. 一种泰乐菌素的提取方法[P].
[5] 王枢,郭竹洁,孟涛. 应用膜分离技术改进泰乐菌素提取工艺[J]. 食品与发酵工业,2011(4):107-111.
[6] 赵体金,尹德芳,董坤. 由发酵液提取泰乐菌素C的初步研究[J]. 中国医药工业杂志,2006(11).
[7] 任玉琴,裘丞军,吴望君. HPLC法同时测定磺胺二甲嘧啶含量和泰乐菌素组分[J]. 中国兽药杂志,2018(7):64-71.
 
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