專利名稱：低雜質(zhì)阿卡波糖及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物化工領(lǐng)域，更具體地說是涉及游動放線菌sp.產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物阿卡波糖的發(fā)酵生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
阿卡波糖(Acarbose)，化學(xué)名0_4，6_雙脫氧_4_[( IS, 4R, 5S, 6S)4, 5，6-三羥基-3-(羥甲基)-2-環(huán)已烯基-1-氨基]-a-D-吡喃葡萄糖基-(1 4) 一0— a— D—吡喃葡萄糖基一 (1 4) -D-吡喃葡萄糖，是由游動放線菌species產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，主要用于II型糖尿病的治療。在工業(yè)上采用調(diào)控游動放線菌sp.微生物代謝，即發(fā)酵法制備阿卡波糖。在微生物發(fā)酵過程中，隨著發(fā)酵過程的進行，在產(chǎn)生越來越多目標(biāo)產(chǎn)物的同時也會產(chǎn)生一些不同種類的副產(chǎn)物，特別是在發(fā)酵中后期，會有多種不同的雜質(zhì)產(chǎn)生，比如雜質(zhì)A。雜質(zhì)A是阿卡波糖的一種同分異構(gòu)體，在高效液相檢測中，因HPLC的保留時間與阿卡波糖很接近，在阿卡波糖提取過程中很難分離。同時在阿卡波糖高端市場上，對雜質(zhì)A的要求很高，比如歐洲藥典5. 1版，要求雜質(zhì)A的含量小于0.6%。因此，在阿卡波糖生產(chǎn)過程中如何有效控制并降低雜質(zhì)A的含量，是工業(yè)化生產(chǎn)阿卡波糖原料藥的一個重要環(huán)節(jié)。在現(xiàn)有的阿卡波糖生產(chǎn)工藝中，使用凝膠、大孔吸附樹脂等可以去除雜質(zhì)A或使其含量下降。但是，使用以上工藝在實際工業(yè)化生產(chǎn)中存在著樣量小、收率低、成本高等諸多缺陷，比如凝膠和大孔吸附樹脂上樣量只有20-40g/L，收率只有50%左右，而凝膠的價格每公斤要上萬元。并且當(dāng)阿卡波糖料液中雜質(zhì)A含量較高的時候，即使使用以上工藝也不能有效去除雜質(zhì)A，從而使得產(chǎn)品質(zhì)量無法達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此，在阿卡波糖提取過程中控制雜質(zhì)A的增長，就成了生產(chǎn)控制的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的阿卡波糖中雜質(zhì)A的含量太高，而去除的成本高，收率低等缺陷，提供一種雜質(zhì)A含量低，成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)的阿卡波糖的制備方法。按現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)發(fā)酵生產(chǎn)阿卡波糖，若不對溶氧水平進行人為控制，阿卡波糖在發(fā)酵過程中溶氧水平下降非常迅速，特別是發(fā)酵中后期，從72小時開始，溶氧每M小時下降10-15%。按此速度，放罐時溶氧跌至60%以下。雖然以這樣的發(fā)酵方法最終所獲得的阿卡波糖效價較高，但其雜質(zhì)A—般在1.0%以上，這為后續(xù)提純帶來很大困難。本發(fā)明人在對調(diào)控微生物代謝過程中發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵中后期的溶氧水平對雜質(zhì)A的含量有很大影響，在不影響阿卡波糖效價的前提下，本發(fā)明人通過對發(fā)酵中后期發(fā)酵罐中溶氧量的控制，能有效地降低發(fā)酵制備的阿卡波糖中的雜質(zhì)A的含量，從而極大地降低了后續(xù)工藝雜質(zhì)A去除的難度，使得阿卡波糖原料雜質(zhì)A的含量大大降低，符合了藥典標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明公開了一種調(diào)控游動放線菌species的微生物代謝制備低雜質(zhì)阿卡波糖的方法，其特征是控制微生物發(fā)酵中后期發(fā)酵液中的溶氧水平。本發(fā)明提供了一種制備低雜質(zhì)阿卡波糖的方法，是通過控制微生物發(fā)酵中后期發(fā)酵液中的溶氧水平80-105%。其中所述的發(fā)酵中后期是指發(fā)酵開始后的72小時至發(fā)酵結(jié)束。更具體地說，是指在發(fā)酵開始后72小時至120小時，控制溶氧水平95-105% ；120小時至144小時，控制溶氧水平90-100% ； 144小時至結(jié)束，控制溶氧水平80_95%。但也不是溶氧水平越高，雜質(zhì)A就越低。經(jīng)過試驗證實，當(dāng)溶氧水平高于80-105%，特別是高于105%時，最終產(chǎn)物中的雜質(zhì)A含量并沒有明顯地變化。為了達(dá)到更高的溶氧水平，對生產(chǎn)設(shè)備的要求更高，能源的消耗也更大，同時發(fā)酵罐內(nèi)的料液有被夾帶出去的可能從而增加染菌的風(fēng)險，這些因素都將不利于產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明還公開了控制阿卡波糖發(fā)酵中后期發(fā)酵液中的溶氧水平的方法，可以采用加快攪拌速度、增加空氣流量、補物料稀釋發(fā)酵罐中培養(yǎng)基。其中所述的加快攪拌速度是從發(fā)酵開始后72小時開始采用；在維持?jǐn)嚢杷俣鹊那闆r下，從120小時開始采用增加空氣流量；在維持?jǐn)嚢杷俣燃翱諝饬髁康那闆r下，從144小時開始采用補物料稀釋發(fā)酵罐中培養(yǎng)基。也可以采用另一方法控制阿卡波糖發(fā)酵中后期發(fā)酵液中的溶氧水平的方法，從發(fā)酵開始后72小時開始采用增加空氣流量；在維持空氣流量的情況下，從120小時開始采用加快攪拌速度；在維持空氣流量及后攪拌速度的情況下，從144小時開始采用補物料稀釋
發(fā)酵罐中培養(yǎng)基。若從72小時一直到結(jié)束只采用一種方式來提高溶氧水平，則會產(chǎn)生許多弊端而無法工業(yè)化。比如單用增加攪拌速度這種方式，即使攪拌速度達(dá)到最大值(轉(zhuǎn)速控制在150 r/111士11)，約對小時后，隨著菌濃增加，發(fā)酵液中氧供應(yīng)不足，溶氧開始下降。試驗結(jié)果也證實了溶氧呈現(xiàn)加速下跌趨勢，如表1所示
權(quán)利要求
1.一種調(diào)控游動放線菌species的微生物代謝制備低雜質(zhì)阿卡波糖的方法，其特征為控制微生物發(fā)酵中后期發(fā)酵液中的溶氧水平80-105%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備低雜質(zhì)阿卡波糖的方法，其特征是所述的微生物發(fā)酵中后期是指發(fā)酵開始后的72小時至發(fā)酵結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備低雜質(zhì)阿卡波糖的方法，其特征是所述的發(fā)酵開始后72小時至120小時，控制溶氧水平95-105% ；120小時至144小時，控制溶氧水平90-100% ； 144小時至結(jié)束，控制溶氧水平80-95%。
4.控制如權(quán)利要求1所述的阿卡波糖微生物發(fā)酵中后期發(fā)酵液中的溶氧水平方法，其特征是采用加快攪拌速度、增加空氣流量、補物料稀釋發(fā)酵罐中培養(yǎng)基。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制溶氧水平的方法，其特征是所述的加快攪拌速度從發(fā)酵開始后72小時開始采用；增加空氣流量從120小時開始采用；補物料稀釋發(fā)酵罐中培養(yǎng)基從144小時開始采用。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制溶氧水平的方法，其特征是所述的增加空氣流量從發(fā)酵開始后72小時開始采用；加快攪拌速度從120小時開始采用；補物料稀釋發(fā)酵罐中培養(yǎng)基從144小時開始采用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低雜質(zhì)阿卡波糖，通過調(diào)控游動放線菌Actinoplanessp.的代謝，具體地說是控制發(fā)酵中后期發(fā)酵液中的溶氧水平80-105%，從而降低最終代謝產(chǎn)物中雜質(zhì)A的水平，提升產(chǎn)品的品質(zhì)。本發(fā)明同時還公開了調(diào)控游動放線菌Actinoplanessp.的代謝方法，通過在阿卡波糖發(fā)酵中后期加快攪拌速度、增加空氣流量、補物料稀釋發(fā)酵罐中培養(yǎng)基等可工業(yè)化的方法達(dá)到了降低雜質(zhì)。
文檔編號C12R1/045GK102559813SQ20121000376
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者何志勇, 周魯謹(jǐn), 徐亞強, 李偉偉, 王巍, 章飛龍, 謝海松, 金海燕 申請人:華東醫(yī)藥股份有限公司, 杭州華東醫(yī)藥集團生物工程研究所有限公司