结晶技术在发酵工业中的应用新进展

高抗生素最终产品的纯度 ， 抗生素分离纯化技术的 水平也是抗生素工业发展水平的重要标志。结晶是 制备 纯 物 质 的有 效方 法 ，而且 结 晶过 程 成 本低 ， 设
备简单 ， 操 作 方便 ， 因此 广泛 用 于抗 生 素 的 精制 中 。 目前 ， 抗 生 素工 业 中 常用 的结 晶方 法有 ４种 【 ２ 】 ： １ ） 冷
生， 当该物质 的浓度超过其溶解度时 ， 便 以晶体形 式析出。如工业生产中青霉素的乙酸丁酯提取液加
入 乙酸钾 一 乙醇溶 液反 应得 到青 霉素 钾盐 结 晶 。４ ）
工业生产过程中重要的单元操作之一 ， 现已广泛应 用 于抗 生 素 、 氨 基酸 、 有机 酸 、 蛋 白酶等 发 酵 产 品 的
第 ２ ７卷第 ６期 ２ ０ １ ３年 １ １ 月
天 津 化 工 Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
Ｖ ｏ １ ． ２ ７ Ｎｏ ． ６ ＮＯ Ｖ ． ２ ０ １ ３
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专论与综述 ・
结 晶技术在 发酵工业 中的应 用新进展
作者简介 ： 墨玉欣 （ １ ９ ８ １ 一 ） ， 男， 博士研究 生 ， 主要研究方 向为工业 结
晶技术 。
２
天
津
化
工
涤溶 剂类 型对 Ｌ 一 苯 丙氨 酸结 晶过程 的影响 ， 对结 晶 工 艺进 行 了优 化 ，使最 终 Ｌ 一 苯 丙 氨 酸 的纯度 达 到 ９ ８ ％以上 ， 粒度 分布 均匀 ， 晶面 完整 。许 多 氨基酸 都 存 在 多 晶 型现象 ， 不 同的 晶型具 有 不 同 的生物 利 用
结构相似的其它氨基酸 ， 这些氨基酸对 目标氨基酸 的提 纯 造成 严 重 的影 响 ， 因此 氨 基 酸 的提 纯及 精 制 工艺 往 往采 用 结 晶 的方法 。近几 年 ， 为 了进一 步 提 高氨基 酸产 品的纯度 ，改进 晶体 的形态及粒度分 布， 相关研究人员采用了许多新 的结 晶工艺。周甜 等【 在超声 波作 用下 对甘 氨 酸水 溶液 进行 丙 酮溶 析 结晶 ， 结果表明 ， 在 超 声 波 作 用 下 甘 氨 酸 产 品 的粒
墨 玉 欣
（ 天 津 大 学化 工 学 院 ， 天津 ３ ０ ０ ０ ７ ２ ）
摘要： 结 晶是 一种 高效的 分 离纯化 方 法 ， 通 过 结 晶技 术 可 以提 高 最终 产物 的 纯度 ， 控 制产 物 的 固体
形 态 。近年 来 ， 结 晶技 术越 来越 多地 受到人 们 的关 注 ， 并在 多个领 域 中得 到广 泛应 用。在发 酵工 业 中， 产 物 的后 提 取 是整 个 工 艺 的重点 环 节 ， 将 结 晶技 术应 用 到发 酵 的后 提取 中， 不但 可 以 简化 复杂
却结晶法 。 此法适用于溶解度随温度降低而显著减 小的物 系 ， 例如 四环素的生产 ， 先将 酸性滤液用氨 水调 ｐ Ｈ至 ４ ． ８ ， 然后 冷却 至 １ Ｏ ℃， 稳定 ２ ｈ后 四环溶 解度 随温
度降低变化不大的物系或具有逆溶解度的物系。 如 工业生产中蒸发与冷却结合制备制菌霉素 ， 将制霉
提 取 和精 制 过程 中。结 晶过程 具 有 很 高 的选 择性 ， 只 有 同类 物质 的分 子或 离 子才 更 容 易结 合 成 晶体 ，
溶析结晶法 。 加一种物质使溶液中溶质的溶解度降 低 形成 过饱 和溶液 而结 晶析 出。如 工业 生产 中盐酸 林 可 霉 素 结 晶 液 中加 入丙 酮得 到盐 酸 林 可霉 素 结
中 图分类 号 ：Ｔ Ｑ ９ ２ ０ ． １
文 献标 志码 ： Ａ
文 章编 号 ： １ ０ ０ ８ — １ ２ ６ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ０ ０ １ — ０ ３
工 业 结 晶技 术 是一 种 高效 、 低 能耗 、 低污染 ， 并 能 控制 固体 特定 物 理形 态 的分 离 纯 化技 术 ， 是 发 酵
１ 结晶在抗 生素发 酵中的应用
抗 生素在 其 发酵液 中含量很 低 ，一 般在 ０ ． １ ％～ ５ ％左 右 ， 因此 选 择 合理 的分 离纯 化 技 术 ， 有 助 于 提
２ 结晶在氨基酸发酵 中的应 用
从 发 酵 液 中提 取 的 氨 基 酸 一 般 需 达 到 标 准 的 纯度 要求 ， 要求 较 低 的饲料用 氨基 酸 为 ９ ８ ． ５ ％， 而医 药用 的氨 基酸 达 ９ ９ ． ８ ％以上 ，而氨基 酸 在发 酵过 程 中除 了得 到 目标 氨基 酸外 ， 还会 产 生 与 目标 氨基 酸
晶。近 年来 ， 又发 展 出了许 多新 兴结 晶技术 ， 如 诱导
因此析出的晶体纯度很高…。 随着发酵工业的发展 ， 应 用 结 晶技 术 生 产 高 纯 度 的大 量 生 物 产 品 已成 为
一
个 颇 具潜力 的工业 领域 。
结 晶技术 、 膜结晶技术 、 气体抗溶剂结 晶技术等 ， 为 抗生 素 的分 离纯化 提供 了丰富 的技术 储备 。
的后 提取 传 统 工艺 ， 而且 有助 于提 高产 品的 质量 。 岑文 简要 综述 了结 晶技 术在一 些 重点发 酵 工业 中
应 用 的新进展 ， 新成果。
关键 词 ： 结 晶技 术 ； 发 酵 工业 ； 纯化 ； 提取 ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ８ － １ ２ ６ ７ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０ ０ １
菌 素 乙醇 提取 液 真空 浓缩 １ ０倍 ，然后 冷 却 至 ５ ￣ Ｃ，
度显著下降。孟献梁等 考察 了不同结晶体系和洗
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ５ — ０ ２
稳定 ２ ｈ 后， 得到制霉菌素结 晶。３ ） 化学反应结 晶 法 。向母液 中加入反应液或调节 ｐ Ｈ，使新物质产