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利用兩水相系統從全醱酵中萃取 Cephalosporin C 及分離 Desacetyl Cephalosporin C 之研究
Dissertation

利用兩水相系統從全醱酵中萃取 Cephalosporin C 及分離 Desacetyl Cephalosporin C 之研究

楊武勇
Doctor of Philosophy (PHD), 國立清華大學, 化學工程學系
1993

Abstract

兩水相萃取 頭孢子素 青黴素 分離 全醱酵液萃取 queous two phase partition Cephalosporin Penicillin Separation hole broth extraction
本研究之主要目的是以兩水相萃取法來進行Ceph C全醱酵液處理以及副產 物之去除。並期望能建立,拓展此技術於生化小分子上之應用,尤其是在 放線菌及植物所產生生理活性物質之分離純化。 Ceph C為一很重要之 抗生素原料,但其生產時,常伴隨高濃度之副產物─desacetyl Ceph C, 由於兩者結構極為類似,到目前仍無一簡便,有效之處理法。而且Ceph C 之醱酵液又含有大量高黏度之菌體,因此一般之回收法通常繁雜且低收率 ,在此,我們即想運用全醱酵液萃取之理念,來克服此一問題。 首先 ,以Pen G 及PAA 為例,來比較選擇兩種較具潛力之萃取法─支撐液膜及 兩水相,結果發現液膜法有去除不純物PAA 之能力,但傳送速率太慢,且 有全醱酵液適用性的問題。而兩水相法處理Pen G 全醱酵液,單段萃取, 於上相之回收率可高達95%以上,PAA 也能去除15%左右。其他的特點尚 有對菌體及其含量負荷性大,醱酵液放置,攪拌時間,規模放大等對萃取 行為亦無太大影響。與 Pen G 之有機溶劑全醱酵液萃取比較,亦有適用 範圍大,不易乳化,產品穩定性維持容易等特點,因此選擇此法進行 Ceph C處理之研究。 我們先以大量稀釋之過濾醱酵液(模擬純系統) ,來進行兩水相系統的變數,如pH值,PEG 分子量,鹽種類等對Ceph C及 desacetyl Ceph C分配係數(K值)之影響,結果發現Ceph C之K值可以 大於1,而desacetyl Ceph C則小於1,此表示此種方法能有效的分離此 二物質。但是兩者之K值相差並不大,因此再嘗試添加界面活性劑,有機 溶劑及其他中性鹽類來提高分離效率。除前者外,均有提高的效果。最後 以三批性質差異極大的過濾及全醱酵來探討此製程之穩定性,結果發現此 二目的物質之萃取行為與稀釋之樣品極為類似。另一點要說明的為,由於 菌體量太高,分相會較不容易,而且Ceph C之回收率亦與分相時所用之離 心力有關。由於分配係數的關係,單段萃取之 Ceph C 收率及 desacetyl Ceph C之去除效率均不是很高,因此我們推導 一適合於兩 水相之多段萃取模式,證實此種操作方式能達到回收率90%以上,副產物 除去70%以上之要求。

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