CN101182282A - 一种从发酵液中分离提纯赤藓糖醇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种由发酵液分离提纯赤藓糖醇的方法，包括(1)发酵液菌体分离，(2)发酵液澄清和初步净化，(3)发酵液脱色和净化，(4)发酵液浓缩、结晶，(5)重结晶制赤藓糖醇纯品等步骤。本发明方法中采用碟片式离心机分离菌体，用陶瓷膜除蛋白质等分子量比较大的杂质，并首次将纳滤分离引入赤藓糖醇的分离提纯，可省却脱色和离子交换等工序，大大减少了排污量，同时保证了质量，提高了产品的收率。利用本发明方法得到的赤藓糖醇产品HPLC纯度达99.5％以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种提取赤藓糖醇的工艺，尤其是涉及一种利用膜分离技术净化发酵液分离提纯赤藓糖醇的方法，属于生物化工领域。
背景技术
赤藓糖醇是一种四元醇，化学名为1，2，3，4-丁四醇，自然存在于海藻、蘑菇、甜瓜、葡萄和许多发酵食物中，作为人类膳食的组分已有数万年的历史。赤藓糖醇甜度为蔗糖的70％，但热量仅为蔗糖的十分之一。经过急性、亚急性、慢性毒性试验等动物试验以及人体实验确认赤藓糖醇安全无毒，食用安全性较好，允许添加量较高，不易引起腹泻或胃肠等不适感。1990年，日本食品法规批准赤藓糖醇可直接作为食品配料；1997年获美国FDA安全食品配料(GRAS)认证并允许在标签上标注“有益于牙齿健康”；1999年，世界粮农组织(FA0)和世界卫生组织(WH0)联合组成的食品添加剂专家委员会(JECFA)批准赤藓糖醇作为食用甜味剂，无需规定ADI值；1999年，澳大利亚和新西兰食品监督局(ANZFA)批准赤藓糖醇作为食用配料，我国在GB 2760标准中也允许其在食品中应用。
赤藓糖醇热值低、吸湿性低、无致龋齿性等特性，是一种国际上刚起步的新型功能食品甜味剂，在食品行业具有广泛的用途。除用作甜味剂外，赤藓糖醇在医药、化工等领域也用途广泛。比如赤藓糖醇可用作药品的矫味剂和片剂的赋形剂，有效改善药品的口感；赤藓糖醇硝化后生成的硝基赤藓糖醇，可用于治疗心脑血管疾病和气喘病人的药物；赤藓糖醇作为有机合成的中间体，在醇酸树脂、聚酯、聚醚的合成以及油漆、炸药制造等方面具有广阔的应用前景。在化妆品方面，赤藓糖醇可以代替甘油的部分作用，并且因为多数微生物不能够利用赤藓糖醇，可以防止化妆品变质。
传统的赤藓糖醇工业化生产是通过还原酒石酸盐(J.Chem.Soc，1964，：2493-2497.作者：Kent，P.W.and Wood，K.R.USP 5,756,865(1998)Elseviers；Myriam，Roper etal.)或赤藓糖(Ind.Eng.Chem.1961，53：267.作者：Otey，F.H.and Sloan，J.W.)或以镍作为催化剂氢化裂解双醛淀粉法生产。目前赤藓糖醇的工业化生产主要是通过微生物发酵实现的。
发酵法生产赤藓糖醇，一般采用耐高渗酵母菌株，以葡萄糖为主要原料，通过液体深层发酵产生赤藓糖醇，然后再通过各种化工单元操作从发酵液中分离纯化赤藓糖醇产品。有关赤藓糖醇的生产菌株和发酵工艺的专利文献比较多，比如CN1932002A公开了用于赤藓糖醇生产的多株酵母菌株；CN1369549A公开了用于赤藓糖醇生产Moniliella突变株获得的方法以及突变株的特性；US4923812叙述了一种分割发酵工艺；US5989878主要是控制发酵过程中的渗透压以提高赤藓糖醇产率；US6365383B1采用连续补料发酵工艺生产赤藓糖醇等。有关从发酵液中分离提纯赤藓糖醇的研究文献和专利技术比较少，CN1335391A公开了一株赤藓糖醇生产菌株及其利用该菌株生产赤藓糖醇结晶产品的整个工艺过程，包括了从发酵液中分离提纯赤藓糖醇的比较详细的工艺过程：发酵液过滤除菌体、浓缩、结晶、溶晶脱色、离交除盐，然后再浓缩结晶得到赤藓糖醇成品；US6440712B2公开一种发酵液除菌体后不需脱色、除盐等净化步骤直接浓缩结晶的提取工艺；US6030820详细叙述了一种赤藓糖醇的提取工艺过程，主要创新点是通过使用一种色谱层析系统净化发酵液和用于晶体分离的离心机选型。
采用微生物发酵生产赤藓糖醇，发酵结束发酵液中除含有赤藓糖醇外，还含有很多液体或固体的杂质，比如培养基残留成分、菌体代谢产生的其它的化合物、微生物菌体及其他悬浮物等固体杂质。赤藓糖醇的提纯就是采用各种工艺操作单元从发酵液中分离提取赤藓糖醇。因为赤藓糖醇主要作为食品添加剂使用，对其纯度和卫生指标要求都比较高，另外，提取收率也是衡量一种提取工艺优劣的关键指标。
上述专利中有关赤藓糖醇的提取工艺主要采用以下工艺技术：菌体分离采用膜过滤，膜材质为有机膜或陶瓷膜，但专利中没有详细描述所使用膜的规格型号；发酵液脱色采用活性炭；发酵液净化除盐或分离其它可溶性杂质采用离子交换或色谱层析技术；净化后的发酵液浓缩结晶以及重结晶得到赤藓糖醇成品。上述提取工艺主要有以下几个方面的不足：1.因为发酵液中菌体浓度比较高，直接采用膜过滤分离菌体，就会造成膜过滤浓缩倍数低，膜污染加重，膜的使用寿命缩短。另外，为了提高产品收率，必需使用大量透析水，洗水进入下一道工序冲稀发酵液，增加浓缩时的蒸汽消耗；2.采用离子交换树脂净化发酵液，树脂再生需要消耗大量酸碱，同时增加排污量；3.离子交换系统对发酵液中的大分子净化不彻底，产品中容易残留热源等对食用安全有影响的物质；4.发酵液净化程度低，提取收率就低，大量的赤藓糖醇残留在母液中，造成了资源浪费，同时也增加了排污量。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提出一种产品质量高、提取收率高、污染物排放量少、适合工业化生产的赤藓糖醇分离提纯方法。
本发明所述由赤藓糖醇发酵液中分离提纯赤藓糖醇的基本技术方案是：首先将赤藓糖醇发酵液通过碟片式离心机(酵母分离机)去除大部分菌体和固体颗粒，然后采用截流分子量为2000D～100000D的陶瓷膜过滤除去发酵液中的残余菌体、胶体颗粒、蛋白质、核酸等大分子物质，再用截流分子量为150D～800D的纳滤膜除去色素、核苷酸、氨基酸、短肽、低聚糖及多价离子等小分子杂质，得到净化的赤藓糖醇溶液，然后再经浓缩、结晶等步骤得到高品质的赤藓糖醇结晶产品。
本发明所述由发酵液分离提纯赤藓糖醇的方法，具体包括以下步骤：
(1)发酵液菌体分离：将发酵结束后的赤藓糖醇发酵液用碟片式离心机(酵母分离机)离心，收集发酵液，将分离后的菌体再经压榨进一步收集发酵液；
本方法所述碟片式离心机(酵母分离机)为定型设备，可参考《工业离心机选用手册》(化学工业出版社，1999)自行选购。上述分离后的酵母菌体(含水约70％)可以作为蛋白饲料。
(2)发酵液澄清和初步净化：将上述收集到的发酵液用截流分子量2000D～100000D的陶瓷膜过滤，进一步去除发酵液中残存的菌体、胶体颗粒以及蛋白质、核酸、等大分子杂质，过滤后的发酵液澄清、透亮，显微观察不含菌体等颗粒性杂质，蛋白类物质去除率80％；陶瓷膜过滤操作压力为0.5～2.0MPa，操作温度为40～90℃，浓缩倍数10～20倍，透析水量以体积百分比计占进料体积的10-40％；
(3)发酵液脱色和净化：将上述初步净化的发酵液清液用截流分子量为150D～800D的纳滤分离膜系统过滤脱除其色素及残存的核苷酸、氨基酸、短肽、低聚糖、多价离子等小分子杂质；纳滤操作压力为0.5～2.5MPa，温度为20～40℃，浓缩倍数10～30倍，透析水量以体积百分比计占进料体积的10-50％；
(4)发酵液浓缩、结晶：将上述经过纳滤纯化后的发酵液经常规多效浓缩，浓缩至溶液中的可溶性固形物的质量百分含量为40-60％(22-33°Be)，然后降温结晶，前期自然降温，起晶后每小时降温2-10℃，最低降温至10-20℃；常规离心，分离得到一次结晶；
(5)重结晶制赤藓糖醇纯品：将上述得到的一次结晶加70-80℃的水溶解，然后以步骤(4)条件降温进行重结晶；常规离心，分离得到纯度99.5％以上的赤藓糖醇。
上述由发酵液分离提纯赤藓糖醇的方法中，步骤(2)所述的陶瓷膜截流分子量优选为3500D～70000D；陶瓷膜过滤操作压力优选为0.5～1.5MPa，操作温度优选为60～90℃，浓缩倍数13～20，透析水量以体积百分比计占进料体积的20-40％。
进一步的，步骤(2)所述的陶瓷膜截流分子量优选为8000D～30000D，最优选为8000D～15000D；陶瓷膜过滤操作压力优选为1.0～1.5MPa，操作温度优选为60～80℃，浓缩倍数15～20，透析水量以体积百分比计占进料体积的20-30％。
上述由发酵液分离提纯赤藓糖醇的方法中，步骤(3)所述纳滤分离膜系统的截流分子量优选为150D～600D；纳滤操作压力优选0.5～2.0MPa，温度优选20～30℃，浓缩倍数15～25倍，透析水量以体积百分比计占进料体积的10-40％。
进一步的，步骤(3)所述纳滤分离膜系统的截流分子量优选为150D～300D；纳滤操作压力优选1.0～2.0MPa，温度优选25～30℃，浓缩倍数15～20倍，透析水量以体积百分比计占进料体积的20-40％。
上述由发酵液分离提纯赤藓糖醇的方法中，所述纳滤分离膜系统所用纳滤膜材质为聚砜、聚醚砜、复合聚酰胺。
其中，所述纳滤分离膜系统优选GE公司生产的分离膜系列产品。
本发明所述方法的优越性主要表现在：
1.本发明方法中菌体的分离首先采用碟片式离心机离心分离，分离酵母技术成熟、分离效果较好，其最大的优越性体现在发酵液经离心酵母分离后，固体颗粒含量大大降低，再进行陶瓷膜分离，可以大大降低膜污染负荷、提高膜过滤的浓缩倍数、减少透析水用量。选用超滤陶瓷膜而不选用微滤膜不仅可以澄清发酵液，同时可以去除蛋白质等分子量比较大的杂质。另外，发酵液温度比较高，采用陶瓷膜耐温性能好，使用寿命长。使用本方法得到的菌体中不含任何后期添加助滤剂等杂质，可直接加工成饲料蛋白。
2.首次将纳滤分离引入赤藓糖醇的分离提纯，可以省缺脱色和离子交换等工序，大大减少了排污量，提高了产品的收率。
3.本发明工艺各工序之间串联紧密，发酵液始终在密闭的条件下循环流动，避免了环境中的杂质对赤藓糖醇提取液的二次污染，并且减少了分散操作造成的跑冒滴漏等损失，工艺条件温和，赤藓糖醇纯度高、质量稳定。
4.本发明工艺最突出的优越性在于精制后的赤藓糖醇溶液质量显著提高，经浓缩、结晶、重结晶得到的赤藓糖醇产品HPLC纯度达99.5％以上。
具体实施方式
为了更好的阐述本发明所提出的发酵法生产赤藓糖醇提取工艺，下面通过实施例来对本发明作进一步说明。
实施例1
赤藓糖醇发酵液制取：
斜面保藏菌种经茄子瓶活化后，以常规量接种于100L液体种子培养液中(葡萄糖100-200g/L，酵母浸出物1-2g/L，磷酸二氢钾0.1-0.15g/L，pH自然)，30℃培养20-24小时；
将上述培养后的种子液全部转接于2000L种子培养液(培养基同上)中，30℃通风培养16-20小时；
然后再将上述培养后的种子液全部转接于25-30m3发酵培养基中(葡萄糖300-350g/L，柠檬酸铵2-5g/L，酵母膏5-10g/L，磷酸二氢钾0.1-0.15g/L，初始pH自然)，以搅拌转速120-150rpm，培养温度30-32℃，控制溶解氧浓度在10％左右进行发酵，当发酵液中葡萄糖耗尽时结束发酵，即得到赤藓糖醇发酵液。
经检测，以上述方法得到的赤藓糖醇发酵液中赤藓糖醇含量为140-160g/L。
实施例2
发酵液25.0m3(赤藓糖醇含量144.0g/L)，采用碟片式酵母分离机离心分离，再经板框压榨、洗涤，共得得清液25.5m3，清液浓度140.5g/L，60℃减压浓缩至24°Be，降温结晶，降温程序：自然降温至起晶，然后按每小时降温2-4℃降温至20℃以下，离心得一次结晶1934.7kg(含水)，一次结晶母液4.45m3排放，将一次结晶溶晶脱色，离交脱盐，然后浓缩重结晶，得重结晶1236.6kg(含水3.0％)，重结晶母液2.94m3，母液返回溶晶脱色。总收率52..4％。
实施例3
发酵液25.0m3(赤藓糖醇含量150.0g/L)，采用0.2-0.4μm的陶瓷膜微滤，过滤温度70-80℃，操作压力0.5-1.0MPa，透析水量10m3，得透过清液34.2m3，60℃减压浓缩浓缩至23.5°Be，降温结晶，降温程序：自然降温至起晶，然后按每小时降温2-4℃降温至20℃以下，离心分离赤藓糖醇结晶2091.4kg，母液浓缩结晶得赤藓糖醇结晶821.6kg，母液3.16m3排放。将两次结晶合并溶晶脱色，离交脱盐，浓缩进行重结晶，得赤藓糖醇纯品1835.2kg，总收率75.8％，重结晶母液返回溶晶脱色。
实施例4
发酵液25.0m3(赤藓糖醇含量142.0g/L)，采用碟片式酵母分离机离心分离，再经板框压榨、洗涤，共得清液25.5m3，清液采用截流分子量为10000D的陶瓷膜过滤，过滤温度60-70℃，操作压力1.5-2.0MPa，透析水量5.0m3，得透过清液27.5m3，赤藓糖醇含量136.8g/L，截流液3.0m3，返回离心分离。过滤清液经活性炭脱色、离子交换除盐，离交清液30m3，赤藓糖醇含量122.9g/L，60℃减压浓缩浓缩至23.8°Be，降温结晶，降温程序，自然降温至起晶，然后按每小时降温2-4℃降温至10℃，离心分离赤藓糖醇结晶2212.2kg，母液浓缩结晶得赤藓糖醇结晶774.3kg，二次母液2.69m3返回脱色。将两次结晶合并溶晶脱色，浓缩进行重结晶，得赤藓糖醇产品1911.4kg，总收率82.3％，母液返回溶晶脱色。
实施例5
发酵液25.0m3(赤藓糖醇含量146.0g/L)，采用碟片式酵母分离机离心分离，再经板框压榨、洗涤，共得清液25.5m3，清液采用截流分子量为10000D的陶瓷膜过滤，过滤温度70-80℃，操作压力0.8-1.5MPa，透析水量3.5m3，得透过清液27.0m3，赤藓糖醇含量135.7g/L，截流液2.0m3，返回离心分离。再经截流分子量为150D-300D的纳滤分离膜过滤，过滤温度30-40℃，操作压力0.5-2.5Mpa，透析水量5.0m3，过滤清液28.8m3，拦截液3.2m3，清液60℃减压浓缩浓缩至24°Be，降温结晶，降温程序：自然降温至起晶，然后按每小时降温2-4℃降温至20℃，离心分离赤藓糖醇结晶2535.4kg，母液浓缩结晶得赤藓糖醇结晶824.4kg，母液1.92m3返回纳滤。合并两次结晶，80℃溶晶至赤藓糖醇含量45％，降温结晶得赤藓糖醇产品2080.0kg，总收率90.2％，母液返回纳滤。
实施例6
赤藓糖醇发酵液25.0m3(赤藓糖醇含量156.0g/L)，采用碟片式酵母分离机离心分离，再经板框压榨、洗涤，共得清液25.5m3，湿菌体(含水70％)1.5m3；离心清液然后经截流分子量为10000D的陶瓷滤膜过滤，操作压力1.0-1.5MPa，温度70-80℃，透析水量5m3，透过液28.0m3，拦截液2.5m3，返回离心前。陶瓷膜过滤清液流经截流分子量为150D-300D的纳滤分离膜除去色素及其他氨基酸、短肽、低聚糖、多价离子等小分子物质，操作压力1.5-2.0Mpa，温度30-40℃，透析水量7m3，纳滤拦截液4.0m3。纳滤清液浓缩结晶为一次结晶，其母液浓缩结晶为二次结晶，所得母液继续浓缩结晶为三次结晶，将三次结晶所得赤藓糖醇晶体溶晶、重结晶得到含量99.5％以上赤藓糖醇产品，重结晶母液返回纳滤前。结果见下表。
| 项目 | 体积(m3) | 赤藓糖醇浓度(g/L) | 赤藓糖醇总量(kg) | 收率(％) |
| 发酵液 | 25.0 | 156.0 | 3900.0 | |
| 离心清液 | 25.5 | 152.0 | 3876.0 | 99.4 |
| 陶瓷膜清液 | 27.0 | 143.0 | 3861.0 | 99.6 |
| 纳滤清液 | 30.0 | 128.0 | 3840 | 99.5 |
| 总结晶收率 | 3607.5 | 92.5 |
实施例7
赤藓糖醇发酵液25m3，赤藓糖醇含量155.0g/L，采用碟片式酵母分离机离心分离，再经板框压榨、洗涤，共得清液25.9m3，湿菌体1.6m3，含水75％，；清液采用截流分子量为50000D的陶瓷滤膜过滤，操作压力1.5-2.0MPa，温度40-60℃，透析水量3.5m3，透过液27.1m3，浊液2.3m3，返回离心前。陶瓷膜过滤清液流经截流分子量为300D-500D的纳滤膜除去色素及其他氨基酸、短肽、低聚糖、多价阴阳离子等小分子物质，操作压力1.0-2.0Mpa，温度25-30℃，透析水量8m3，纳滤拦截液3.8m3。纳滤清液浓缩结晶为一次结晶，离心分离赤藓糖醇晶体，分离母液再经浓缩结晶为二次结晶，分离母液继续浓缩结晶为三次结晶，将三次结晶所得赤藓糖醇晶体溶晶、重结晶得到含量99.5％以上赤藓糖醇产品，重结晶母液返回纳滤前。结果见下表。
| 项目 | 体积(m3) | 赤藓糖醇浓度(g/L) | 赤藓糖醇总量(kg) | 收率(％) |
| 发酵液 | 25.0 | 155.0 | 3875.0 | |
| 离心清液 | 25.9 | 148.8 | 3853.9 | 99.5 |
| 陶瓷膜清液 | 27.1 | 141.6 | 3837.4 | 99.6 |
| 纳滤清液 | 31.3 | 122.1 | 3821.7 | 99.6 |
| 总结晶收率 | 3603.8 | 94.3 |
实施例8
赤藓糖醇发酵液25m3(赤藓糖醇含量161.0g/L)，采用碟片式酵母分离机离心分离，再经板框压榨、洗涤，共得清液26.0m3，湿菌体1.5m3，含水70％，；清液采用截流分子量为15000D的陶瓷滤膜过滤，操作压力0.8-1.5MPa，温度70-90℃，透析水量4.0m3，透过液27.8m3，浊液2.2m3，返回离心前。陶瓷膜过滤清液流经截流分子量为500D-800D的纳滤膜除去色素及其他氨基酸、短肽、低聚糖、多价阴阳离子等小分子物质，操作压力1.5-2.0Mpa，温度40-50℃，透析水量7.5m3，纳滤拦截液3.6m3。纳滤清液浓缩结晶为一次结晶，其母液浓缩结晶为二次结晶，所得母液继续浓缩结晶为三次结晶，将三次结晶所得赤藓糖醇晶体溶晶、重结晶得到含量99.5％以上赤藓糖醇产品，重结晶母液返回纳滤前。结果见下表。
| 项目 | 体积(m3) | 赤藓糖醇浓度(g/L) | 赤藓糖醇总量(kg) | 收率(％) |
| 发酵液 | 25.0 | 161.0 | 4025.0 | |
| 离心清液 | 26.0 | 148.8 | 4005.0 | 99.5 |
| 陶瓷膜清液 | 27.8 | 141.6 | 3985.0 | 99.5 |
| 纳滤清液 | 31.7 | 122.1 | 3969.0 | 99.6 |
| 总结晶收率 | 3751.3 | 93.2 |
实施例9
赤藓糖醇发酵液25.0m3(赤藓糖醇含量141.0g/L)，采用碟片式酵母分离机离心分离，再经板框压榨、洗涤，共得清液25.8m3，湿菌体1.4m3，含水70％，；清液采用截流分子量为15000D的陶瓷滤膜过滤，操作压力1.5-2.0MPa，温度70-80℃，透析水量3.0m3，透过液27.8m3，拦截液2.2m3，返回离心前。陶瓷膜过滤清液流经截流分子量为150D-300D的纳滤膜，操作压力1.5-2.5Mpa，温度40-50℃，透析水量7.5m3，纳滤拦截液3.6m3。纳滤清液浓缩结晶为一次结晶，其母液浓缩结晶为二次结晶，所得母液继续结晶为三次结晶，将三次结晶所得赤藓糖醇晶体溶晶、重结晶得到含量99.5％以上赤藓糖醇产品，重结晶母液返回纳滤前。结果见下表。
| 项目 | 体积(m3) | 赤藓糖醇浓度(g/L) | 赤藓糖醇总量(kg) | 收率(％) |
| 发酵液 | 25.0 | 141.0 | 3525.0 | |
| 离心清液 | 25.8 | 135.8 | 3503.8 | 99.4 |
| 陶瓷膜清液 | 27.8 | 141.6 | 3490.0 | 99.6 |
| 纳滤清液 | 31.7 | 122.1 | 3472.6 | 99.5 |
| 总结晶收率 | 3275.2 | 94.3 |
实施例10
(1)发酵液菌体分离：将发酵结束后的赤藓糖醇发酵液用碟片式离心机离心，分离菌体与发酵液，收集发酵液，将分离后的菌体再压榨进一步收集发酵液；
(2)发酵液澄清和初步净化：将上述收集到的发酵液用截流分子量2000D～8000D的陶瓷膜过滤，进一步去除发酵液中残存的菌体、胶体颗粒、蛋白质、核酸等大分子杂质；陶瓷膜过滤操作压力为1.5～2.0MPa，操作温度为40～60℃，浓缩倍数10，透析水量以体积百分比计占进料体积的10％；
(3)发酵液脱色和净化：将上述初步净化的发酵液清液用截流分子量为150D～300D的纳滤分离膜系统过滤脱除其色素及残存的核苷酸、氨基酸、短肽、低聚糖、多价阴阳离子小分子杂质；纳滤操作压力为2.0～2.5MPa，温度为20～30℃，浓缩倍数15倍，透析水量以体积百分比计占进料体积的20％；
(4)发酵液浓缩、结晶：将上述经过纳滤纯化后的发酵液经常规多效浓缩，浓缩至其固形物重量百分比含量为40％，然后降温结晶，前期自然降温，起晶后每小时降温2-3℃，最低降温至20℃；常规离心，分离得到一次结晶；
(5)重结晶制赤藓糖醇纯品：将上述得到的一次结晶加70℃水溶解，然后以步骤(4)条件降温进行重结晶；常规离心，分离得到纯度99.5％以上的赤藓糖醇。
实施例11
(1)发酵液菌体分离：将发酵结束后的赤藓糖醇发酵液用碟片式离心机离心，分离菌体与发酵液，收集发酵液，将分离后的菌体再压榨进一步收集发酵液；
(2)发酵液澄清和初步净化：将上述收集到的发酵液用截流分子量80000D～100000D的陶瓷膜过滤，进一步去除发酵液中残存的菌体、胶体颗粒、蛋白质、核酸等大分子杂质；陶瓷膜过滤操作压力为0.5～1.0MPa，操作温度为70～90℃，浓缩倍数15，透析水量以体积百分比计占进料体积的30％；
(3)发酵液脱色和净化：将上述初步净化的发酵液清液用截流分子量为500D～800D的纳滤分离膜系统过滤脱除其色素及残存的核苷酸、氨基酸、短肽、低聚糖、多价阴阳离子小分子杂质；纳滤操作压力为1.0～2.0MPa，温度为30～40℃，浓缩倍数20倍，透析水量以体积百分比计占进料体积的40-50％；
(4)发酵液浓缩、结晶：将上述经过纳滤纯化后的发酵液经常规多效浓缩，浓缩至其固形物重量百分比含量为50％，然后降温结晶，前期自然降温，起晶后每小时降温5-8℃，最低降温至10℃；常规离心，分离得到一次结晶；
(5)重结晶制赤藓糖醇纯品：将上述得到的一次结晶加80℃水溶解，然后以步骤(4)条件降温进行重结晶；常规离心，分离得到纯度99.5％以上的赤藓糖醇。
实施例12
(1)发酵液菌体分离：将发酵结束后的赤藓糖醇发酵液用碟片式离心机离心，分离菌体与发酵液，收集发酵液，将分离后的菌体再压榨进一步收集发酵液；
(2)发酵液澄清和初步净化：将上述收集到的发酵液用截流分子量10000D的陶瓷膜过滤，进一步去除发酵液中残存的菌体、胶体颗粒以及蛋白质、核酸等大分子杂质；陶瓷膜过滤操作压力为1.5MPa，操作温度为80℃，浓缩倍数15，透析水量以体积百分比计占进料体积的25％；
(3)发酵液脱色和净化：将上述初步净化的发酵液清液用截流分子量为300D的纳滤分离膜系统过滤脱除其色素及残存的核苷酸、氨基酸、短肽、低聚糖、多价阴阳离子小分子杂质；纳滤操作压力为2.0MPa，温度为30℃，浓缩倍数20倍，透析水量以体积百分比计占进料体积的30％；
(4)发酵液浓缩、结晶：将上述经过纳滤纯化后的发酵液经常规多效浓缩，浓缩至其固形物重量百分比含量为50％，然后降温结晶，前期自然降温，起晶后每小时降温3℃，最低降温至15℃；常规离心，分离得到一次结晶；
(5)重结晶制赤藓糖醇纯品：将上述得到的一次结晶加75℃水溶解，然后以步骤(4)条件降温进行重结晶；常规离心，分离得到纯度99.5％以上的赤藓糖醇。
Claims (8)
1.一种从发酵液中分离提纯赤藓糖醇的方法，包括以下步骤：
(1)发酵液菌体分离：将发酵结束后的赤藓糖醇发酵液用碟片式离心机离心，分离菌体，收集发酵清液；
(2)发酵液澄清和初步净化：将上述收集到的发酵清液用截流分子量2000D～100000D的陶瓷膜过滤，进一步去除发酵液中残存的菌体、胶体颗粒、蛋白质、核酸大分子杂质；陶瓷膜过滤操作压力为0.5～2.0MPa，操作温度为40～90℃，浓缩倍数10～20，透析水量以体积百分比计占进料体积的10-40％；
(3)发酵液脱色和净化：将上述初步净化的发酵液清液用截流分子量为150D～800D的纳滤分离膜系统过滤脱除其色素及残存的核苷酸、氨基酸、短肽、低聚糖、多价离子小分子杂质；纳滤操作压力为0.5～2.5MPa，温度为20～40℃，浓缩倍数10～30倍，透析水量以体积百分比计占进料体积的10-50％；
(4)发酵液浓缩、结晶：将上述经过纳滤纯化后的发酵液经常规多效浓缩，浓缩至其可溶性固形物质量百分比含量为40-60％，然后降温结晶，前期自然降温，起晶后每小时降温2-10℃，最低降温至10-20℃；常规离心分离，得到赤藓糖醇一次结晶；
(5)重结晶制赤藓糖醇纯品：将上述得到的赤藓糖醇一次结晶加70-80℃的水溶解，然后以步骤(4)条件降温进行重结晶；常规离心分离，得到纯度99.5％以上的赤藓糖醇。
2.如权利要求1所述由发酵液分离提纯赤藓糖醇的方法，其特征在于，步骤(2)所述的陶瓷膜截流分子量为3500D～70000D；陶瓷膜过滤操作压力为0.5～1.5MPa，操作温度为60～90℃，浓缩倍数13～20，透析水量以体积百分比计占进料体积的20-40％。
3.如权利要求2所述由发酵液分离提纯赤藓糖醇的方法，其特征在于，步骤(2)所述的陶瓷膜截流分子量为8000D～30000D；陶瓷膜过滤操作压力为1.0～1.5MPa，操作温度为60～80℃，浓缩倍数15～20，透析水量以体积百分比计占进料体积的20-30％。
4.如权利要求3所述由发酵液分离提纯赤藓糖醇的方法，其特征在于，步骤(2)所述的陶瓷膜截流分子量为8000D～15000D。
5.如权利要求1所述由发酵液分离提纯赤藓糖醇的方法，其特征在于，步骤(3)所述纳滤分离膜系统的截流分子量为150D～600D；纳滤操作压力为0.5～2.0MPa，温度为20～30℃，浓缩倍数15～25倍，透析水量以体积百分比计占进料体积的10-40％。
6.如权利要求5所述由发酵液分离提纯赤藓糖醇的方法，其特征在于，步骤(3)所述纳滤分离膜系统的截流分子量为150D～300D；纳滤操作压力为1.0～2.0MPa，温度为25～30℃，浓缩倍数15～20倍，透析水量以体积百分比计占进料体积的20-40％。
7.如权利要求1、5或6所述由发酵液分离提纯赤藓糖醇的方法，其特征在于，所述纳滤分离膜系统所用纳滤膜材质为聚砜、聚醚砜、复合聚酰胺。
8.如权利要求7所述由发酵液分离提纯赤藓糖醇的方法，其特征在于，所述纳滤分离膜系统选GE公司生产的分离膜系列产品。
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