CN101838340B - 一种改进的生物胞外多糖提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物多糖的制备领域，具体涉及一种改进的生物胞外多糖提取方法，该方法对所述生物胞外多糖的发酵液进行升温、加盐、调碱处理，在保证了获得的生物胞外多糖质量的情况下，降低了酒精消耗量，提高了生物胞外多糖的提取得率，节约了提取成本，适用于大规模工业生产。

Description

一种改进的生物胞外多糖提取方法

技术领域

本发明涉及生物多糖的制备领域，具体涉及一种改进的生物胞外多糖提取方法。

背景技术

现在生物胞外多糖的提取方法有很多，主要的有：有机溶剂沉淀法、酸沉淀法、盐沉淀法和干燥法。以上方法中最常用的提取方法为有机溶剂提取法，该方法是将有机溶剂与生物胞外多糖的发酵液混合，使发酵液脱水，再通过离心或沉淀使固液分离，最后用酒精洗涤胞外多糖，得到的多糖再烘干处理。该方法常用的有机溶剂有甲醇、乙醇和异丙醇等低级醇，还有丙酮等其他小分子有机溶剂。该方法优点是脱水条件简单，操作方便，而且对产品质量伤害较小，但是由于选用有机溶剂提取，提取成本较高，这在生产和应用上受到限制。针对乙醇提取法的缺点，中国农业科学院土壤肥料研究所研究成功了用盐酸作为沉淀剂的方法,避开了有机溶剂,大大降低了提取成本,较好地解决了这个问题,但对提取设备及管道提出了苛刻的要求,同时需对含盐酸废水进行处理。对分子量较大的胞外多糖，也常采用盐沉淀法来进行提取，常用的钙盐有CaCl₂ 、Ca(OH)₂ ,季铵盐有十六烷基三甲基氯化铵和十六烷基三甲基溴化铵。发酵液中加入10 % NaOH 溶液调节pH 值,再加入2% CaCl₂溶液沉淀出生物多糖,排出上清液,沉淀物作进一步脱水处理,然后干燥，这种方法工艺简单,成本相对较低,操作容易，但是通常是针对分子量较大的多糖，而且，对最终产品的质量有一定的影响。至于干燥法，有直接经喷雾干燥或滚筒干燥而制得,也有研究用薄层蒸发干燥法,但这些方法因发酵液含水量太高而消耗大量的能量,产品纯度较低,且成品颜色较深。因此，需要一种改进的能有效降低成本并保证产品质量的生物胞外多糖提取方法。

发明内容

本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种改进的生物胞外多糖提取方法,    该方法在保证了获得的生物胞外多糖质量的情况下，降低了酒精消耗量，提高了生物胞外多糖的提取得率，节约了提取成本，适用于大规模工业生产。

本发明的一种改进的生物胞外多糖提取方法技术方案为，包括酒精脱水、离心沉淀、干燥等步骤，酒精脱水步骤前对所述生物胞外多糖的发酵液进行预处理步骤，包括发酵液升温、加入钙盐溶液与发酵液充分混匀、再加入NaOH 溶液，调节发酵液的pH。

所述钙盐溶液为氢氧化钙溶液或CaCl₂、乳酸钙等可溶性钙盐溶液。

所述钙盐溶液优先选用CaCl₂溶液。

具体步骤为：

①发酵液预处理  首先将发酵结束的生物胞外多糖的发酵液升温到60-100℃，30-60 min后，加入CaCl₂溶液，CaCl₂的加入量为发酵液的0.1%-1%，将CaCl₂溶液与发酵液充分混匀后，加入NaOH 溶液，NaOH加入量为发酵液的0.2%-2%，搅拌均匀；

②酒精脱水沉淀  对处理后的发酵液用酒精进行脱水处理，脱水后离心，再将沉淀用酒精洗涤，并调节pH到6-10，将洗涤离心后的沉淀烘干、粉碎后，得到成品。

本发明的有益效果为：对发酵液进行升温，升温有利于分子间作用力加强，这样有利于多糖相互凝聚；加入钙盐溶液，多糖分子对钙离子有吸附作用，这一步使得众多的钙离子附着在多糖分子上；最后加NaOH 溶液调碱，氢氧根离子与钙离子作用，同时氢氧根离子间也存在着氢键作用力，这样，使得多糖分子间进一步凝聚，使得下一步酒精提取时更易脱水，也减少了多糖提取在离心时的损失。总之，该方法使得发酵液中的多糖更易脱水，在保证了获得的生物胞外多糖质量的情况下，降低了酒精消耗量，提高了生物胞外多糖的提取得率，节约了提取成本，适用于大规模工业生产。

附图说明：

图1所示为现有的酒精提取技术流程图；

图2所示为本发明的提取技术流程图；

图3所示为现有技术与本发明提取的酒精用量比较图；

图4所示为现有技术与本发明提取的小样得率比较图；

图5所示为现有技术与本发明图区产品的三转粘度值比较图。

具体实施方式：

本发明的一种改进的生物胞外多糖提取方法技术方案为，包括酒精脱水、离心沉淀、干燥等步骤，酒精脱水步骤前对所述生物胞外多糖的发酵液进行预处理步骤，包括发酵液升温、加入钙盐溶液与发酵液充分混匀、再加入NaOH 溶液，调节发酵液的pH。

所述钙盐溶液为氢氧化钙溶液或CaCl₂、乳酸钙等可溶性钙盐溶液。

所述钙盐溶液优选为CaCl₂溶液。

具体步骤为：

①发酵液预处理  首先将发酵结束的生物胞外多糖的发酵液升温到60-100℃，30-60 min后，加入CaCl₂溶液，CaCl₂的加入量为发酵液的0.1%-1%，将CaCl₂溶液与发酵液充分混匀后，加入NaOH 溶液，NaOH加入量为发酵液的0.2%-2%，搅拌均匀；

②酒精脱水沉淀  对处理后的发酵液用酒精进行脱水处理，脱水后离心，再将沉淀用酒精洗涤，并调节pH到6-10，将洗涤离心后的沉淀烘干、粉碎后，得到成品。

本发明的具体实验步骤和结果如下：

取相同质量的多糖发酵液（各100g），分别按照图1和图2方法流程中的步骤进行提取，结果如下：

1.      酒精用量比较

实验结果如图3所示，改进前酒精用量为180ml，而改进技术后，发酵液升温再加CaCl₂和NaOH，提取时酒精用量仅为100 ml，较技术改进前有了较大的降幅，节约了约45%的酒精用量。

2.      样品得率比较

小样得率如图4所示，按照图1的工艺，直接用酒精提取时的小样得率为1.50%，而按图2工艺升温后加CaCl₂和NaOH，提取的小样得率为1.75%，对技术改进前后的得率进行比较，最终得率提高了约18%。

3.      样品粘度的比较

  各组分三转粘度值变化如图5所示，技术改进前样品的粘度为25 m·Pa·S，而改进后提取出来的样品的粘度为24 m·Pa·S，几乎没有降低，这说明，改进提取技术后，虽然酒精消耗降低了、产品得率也升高了，但样品的质量几乎没有变化。

本发明所述的具体参数可根据实际情况进行调整，并不是用来限制本发明。

Claims (1)

1. 一种改进的生物胞外多糖提取方法，包括酒精脱水、离心沉淀、干燥步骤，其特征在于，步骤为：

①发酵液预处理  首先将发酵结束的生物胞外多糖的发酵液升温到60-100℃，30-60 min后，加入CaCl₂溶液，CaCl₂的加入量为发酵液的0.1%-1%，将CaCl₂溶液与发酵液充分混匀后，加入NaOH 溶液，NaOH加入量为发酵液的0.2%-2%，搅拌均匀；

②酒精脱水沉淀  对处理后的发酵液用酒精进行脱水处理，脱水后离心，再将沉淀用酒精洗涤，并调节pH到6-10，将洗涤离心后的沉淀烘干、粉碎后，得到成品。

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