CN101906153B - 一种制备乳酸链球菌素的提取工艺 - Google Patents

一种制备乳酸链球菌素的提取工艺 Download PDF

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一种制备乳酸链球菌素的提取工艺，它涉及一种制备球菌素的提取工艺。本发明解决了现有乳酸链球菌素提取工艺存在收得率低，单位成本高，并且普遍采用有机溶剂萃取或洗脱，影响了产品质量且对人体有毒害的问题。方法：一、发酵液打入酸化罐进行酸化解析，得酸化液；二、酸化液打入曝气罐，曝气后经过滤进入接收器，浓缩发酵液；三、浓缩发酵液泵入有机膜过滤，得到高纯浓缩发酵液；四、高纯浓缩发酵液稀释后添加食用盐，干燥后即完成。本发明以曝气为提纯工艺的核心，工艺简捷，降低了过程损失及能源消耗，收得率达到70%~80%，能源成本下降30%，且不使用有机溶剂，不含对人体和环境有害的物质。

Description

一种制备乳酸链球菌素的提取工艺
技术领域
本发明涉及一种制备球菌素的提取工艺。
背景技术
乳酸链球菌素(NISIN)可以抑制、杀死格兰仕阳性细菌及其芽孢，作为有机多肽可以被人体降解，其作为生物防腐剂已经开始进入食品加工行业。我国卫生部食品监督厅于1990年1月19日签发了应用Nisin作为食品保藏剂的使用合格证书，1990年3月29日Nisin被列入国际GB2760-86的1990增补品种，规定了质量标准。
目前，乳酸链球菌素的生产厂家主要是采用树脂交换、膜过滤等技术进行提取，但是由于采用的原材料价格高，工艺复杂收得率低，单位成本高，并且普遍采用有机溶剂萃取或洗脱，影响了产品质量且对人体有毒害，使产品难以被广泛的应用到食品加工行业。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有乳酸链球菌素提取工艺存在收得率低，单位成本高，并且普遍采用有机溶剂萃取或洗脱，影响了产品质量且对人体有毒害的问题，而提供了一种制备乳酸链球菌素的提取工艺。
制备乳酸链球菌素的提取工艺按以下步骤实现：一、将含有8000～5000IU/ml乳酸链球菌素的发酵液打入酸化罐，用体积浓度为36％的盐酸调节pH值至2.5，升温至80～85℃进行酸化解析10～30min，然后降温至20～40℃，得酸化液；二、酸化液打入曝气罐，并采用圆盘式曝气头通入压缩空气至析出液中乳酸链球菌素含量低于5000IU/ml，然后经过过滤装置后进入接收器，浓缩制得含有200000～300000IU/ml乳酸链球菌素的浓缩发酵液；三、浓缩发酵液泵入有机膜，用去离子水洗涤过滤，得到含有120000～50000IU/ml乳酸链球菌素的高纯浓缩发酵液；四、将高纯浓缩发酵液用去离子水稀释至乳酸链球菌素含量为110000IU/ml，添加食用盐至干物浓度达到10％，并调节pH值至4.0～4.5，经喷雾干燥后，即完成乳酸链球菌素的提取；其中步骤二中通入压缩空气的压力控制在0.2～0.3MPa。
本发明中通过有效控制进入曝气头的空气压力(在0.2～0.3MPa)来控制气沫的大小和分离速度，曝气头把来自空压机的压缩空气，分散成微小的气泡，进入酸化液，乳酸链球菌素酸化析出的多肽蛋白类物质随气沫上升，经过过滤装置后进入接收器，再进行后续过程；本发明以曝气为提纯工艺的核心，工艺简捷，降低了过程损失及能源消耗，收得率达到70％～80％，能源成本下降30％，使产品总成本远低于其它制备工艺，且不使用有机溶剂，不含对人体和环境有害的物质，使乳酸链球菌素作为生物防腐剂能够更广泛的应用到食品加工领域，提升人们的生活质量。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式制备乳酸链球菌素的提取工艺按以下步骤实现：一、将含有8000～15000IU/ml乳酸链球菌素的发酵液打入酸化罐，用体积浓度为36％的盐酸调节pH值至2.5，升温至80～85℃进行酸化解析10～30min，然后降温至20～40℃，得酸化液；二、酸化液打入曝气罐，并采用圆盘式曝气头通入压缩空气至析出液中乳酸链球菌素含量低于5000IU/ml，然后经过过滤装置后进入接收器，浓缩制得含有200000～300000IU/ml乳酸链球菌素的浓缩发酵液；三、浓缩发酵液泵入有机膜，用去离子水洗涤过滤，得到含有120000～150000IU/ml乳酸链球菌素的高纯浓缩发酵液；四、将高纯浓缩发酵液用去离子水稀释至乳酸链球菌素含量为110000IU/ml，添加食用盐至干物浓度达到10％，并调节pH值至4.0～4.5，经喷雾干燥后，即完成乳酸链球菌素的提取；其中步骤二中通入压缩空气的压力控制在0.2～0.3MPa。
本实施方式步骤二中采用圆盘式曝气头的目的是通过曝气的方式分离出粘性的蛋白类物质；步骤二中过滤装置是用以去除大颗粒杂质并消沫；步骤三中浓缩发酵液泵入有机膜，用去离子水洗涤过滤去除可溶性的糖类、无机盐和小分子物质。
本实施方式中喷雾干燥后所得产品中含有1000～1100IU/ml的乳酸链球菌素。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中将含有8000IU/ml乳酸链球菌素的发酵液打入酸化罐。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中将含有15000IU/ml乳酸链球菌素的发酵液打入酸化罐。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中将含有10000～13000IU/ml乳酸链球菌素的发酵液打入酸化罐。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中将含有12000IU/ml乳酸链球菌素的发酵液打入酸化罐。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤一中升温至80℃进行酸化解析30min，然后降温至40℃，得酸化液。其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤一中升温至85℃进行酸化解析10min，然后降温至20℃，得酸化液。其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤一中升温至81～84℃进行酸化解析16～25min，然后降温至25～35℃，得酸化液。其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤一中升温至82℃进行酸化解析20min，然后降温至30℃，得酸化液。其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是步骤二中通入压缩空气的压力控制在0.2MPa。其它步骤及参数与具体实施方式一至九之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是步骤二中通入压缩空气的压力控制在0.3MPa。其它步骤及参数与具体实施方式一至九之一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是步骤二中通入压缩空气的压力控制在0.25MPa。其它步骤及参数与具体实施方式一至九之一相同。
具体实施方式十三：本实施方式制备乳酸链球菌素的提取工艺按以下步骤实现：一、将含有8000～15000IU/ml乳酸链球菌素的发酵液打入酸化罐，用体积浓度为36％的盐酸调节pH值至2.5，升温至85℃进行酸化解析30min，然后降温至40℃，得酸化液；二、酸化液打入曝气罐，并采用圆盘式曝气头通入压缩空气至析出液中乳酸链球菌素含量低于5000IU/ml，然后经过过滤装置后进入接收器，浓缩制得含有200000～300000IU/ml乳酸链球菌素的浓缩发酵液；三、浓缩发酵液泵入有机膜，用去离子水洗涤过滤，得到含有120000～150000IU/ml乳酸链球菌素的高纯浓缩发酵液；四、将高纯浓缩发酵液用去离子水稀释至乳酸链球菌素含量为110000IU/ml，添加食用盐至干物浓度达到10％，并调节pH值至4.2，经喷雾干燥后，即完成乳酸链球菌素的提取；其中步骤二中通入压缩空气的压力控制在0.2MPa。
本实施方式采用50L的酸化罐，步骤一中得到39L的酸化液，其中乳酸链球菌素含量位9100IU/ml；步骤二中制得1.6～2L的浓缩发酵液；步骤三中得2～3L的高纯浓缩发酵液；步骤四中干物浓度达到10％，测得总干物量为250～300g，干燥后所得产品为240～280g，提取总收率75％～80％。

Claims (6)

1.一种制备乳酸链球菌素的提取工艺，其特征在于制备乳酸链球菌素的提取工艺按以下步骤实现：一、将含有8000～15000IU/ml乳酸链球菌素的发酵液打入酸化罐，用体积浓度为36％的盐酸调节pH值至2.5，升温至80～85℃进行酸化解析10～30min，然后降温至20～40℃，得酸化液；二、酸化液打入曝气罐，并采用圆盘式曝气头通入压缩空气，使乳酸链球菌素酸化析出的多肽蛋白类物质随气沫上升，至析出的多肽蛋白类物质中乳酸链球菌素含量低于5000IU/ml，然后经过过滤装置后进入接收器，浓缩制得含有200000～300000IU/ml乳酸链球菌素的浓缩发酵液；三、浓缩发酵液泵入有机膜，用去离子水洗涤过滤，得到含有120000～150000IU/ml乳酸链球菌素的高纯浓缩发酵液；四、将高纯浓缩发酵液用去离子水稀释至乳酸链球菌素含量为110000IU/ml，添加食用盐至干物浓度达到10％，并调节pH值至4.0～4.5，经喷雾干燥后，即完成乳酸链球菌素的提取；其中步骤二中通入压缩空气的压力控制在0.2～0.3MPa。
2.根据权利要求1所述的一种制备乳酸链球菌素的提取工艺，其特征在于步骤一中将含有10000～13000IU/ml乳酸链球菌素的发酵液打入酸化罐。
3.根据权利要求1所述的一种制备乳酸链球菌素的提取工艺，其特征在于步骤一中将含有12000IU/ml乳酸链球菌素的发酵液打入酸化罐。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种制备乳酸链球菌素的提取工艺，其特征在于步骤一中升温至81～84℃进行酸化解析16～25min，然后降温至25～35℃，得酸化液。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种制备乳酸链球菌素的提取工艺，其特征在于步骤一中升温至82℃进行酸化解析20min，然后降温至30℃，得酸化液。
6.根据权利要求5所述的一种制备乳酸链球菌素的提取工艺，其特征在于步骤二中通入压缩空气的压力控制在0.25MPa。
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