CN106008429A - 一种赤霉酸的提取方法 - Google Patents
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Abstract
一种赤霉酸的提取方法，属于一种植物生长调节剂的提取生产方法。依次包含以下步骤：酶浆的配制；赤霉酸发酵液的酶解；赤霉酸发酵液的后处理。本发明解决了现有技术利用黄血盐、硫酸锌两种盐类协调处理赤霉酸发酵液存在因盐类加入而使板框过滤滤渣中富含铁、锌重金属污染环境、薄膜浓缩生产成本高、两工段收率低导致产品总收率较低的技术问题。在赤霉酸发酵液中加入复合酶，提高板框过滤滤液的澄清度和收率、淘汰薄膜浓缩而采用膜浓缩，不需消耗蒸汽大大降低了生产成本。且在常温下进行，不会因热破坏产品影响收率。提取赤霉酸产品的总收率可达85%以上。
Description
技术领域
本发明属于一种植物生长调节剂的提取生产方法，具体涉及赤霉酸发酵液的预处理、过滤、浓缩工艺。
背景技术
赤霉酸是一种植物生长调节剂，因其对于植物的独特的生理学功能而具有巨大的使用价值和商业价值。目前国内普遍采用微生物发酵法实现赤霉酸工业化生产，受制于产品收率较低（67%左右），行业整体盈利水平不高。目前提取基本工艺流程为：放罐料液—加盐预处理—板框压滤—薄膜蒸发—萃取—减压浓缩—结晶—干燥。统计数据表明：板框压滤、薄膜蒸发二工段对总收率的影响较大，如能有效提高该二工段的收率水平将对总收率的提高产生巨大突破，进而大幅降低单位生产成本。究其根本在于改变加盐预处理工艺。现行发酵液预处理步骤为：采用黄血盐、硫酸锌两种盐类协同作用使料液产生絮凝以利于板框压滤产生滤饼实现固液分离。该工艺不可避免存在较大缺陷：1、盐类本身对产品产生破坏，加之絮凝易导致产品释放受阻，顶洗不彻底，影响收率（板框收率不足85%）；2、板框滤液中含有大量盐类，导致滤液渗透压过高从而无法应用膜浓缩，只能采用薄膜蒸发工艺，其能耗大而使成本较高，并且在50℃左右下浓缩，产品受热破坏导致收率低（薄膜蒸发收率不足85%）；3、滤渣因黄血盐、硫酸锌的加入而富含铁、锌重金属物质，存在环保问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供了一种赤霉酸的提取方法，通过采用酶处理发酵液，膜浓缩工艺达到解决赤霉酸发酵液产品提取收率低、薄膜蒸发工艺能耗大和生产成本高的技术问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种赤霉酸的提取方法，其特征在于，依次包含以下步骤：
（1）酶浆的配制：将复合酶与纯水混合，不断搅拌配制成100～400PPm的酶浆；
（2）赤霉酸发酵液的酶解：在赤霉酸发酵液中加入比例为0.1%～0.2%（与发酵液的体积比）配制好的酶浆，酶解时间为0.5～3.0小时；
（3）赤霉酸发酵液的后处理：将酶解后的发酵液经板框过滤，膜浓缩，萃取，减压浓缩后结晶干燥得到赤霉酸产品。
本发明所述的复合酶（按重量百分比）由纤维素酶35～45%、溶菌酶20～30%、酸性蛋白酶30～40%混合而成。
本发明所述的复合酶（按重量百分比）由纤维素酶35～40%、溶菌酶25～30%、酸性蛋白酶30～35%混合而成为优。
本发明步骤（1）中所述酶浆的配制，将酶与纯水混合，不断搅拌配制成250～350PPm的酶浆为优；其配制成后的酶浆不结块，不沉底，应在0～2小时内使用。
本发明步骤（2）中所述的酶解时间为1.0～1.5小时为优。
本发明步骤（2）中的酶浆加入发酵液过程中伴随着搅拌，加入完毕后停止搅拌，后每隔15～25分钟搅拌10～15秒为优。
本发明步骤（3）中所述板框过滤，其板框滤布孔径为300～400目；膜浓缩的膜为反渗透膜，膜孔径为0.5~1.0nm。
本发明步骤（3）中的膜浓缩，其浓缩液体积为板框滤液体积的1/5～1/9为优。
本发明所述步骤（1）、（2）及（3）中所述的膜浓缩和萃取均在常温下进行。
与现有的技术相比，本发明的优点是：（1）通过酶的选择性作用，使蛋白质大分子进行适度的水解而发生絮凝沉降，在板框过滤时进入滤渣，在确保滤液的澄清度同时，提高滤液的纯度，有利于后续处理又能有效的提高板框过滤提取收率，达95%以上。（2）使菌丝内细胞破壁破膜，促进胞内物质的充分释放，提高产品收率。（3）区别于盐类，经过酶预处理工艺后滤液中不含有盐类，滤液渗透压不会升高，使下游浓缩可应用先进的膜浓缩工艺。（4）常温下处理赤霉酸发酵液，不会对产品产生热破坏，提高提取收率，产品总收率达85%以上。（5）板框滤液不需经薄膜浓缩而改用膜浓缩工艺，不需要消耗蒸汽，大大的降低了生产成本。（6）无盐类的加入，滤渣中不含铁、锌重金属物质，有利于环保。
本发明应用于生产实际，获得了良好的效果，与原有工艺列表对比如下：
| 对比项目 | 原工艺 | 本发明工艺 | 对比效果 |
| 预处理方式 | 添加黄血盐、硫酸锌 | 添加复合酶 | / |
| 浓缩方式 | 薄膜蒸发、能耗高 | 膜浓缩、低能耗 | 能耗降低 |
| 板框收率 | 84.67% | 95.53% | 提高12.83% |
| 浓缩收率 | 80.69% | 94.64% | 提高17.29% |
| 萃取结晶收率 | 98.37% | 98.50% | 不影响后提取工艺 |
| 总收率 | 67.21% | 89.05% | 提高32.50% |
| 单位成本 | 100% | 65.35% | 降低34.45% |
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1。
(1)酶浆配制：先将纤维素酶3.5Kg、溶菌酶2.5 Kg和酸性蛋白酶4.0 Kg混合成预处理复合酶，再将复合酶与纯水在常温下充分混合，配制成400PPm酶浆备用。
(2)赤霉酸发酵液的酶解：常温下，在20.2吨赤霉酸发酵液中加入40.4L配制好的酶浆（酶浆配制成后0小时），酶解时间3.0小时。。
(3)板框过滤：滤布孔径为300目，常温下进行板框过滤。得滤液体积：29.8吨，收率：95.57%。
(4)膜浓缩：反渗透膜，膜孔径为0.5nm，常温下进行膜浓缩，得浓缩液体积为：3541升，收率：92.05%。
(5)后处理：经常温下萃取、减压浓缩后结晶干燥得到赤霉酸产品，总收率：85.61%。
实施例2。
（1）酶浆配制：先将纤维素酶3.5Kg、溶菌酶3.0Kg和酸性蛋白酶3.5 Kg混合成预处理复合酶，再将复合酶与纯水充分混合，配制成350PPm酶浆备用。
（2）赤霉酸发酵液的酶解：在20吨赤霉酸发酵液中伴随着搅拌过程，加入30.0 L配制好的酶浆（酶浆配制成后1小时），完毕立即停止搅拌，开始酶解，每15分钟开启一次搅拌，时长为10秒，酶解时间1.0小时。
（3）板框过滤：滤布孔径为400目，进行板框过滤。得滤液体积：28.1吨，收率：96.21%。
（4）膜浓缩：反渗透膜，膜孔径为1nm，进行膜浓缩，得浓缩液体积为：4850升，收率：95.00%。
（5）后处理：经萃取、减压浓缩后结晶干燥得到赤霉酸产品，总收率：91.08%。
实施例3。
（1）酶浆配制：先将纤维素酶4.0Kg、溶菌酶2.0Kg和酸性蛋白酶4.0 Kg混合成预处理复合酶，再将复合酶与纯水充分混合，配制成250PPm酶浆备用。
（2）赤霉酸发酵液的酶解：在19.5吨赤霉酸发酵液中伴随着搅拌过程，加入19.5 L配制好的酶浆（酶浆配制成后2小时），完毕立即停止搅拌，开始酶解，每15分钟开启一次搅拌，时长约15秒，酶解时间0.5小时。
（3）板框过滤：滤布孔径为400目，进行板框过滤。得滤液体积：27.8吨， 收率：99.02%。
（4）膜浓缩：反渗透膜，膜孔径为0.5nm，进行膜浓缩，得浓缩液体积为：5150升 ，收率：94.58%。
（5）后处理：经萃取、减压浓缩后结晶干燥得到赤霉酸产品，总收率：85.58%。
实施例4。
（1）酶浆配制：先将纤维素酶4.0Kg、溶菌酶2.5 Kg和酸性蛋白酶3.5 Kg混合成预处理复合酶，再将复合酶与纯水在常温下充分混合，配制成100PPm酶浆备用。。
（2）赤霉酸发酵液的酶解：常温下，在18.5吨赤霉酸发酵液中伴随着搅拌过程，加入37.0L配制好的酶浆（酶浆配制成后0小时），完毕立即停止搅拌，开始酶解，每20分钟开启一次搅拌，时长10秒，酶解时间1.5小时。
（3）板框过滤：滤布孔径为300目，常温下进行板框过滤。得滤液体积：26.3吨，收率：95.70%。
（4）膜浓缩：反渗透膜，膜孔径为1.0nm，常温下进行膜浓缩，得浓缩液体积为：4650升，收率：96.77%。
（5）后处理：经常温下萃取、减压浓缩后结晶干燥得到赤霉酸产品，总收率：90.89%。
实施例5。
（1）酶浆配制：先将纤维素酶4.0Kg、溶菌酶3.0Kg和酸性蛋白酶3.0Kg混合成预处理复合酶，再将复合酶与纯水充分混合，配制成400PPm酶浆备用。
（2）赤霉酸发酵液的酶解：在18.3吨赤霉酸发酵液中伴随着搅拌过程，加入比例为27.5L配制好的酶浆（酶浆配制成后1小时），完毕立即停止搅拌，开始酶解，每20分钟开启一次搅拌，时长25秒，酶解时间1.0小时。
（3）板框过滤：滤布孔径为400目，开始板框过滤。得滤液体积：27.8吨，收率：95.31%。
（4）膜浓缩：反渗透膜，膜孔径为1.0nm，进行膜浓缩，得浓缩液体积为：5250升，收率：96.26%。
（5）后处理：经萃取、减压浓缩后结晶干燥得到赤霉酸产品，总收率：91.58%。
实施例6。
（1）酶浆配制：先将纤维素酶4.5Kg、溶菌酶2.0Kg和酸性蛋白酶3.5Kg混合成预处理复合酶，再将复合酶与纯水充分混合，配制成400PPm酶浆备用。
（2）赤霉酸发酵液的酶解：在19.7吨赤霉酸发酵液中伴随着搅拌过程，加入39.4L配制好的酶浆（酶浆配制成后2小时），完毕立即停止搅拌，开始酶解，每15分钟开启一次搅拌，时长10秒，酶解时间0.5小时。
（3）板框过滤：滤布孔径为300目，进行板框过滤。得滤液体积：28.6吨，收率：95.97%。
（4）纳滤浓缩：反渗透膜，膜孔径为1.0nm，进行膜浓缩，得浓缩液体积为：4600升，收率：95.94%。
（5）后处理：经萃取、减压浓缩后结晶干燥得到赤霉酸产品，总收率：86.80%。
实施例7。
（1）酶浆配制：先将纤维素酶4.5Kg、溶菌酶2.5 Kg和酸性蛋白酶3.0Kg混合成预处理复合酶，再将复合酶常温下与纯水充分混合，配制成100PPm酶浆备用。
（2）赤霉酸发酵液的酶解：常温下，在18.5吨赤霉酸发酵液中伴随着搅拌过程，加入18.5L配制好的酶浆（酶浆配制成后0小时），完毕立即停止搅拌，开始酶解，每25分钟开启一次搅拌，时长15秒，酶解时间1.0小时。
（3）板框过滤：滤布孔径为300目，常温下进行板框过滤。得滤液体积：27.8吨，收率：95.16%。
（4）膜浓缩：反渗透膜，膜孔径为0.5nm，常温下进行膜浓缩，得浓缩液体积为：5200升，收率：94.10%。
（5）后处理：经常温下萃取、减压浓缩后结晶干燥得到赤霉酸产品，总收率：88.89%。
实施例8。
（1）酶浆配制：先将纤维素酶3.5Kg、溶菌酶2.5 Kg和酸性蛋白酶4.0Kg混合成预处理复合酶，再将复合酶与纯水充分混合，配制成250PPm酶浆备用。
（2）赤霉酸发酵液的酶解：在19.1吨赤霉酸发酵液中伴随着搅拌过程，加入28.7L配制好的酶浆（酶浆配制成后1小时），完毕立即停止搅拌，开始酶解，每20分钟开启一次搅拌，时长15秒，酶解时间1.5小时。
（3）板框过滤：滤布孔径为400目，进行板框过滤。得滤液体积：27.9吨，收率：95.56%。
（4）膜浓缩：反渗透膜，膜孔径为1.0nm，进行膜浓缩，得浓缩液体积为：4950升，收率：92.70%。
（5）后处理：经萃取、减压浓缩后结晶干燥得到赤霉酸产品，总收率：87.24%。
实施例9。
（1）酶浆配制：先将纤维素酶3.5Kg、溶菌酶3.0 Kg和酸性蛋白酶3.0Kg混合成预处理复合酶，再将复合酶与纯水充分混合，配制成350PPm酶浆备用。
（2）赤霉酸发酵液的酶解：在22.1吨赤霉酸发酵液中伴随着搅拌过程，加入44.2L配制好的酶浆（酶浆配制成后2小时），完毕立即停止搅拌，开始酶解，每25分钟开启一次搅拌，时长15秒，酶解时间3.0小时。
（3）板框过滤：滤布孔径为300目，进行板框过滤。得滤液体积：29.8吨，收率：95.57%。
（4）膜浓缩：反渗透膜，膜孔径为0.5nm，进行膜浓缩，得浓缩液体积为：4850升，收率：97.19%。
（5）后处理：经萃取、减压浓缩后结晶干燥得到赤霉酸产品，总收率：91.72%。
实施例10。
（1）酶浆配制：先将纤维素酶4.0Kg、溶菌酶2.5 Kg和酸性蛋白酶3.5Kg混合成预处理复合酶，再将复合酶与纯水充分混合，配制成400PPm酶浆备用。
（2）赤霉酸发酵液的酶解：在18.7吨赤霉酸发酵液中伴随着搅拌过程，加入比例为18.7L配制好的酶浆（酶浆配制成后1小时），完毕立即停止搅拌，开始酶解，每20分钟开启一次搅拌，时长15秒，酶解时间1.5小时。
（3）板框过滤：滤布孔径为400目，进行板框过滤。得滤液体积：29.8吨，收率：95.90%。
（4）膜浓缩：反渗透膜，膜孔径为1.0nm，进行膜浓缩，得浓缩液体积为：5050升，收率：91.77%。
（5）后处理：经萃取、减压浓缩后结晶干燥得到赤霉酸产品，总收率：91.12%。
Claims (10)
1.一种赤霉酸的提取方法，其特征在于依次包含以下步骤：
（1）酶浆的配制：将复合酶与纯水混合，不断搅拌配制成100～400PPm的酶浆；
（2）赤霉酸发酵液的酶解：在赤霉酸发酵液中加入与发酵液的体积比例为0.1%～0.2%的配制好的酶浆，酶解时间为0.5～3.0小时；
（3）赤霉酸发酵液的后处理：将酶解后的发酵液经板框过滤、膜浓缩、萃取、减压浓缩后结晶干燥得到赤霉酸产品。
2.如权利要求1所述的一种赤霉酸的提取方法，其特征在于，所述步骤（1）中的复合酶由如下重量百分比的酶混合而成：纤维素酶35～45%、溶菌酶20～30%、酸性蛋白酶30～40%。
3.如权利要求1所述的一种赤霉酸的提取方法，其特征在于，所述步骤（1）中的复合酶由如下重量百分比的酶混合而成：由纤维素酶35～40 %、溶菌酶25～30%、酸性蛋白酶30～35%。
4.如权利要求1所述的一种赤霉酸的提取方法，其特征在于：步骤（1）中所述的酶浆的配制为将复合酶与纯水混合，不断搅拌配制成250～350PPm的酶浆。
5.如权利要求1至4中任一所述的一种赤霉酸的提取方法，其特征在于：步骤（1）中所述的酶浆，配制成后的酶浆不结块，不沉底，在0～2小时内使用。
6.如权利要求1所述的一种赤霉酸的提取方法，其特征在于：步骤（3）中所述的酶解时间为1.0～1.5小时。
7.如权利要求1所述的一种赤霉酸的提取方法，其特征在于：步骤（2）中所述的在赤霉酸发酵液中加入配制好的酶浆，其加入过程中伴随着搅拌，加入完后停止搅拌，后每隔15～25分钟搅拌10～15秒。
8.如权利要求1所述的一种赤霉酸的提取方法，其特征在于：步骤（3）中所述的板框过滤，其板框滤布孔径为300～400目。
9.如权利要求1所述的一种赤霉酸的提取方法，其特征在于：步骤（3）中所述的膜浓缩，其膜为反渗透膜，膜孔径为0.5~1.0nm；所述膜浓缩液体积为板框滤液体积的1/5～1/9。
10.如权利要求1所述的一种赤霉酸的提取方法，其特征在于：所述步骤（1）、（2）及（3）中所述的膜浓缩和萃取均在常温下进行。
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP03 | Change of name, title or address |
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