CN1137128C - 利用发酵废弃物生产海藻糖的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用发酵废弃物生产海藻糖的方法，即利用啤酒废酵母泥、白酒废酵母泥、面包活性干酵母粉尘或高温酿酒活性干酵母粉尘等发酵废弃物为原料，通过合理的提取、纯化和结晶工艺，获得纯度为≥98.5%的可用于疫苗、医药和生物试剂等领域的海藻糖产品。

Description

利用发酵废弃物生产海藻糖的方法

技术领域

本发明涉及废弃微生物再利用的技术领域，特指一种利用发酵废弃物生产海藻糖的方法，即利用啤酒废酵母泥、白酒废酵母泥、面包活性干酵母粉尘或高温酿酒活性干酵母粉尘等发酵废弃物，制备高纯度的海藻糖的工艺方法。

背景技术

众所周知，海藻糖(trehalose)是由两个葡萄糖分子经α，α-1→1键接的非还原性双糖，由于其分子构象存在双折轴向对称结构，因而海藻糖具极强的稳定性和低呈色性。大量研究证明：许多微生物和动植物在完全干燥失水后仍可保持生命活性，其奥妙就在于体内含有大量海藻糖。研究还证明：外加的海藻糖同样具有稳定细胞膜、蛋白质和生物大分子结构及抗逆保鲜作用。作为生物活性物质的稳定剂和保护剂，海藻糖在食品、保健品、化妆品、制药、分子生物学试剂和农业等领域有着广阔的应用前景。

目前生物法生产海藻糖主要有以下几种方法：

1、发酵法：其是先发酵培养活性酵母，再从中提取海藻糖。其主要缺陷在于：由于生产酵母的成本高，使提取制备的海藻糖价格昂贵，但发酵法生产的海藻糖纯度高，可作为医药、分子生物学试剂、疫苗等产品的保护剂、稳定剂。由于成本过高，不适合广泛地推广应用；

2、酶促转化法：其是以葡萄糖、蔗糖或麦芽糖为介质，通过磷酸化酶反应转化成海藻糖；或以淀粉为底物通过几种酶协同作用转化成海藻糖。用酶促转化法生产海藻糖，成本相对较低，其主要缺陷在于：产品纯度较差，不适合医药或生物制剂等领域的应用。

针对上述缺陷，本发明人经过长期地研究和实践，创造出本发明的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用发酵废弃物生产海藻糖的方法，即利用啤酒废酵母泥、白酒废酵母泥、面包活性干酵母粉尘或高温酿酒活性干酵母粉尘等发酵废弃物为原料，通过合理的提取、纯化和结晶工艺，获得高纯度的可用于疫苗、医药和生物试剂等领域的海藻糖产品。

本发明的目的是这样实现的：一种利用发酵废弃物生产海藻糖的方法，其特征在于：它包括如下的生产工艺：

(1)抽提：选择水、乙醇和丙酮三种溶剂中的至少一种溶液作为提取液，将发酵废弃物原料与提取液按1∶1-5的重量配比，在40-90℃的条件下，浸提1-5次，每次1-5小时，留取上清液备用；

(2)纯化脱色：使用活性碳、三氧化二铝、硅藻土、皂土、白土、多孔玻璃、有机盐、无机盐和海藻酸钠其中的至少一种或几种混合使用作为纯化脱色剂，该上清液浓缩后与纯化脱色剂按100∶0.5-5的重量配比，在30-80℃的条件下，进行纯化脱色1-5次，每次0.5-8小时，至液体无色，为纯化提取液，备用；

(3)结晶：将上述纯化提取液浓缩后，使糖浓度达到30-70％，置结晶罐中结晶，然后再洗晶、烤干，得到本发明的海藻糖成品，其海藻糖的纯度为≥98.5％。

上述步骤(1)所述的发酵废弃物原料包括啤酒废酵母泥、白酒废酵母泥、活性干酵母粉尘或高温酿酒活性干酵母粉尘中的任意一种或其混合物。上述步骤(2)制造的纯化提取液，包括经大孔树脂过滤后结晶，得到较高纯度的海藻糖产品。

本发明的主要优点是：

1、由于本发明利用废弃酵母为原料提取海藻糖，不仅充分利用了发酵废弃物，减少了环境污染，而且大大降低了生产成本。

2、本发明选用啤酒废酵母泥、白酒废酵母泥、面包活性干酵母粉尘或高温酿酒活性干酵母粉尘中的任意一种和其混合物生产出高品质的海藻糖。特别是利用了活性干酵母粉尘，这些酵母细胞的发酵活性虽已丧失，而海藻糖含量仍然较高的特点，达到变废为宝的目的。

3、本发明成功地运用了在提取过程中保持酵母细胞的整体性策略，因而大大减少了非糖物质向提取液中释放，避免了因杂质多，影响进一步纯化。

4、本发明针对废弃酵母中杂质含量高，特别是油性乳化剂等杂质给分离纯化带来的困难，从活性碳、三氧化二铝、硅藻土、白土、多孔玻璃、有机盐、无机盐或海藻酸钠中选择至少一种或几种混合作为纯化脱色剂，生产出高品质的海藻糖产品。

5、本发明的提取反应温度严格控制在30-80℃，达到在最低耗能下，完成纯化脱色反应，以最大限度地降低生产海藻糖的成本。

总之，本发明的方法，不仅克服了现有技术的缺陷，而且利用了发酵废弃物，减少了这些废弃物对环境的污染，并且达到了以低成本生产高纯度海藻糖，满足市场广泛需求的功效。

下面结合较佳实施例和附图进一步说明。

附图说明

图1为本发明的制造工艺示意图。

具体实施方式

实施例1

参阅图1，本发明是利用啤酒废酵母泥、白酒废酵母泥、活性干酵母粉尘或高温酿酒活性干酵母粉尘中的任意一种发酵废弃物为原料，经合理的提取、纯化和结晶工艺，获得纯度≥98.5％的海藻糖产品。其主要生产工艺如下：

(1)、抽提：利用上述发酵废弃物的至少一种或其混合物，选择水、乙醇和丙酮三种溶剂中的至少一种溶液作为提取液，废弃物原料与提取液按1∶1-5的重量配比，在40-90℃的条件下，浸提1-5次，每次1-5小时，留取上清液备用；剩余的残渣烤干后可作为饲料蛋白。

(2)纯化脱色：由于本发明使用的原料为发酵废弃物，含杂质较多，主要杂质包括蛋白、油性乳化剂等，故使用活性碳、三氧化二铝、硅藻土、皂土、白土、多孔玻璃、有机盐、无机盐和海藻酸钠等其中的至少一种或几种混合使用作为纯化脱色剂，上清液浓缩后与纯化脱色剂按100∶0.5-5的重量配比，在30-80℃的条件下，进行纯化脱色1-5次，每次0.5-8小时，至液体无色，为纯化提取液，备用；

(3)结晶：将纯化提取液浓缩，使糖浓度达到30-70％，置于结晶罐中结晶，然后再洗晶、烤干，得到本发明的海藻糖成品，其海藻糖的纯度为≥98.5％。由于结晶方法为常用的方法，故不重述；

上述步骤(2)制造的纯化提取液，可直接结晶或经大孔树脂过滤后结晶，得到较高纯度≥98.5％的海藻糖产品。

实施例2

称取酵母粉尘100kg，加入200kg水与乙醇的混合物，在50℃抽提3次，每次3小时，合并几次抽提上清液。残渣可作为饲料。

上清液浓缩成100kg后，加入活性碳和三氧化二铝各1.5kg作为纯化脱色剂，在30-80℃纯化脱色3次，每次3小时，分离上清液，浓缩使糖浓度达50％后结晶，然后滤晶、洗晶，烤干后，制成本发明的海藻糖产品，经测试，其海藻糖的纯度为99.1％。

实施例3

称取废弃酵母100kg，加入300kg的水抽提，在70℃抽提4次，每次1.5小时，合并几次上清液，残渣可作为饲料。上清液浓缩成100kg后，加入硅藻土和白土各0.5kg作为纯化脱色剂，在60℃纯化脱色2小时，再加入活性碳和多孔玻璃各1kg，纯化脱色2次，每次3小时，分离上清液经过大孔树脂离子交换柱得清液，再浓缩至糖浓度为60％后，结晶，然后滤晶、洗晶，烤干后，制成本发明的高纯度的海藻糖产品，经测试，其海藻糖的纯度为99.5％。

实施例4

称取啤酒废酵母泥100kg，加入200kg的水提取，在65℃抽提2次，每次2小时，合并几次上清液，残渣可作为饲料。上清液浓缩成100kg后，加入硅藻土和三氧化二铝各0.8kg作为纯化脱色剂，在65℃纯化2小时，再加入活性碳和海藻酸钠各0.6kg，纯化脱色2次，每次3小时，分离上清液过大孔树脂离子交换柱得清液，再浓缩至糖浓度为65％后，结晶，然后滤晶、洗晶，烤干后，制成本发明的海藻糖产品，经测试，其海藻糖的纯度为99.0％。

Claims (1)

1、一种利用发酵废弃物生产海藻糖的方法，其特征在于：它包括如下的生产工艺：

(1)抽提：选择水、乙醇和丙酮三种溶剂中的至少一种溶液作为提取液，将发酵废弃物原料与提取液按1∶1-5的重量配比，在40-90℃的条件下，浸提1-5次，每次1-5小时，留取上清液备用；

(2)纯化脱色：使用活性碳、三氧化二铝、硅藻土、皂土、白土、多孔玻璃、有机盐、无机盐和海藻酸钠其中的至少一种或几种混合使用作为纯化脱色剂，该上清液浓缩后与纯化脱色剂按100∶0.1-5的重量配比，在30-80℃的条件下，进行纯化脱色1-5次，每次0.5-8小时，至液体无色，为纯化提取液，备用；

(3)结晶：将上述纯化提取液浓缩后，使糖浓度达到30-70％，置结晶罐中结晶，然后再洗晶、烤干，得到本发明的海藻糖成品，其海藻糖的纯度为≥98.5％；

所述步骤(1)的发酵废弃物原料包括啤酒废酵母泥、白酒废酵母泥、活性干酵母粉尘或高温酿酒活性干酵母粉尘中的任意一种或其混合物。

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