CN113912488A - 一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明乳酸链球菌素母液回收的技术领域，涉及一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法，所述方法包括如下步骤：(1)去除蛋白质，取乳酸链球菌素提取母液，去除母液中的蛋白质，得到处理液；(2)解析，将步骤(1)得到的处理液纯化，之后使用酸性的有机溶剂进行解析，得到解析液；(3)浓缩，将步骤(2)得到的解析液浓缩，得到浓缩液；(4)脱色，将步骤(3)得到的浓缩液脱色，过滤，所得滤液为乳酸成品。本发明提供的从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法，不仅解决了母液废水带来的环保问题，还得到了高质量的绿色环保的乳酸溶液。
Description
技术领域
本发明属于乳酸链球菌素母液回收的技术领域，涉及一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法。
背景技术
乳酸链球菌素(Nisin)亦称乳酸链球菌肽或音译为尼辛，能有效的抑制绝大部分革兰氏阳新细菌，所以在食品行业中有着广泛的应用。乳酸链球菌素在提取过程中产生大量的母液，处理量大且成本高，通过对母液成分的检测分析，发现里面有大量的蛋白质，无机盐，和少量的氨基酸，还有3％-5％左右的L-乳酸钠，折算成乳酸有2％-4％的含量。
乳酸在食品.医药化妆品和某些工业行业有着广泛的的应用，在食品方面，不仅作为可作为酸味剂，调节食品口感，而且能起到一定的防腐保鲜的作用，在医药方面，乳酸具有防腐杀菌的作用，还能通过聚合得到聚乳酸，可作为良好的手术缝线，在化妆瓶方面，乳酸可作为保湿剂用于各种浴洗用品中，如私处沐浴液，条状肥皂和润肤蜜。在液体肥皂，香皂和香波中可作为pH调节剂。此外，乳酸添加在条状肥皂中可减少储藏过程中水分的流失，因而防止肥皂的干裂。
从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸，不仅能解决母液废水带来的环保问题，还得到了绿色环保的乳酸溶液，经济价值高。如何高效的从乳酸链球菌素提取母液中提取高质量的乳酸，就成为本领域亟需解决的一个技术问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法，不仅解决了母液废水带来的环保问题，还得到了高质量的绿色环保的乳酸溶液。
为解决上述技术问题，本发明的目的通过下述技术方案得以实现：
一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)去除蛋白质，取乳酸链球菌素提取母液，去除母液中的蛋白质，得到处理液；
(2)解析，将步骤(1)得到的处理液纯化，之后使用酸性的有机溶剂进行解析，得到解析液；
(3)浓缩，将步骤(2)得到的解析液浓缩，得到浓缩液；
(4)脱色，将步骤(3)得到的浓缩液脱色，过滤，所得滤液为乳酸成品。
在上述的一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法中，所述步骤(1)包括：
(1a)取乳酸链球菌素提取母液，调节pH值至碱性，搅拌一段时间进行固液分离，取液体，进行蛋白质的初步去除；
(1b)取步骤(1a)中的液体，过滤，取滤液，再将pH回调至中性，进行蛋白质的进一步去除。
(1c)取步骤(1b)中的滤液，将滤液过膜，分离色素与产品，得到处理液。
在上述的一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法中，步骤(1a)中所述调节pH值至碱性中所调pH值为9.0-11.0，优选为9.0-10.0。
在上述的一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法中，所述步骤(1a)中固液分离所使用的设备为离心机，所述离心机的转速优选为3500r/min，所述步骤(1b)中过滤所使用的设备为陶瓷膜或板框。
在上述的一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法中，所述步骤(1c)中过膜时采用超滤膜，纳滤膜或真空纤维膜，膜的截留分子量为500-2000，优选为500-1000，可以在膜通量、脱色效果和浓缩倍数中获得最理想的综合效果。
在上述的一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法中，所述步骤(2)中的纯化采用树脂，电渗析或双极膜。
在上述的一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法中，所述步骤(2)中的有机溶剂选自乙醇、甲醇或丙酮，有机溶剂的pH值为1.0-4.0，优选为2.0-3.0。酸性的有机溶剂可以使用盐酸或其他酸进行pH调节。
在上述的一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法中，所述步骤(3)中的浓缩采用蒸发浓缩，浓缩温度为50-90℃，优选为70-80℃。蒸发浓缩的设备可以使用MVR-三效蒸发，TVR-蒸发，薄膜蒸发等。
在上述的一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法中，所述步骤(4)中的脱色采用活性炭脱色，所述活性炭的用量为物料总质量的0.5％-2％，优选为1％-2％，脱色时间温度为50-90℃，优选为70-80℃。脱色时间为30min-1h，优选为30min。步骤(4)中的过滤采用的设备为板框，微孔过滤等。
本发明和现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明提供了一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法，不仅能解决母液废水带来的环保问题，还得到了绿色环保的乳酸溶液，具有很高的经济价值高。本发明通过一系列的提取分离手段，可以将乳酸与杂质、色素等有效分离，获得高浓度(通过提高浓缩倍数，在不影响透光率的前提下，本发明的浓度可以达到95％以上)、低杂质、高透光度的高质量乳酸溶液。
2、本发明通过两步法分离蛋白质，可以将溶液中的蛋白质含量降低到0.1％以下，大大提高了乳酸溶液的质量。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但是这些实例并不限制本发明的范围。此外相关领域的普通技术人员对本发明做的任何改动，只要不脱离本发明的实质，都将等价落在本发明权利要求书所限定的范围内。
本发明的实施例中所使用的试剂均为市售购买，乳酸链球菌素提取母液由公知的乳酸链球菌素提取方法获得。
实施例1：
取乳酸链球菌素提取母液，调节pH至10.0，搅拌30min，有沉淀析出，将浑浊液用3500r/min的离心机离心，取上清液检测检蛋白质含量为0.4％。上清液中加入1％的硅藻土，用小板框过滤，取滤液，待出口滤液基本为零时，停止过滤，用盐酸调节pH至7.0，取平均样检测蛋白质含量为0.1％。取调节pH值后的滤液过分子量为500，规格为1812的卷式膜，控制进口压力不超过15MPA，温度不超过35℃，当浓缩至10倍时通量明显下降至100ml/h，停止浓缩，取透过液，观察颜色为浅黄色，检测其透光度为85.7％。
取上述过膜脱色液，过阳离子大孔吸附树脂，按照脱色液和树脂10:1的比例进行动态吸附，吸附完成后，用pH为2.0酸酒精溶液解析,酒精浓度度为30％，解析速度为1bv树脂柱体积，解析剂用量在3.2bv树脂柱体积。
取上述解析液，加入到多效旋转蒸发器进行浓缩，浓缩真空度为-0.1mpa，控制水浴温度为80℃，浓缩4倍，记录时间为2.8h，检测浓缩液含量为50.8％，透光度为61.0％。
取上述浓缩液，加入1％的YL-303活性炭,用恒温水浴锅加热到70℃，并搅拌30min，取滤液过滤，检测透光度为90.1％，含量为52.0％。
实施例2：
取乳酸链球菌素提取母液，调节pH至10.0，搅拌30min，有沉淀析出，将浑浊液用3500r/min的离心机离心，取上清液检测检蛋白质含量为0.4％。上清液中加入1％的硅藻土，用小板框过滤，取滤液，待出口滤液基本为零时，停止过滤，用盐酸调节pH至7.0，取平均样检测蛋白质含量为0.1％。取调节pH值后的滤液过分子量为1000，规格为1812的卷式膜，控制进口压力不超过15MPA，温度不超过35℃，当浓缩至10倍时通量明显下降至100ml/h，停止浓缩，取透过液，观察颜色为浅黄色，检测其透光度为85.5％。
取上述过膜脱色液，过阳离子大孔吸附树脂，按照脱色液和树脂10:1的比例进行动态吸附，吸附完成后，用pH为1.0酸酒精溶液解析,酒精浓度度为30％，解析速度为1bv树脂柱体积，解析剂用量在3.2bv树脂柱体积。
取上述解析液，加入到多效旋转蒸发器进行浓缩，浓缩真空度为-0.1mpa，控制水浴温度为50℃，浓缩4倍，记录时间为2.8h，检测浓缩液含量为50.6％，透光度为60.5％。
取上述浓缩液，加入1％的YL-303活性炭,用恒温水浴锅加热到80℃，并搅拌30min，取滤液过滤，检测透光度为88.7％，含量为51.7％。
实施例3：
取乳酸链球菌素提取母液，调节pH至9.0，搅拌30min，有沉淀析出，将浑浊液用3500r/min的离心机离心，取上清液检测检蛋白质含量为0.5％。上清液中加入1％的硅藻土，用小板框过滤，取滤液，待出口滤液基本为零时，停止过滤，用盐酸调节pH至7.0，取平均样检测蛋白质含量为0.2％。取调节pH值后的滤液过分子量为2000，规格为1812的卷式膜，控制进口压力不超过15MPA，温度不超过35℃，当浓缩至10倍时通量明显下降至100ml/h，停止浓缩，取透过液，观察颜色为浅黄色，检测其透光度为84.0％。
取上述过膜脱色液，过阳离子大孔吸附树脂，按照脱色液和树脂10:1的比例进行动态吸附，吸附完成后，用pH为4.0酸酒精溶液解析,酒精浓度度为30％，解析速度为1bv树脂柱体积，解析剂用量在3.2bv树脂柱体积。
取上述解析液，加入到多效旋转蒸发器进行浓缩，浓缩真空度为-0.1mpa，控制水浴温度为60℃，浓缩4倍，记录时间为2.8h，检测浓缩液含量为50.3％，透光度为59.0％。
取上述浓缩液，加入1.5％的YL-303活性炭,用恒温水浴锅加热到50℃，并搅拌10min，取滤液过滤，检测透光度为86.5％，含量为50.8％。
实施例4：
取乳酸链球菌素提取母液，调节pH至9.0，搅拌30min，有沉淀析出，将浑浊液用3500r/min的离心机离心，取上清液检测检蛋白质含量为0.5％。上清液用陶瓷膜进行过滤，控制过膜进压在4MPA,出压在3MPA，温度不超过50℃，待出口滤液基本为零时，停止过滤，用盐酸调节pH至7.0，取平均样检测蛋白质含量为0.1％。取调节pH值后的滤液过分子量为1000，规格为1812的卷式膜，控制进口压力不超过15MPA，温度不超过35℃，当浓缩至10倍时通量明显下降至100ml/h，停止浓缩，取透过液，观察颜色为浅黄色，检测其透光度为84.5％。
取上述过膜脱色液，过阳离子大孔吸附树脂，按照脱色液和树脂10:1的比例进行动态吸附，吸附完成后，用pH为2.0酸甲醇溶液解析，甲醇浓度度为30％，解析速度为1bv树脂柱体积，解析剂用量在3.2bv树脂柱体积。
取上述解析液，加入到多效旋转蒸发器进行浓缩，浓缩真空度为-0.1mpa，控制水浴温度为70℃，浓缩4倍，记录时间为2.8h，检测浓缩液含量为50.5％，透光度为59.7％。
取上述浓缩液，加入0.5％的YL-303活性炭,用恒温水浴锅加热到60℃，并搅拌60min，取滤液过滤，检测透光度为87.2％，含量为51.1％。
实施例5：
取乳酸链球菌素提取母液，调节pH至11.0，搅拌30min，有沉淀析出，将浑浊液用3500r/min的离心机离心，取上清液检测检蛋白质含量为0.5％。上清液用陶瓷膜进行过滤，控制过膜进压在4MPA,出压在3MPA，温度不超过50℃，待出口滤液基本为零时，停止过滤，用盐酸调节pH至7.0，取平均样检测蛋白质含量为0.2％。取调节pH值后的滤液过分子量为500，规格为1812的卷式膜，控制进口压力不超过15MPA，温度不超过35℃，当浓缩至10倍时通量明显下降至100ml/h，停止浓缩，取透过液，观察颜色为浅黄色，检测其透光度为85.1％。
取上述过膜脱色液，过阳离子大孔吸附树脂，按照脱色液和树脂10:1的比例进行动态吸附，吸附完成后，用pH为2.0酸丙酮溶液解析，丙酮浓度度为30％，解析速度为1bv树脂柱体积，解析剂用量在3.2bv树脂柱体积。
取上述解析液，加入到多效旋转蒸发器进行浓缩，浓缩真空度为-0.1mpa，控制水浴温度为80℃，浓缩8倍，记录时间为2.8h，检测浓缩液含量为96.1％，透光度为57.1％。
取上述浓缩液，加入2％的YL-303活性炭,用恒温水浴锅加热到70℃，并搅拌30min，取滤液过滤，检测透光度为86.1％，含量为96.6％。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)去除蛋白质，取乳酸链球菌素提取母液，去除母液中的蛋白质，得到处理液；
(2)解析，将步骤(1)得到的处理液纯化，之后使用酸性的有机溶剂进行解析，得到解析液；
(3)浓缩，将步骤(2)得到的解析液浓缩，得到浓缩液；
(4)脱色，将步骤(3)得到的浓缩液脱色，过滤，所得滤液为乳酸成品。
2.根据权利要求1所述的一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：
(1a)取乳酸链球菌素提取母液，调节pH值至碱性，搅拌一段时间进行固液分离，取液体，进行蛋白质的初步去除；
(1b)取步骤(1a)中的液体，过滤，取滤液，再将pH回调至中性，进行蛋白质的进一步去除。
3.根据权利要求1所述的一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法，其特征在于，所述步骤(1)还包括：
(1c)取步骤(1b)中的滤液，将滤液过膜，分离色素与产品，得到处理液。
4.根据权利要求2所述的一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法，其特征在于，所述调节pH值至碱性中所调pH值为9.0-11.0，优选为9.0-10.0。
5.根据权利要求2所述的一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法，其特征在于，所述步骤(1a)中固液分离所使用的设备为离心机，所述步骤(1b)中过滤所使用的设备为陶瓷膜或板框。
6.根据权利要求3所述的一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法，其特征在于，所述步骤(1c)中过膜时采用超滤膜，纳滤膜或真空纤维膜，膜的截留分子量为500-2000，优选为500-1000。
7.根据权利要求1所述的一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的纯化采用树脂，电渗析或双极膜。
8.根据权利要求1所述的一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的有机溶剂选自乙醇、甲醇或丙酮，有机溶剂的pH值为1.0-4.0，优选为2.0-3.0。
9.根据权利要求1所述的一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的浓缩采用蒸发浓缩，浓缩温度为50-90℃，优选为70-80℃。
10.根据权利要求1所述的一种从乳酸链球菌素提取母液中提取乳酸的方法，其特征在于，所述步骤(4)中的脱色采用活性炭脱色，所述活性炭的用量为物料总质量的0.5％-2％，脱色时间温度为50-90℃，优选为70-80℃。
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