CN114181388B - 一种从发酵液中提取聚赖氨酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种从发酵液中提取聚赖氨酸的方法，包括以下步骤：a、聚赖氨酸发酵液经过孔径为5KD～15KD的超滤陶瓷膜过滤，得到滤液；b、将步骤a所得滤液pH值调节至弱酸性；c、调节后的料液经过乳状液膜萃取，得到萃取液；d、相萃取液中加入有机溶剂，进行沉淀；e、所述d步骤所得沉淀经干燥后得到成品。本发明采用先进的超滤陶瓷膜过滤技术和乳状液膜萃取技术相结合，解决了离子交换方法工序长、污水量大、收率低、产品纯度差等问题，是一种经济、绿色环保的适于产业化生产的提取方法。
Description
技术领域
本发明属于生物工程技术领域，具体地涉及一种从发酵液中提取聚赖氨酸的方法。
背景技术
ε-聚赖氨酸(ε-poLy-L-Lysine，简称ε-PL)是L-赖氨酸残基通过α-羧基和ε-氨基形成的酰胺键连接而成的同型单体聚合物，故称为ε-聚赖氨酸。ε-聚赖氨酸作为一种天然的生物代谢产品，具有广谱抗菌性，对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌、霉菌均有很好的抑菌效果，是目前天然防腐中具有优良防腐性能和巨大商业潜力的生物类食品防腐剂。
ε-聚赖氨酸制备主要包括两部分：微生物发酵、提取精制。目前已公布的ε-聚赖氨酸分离提取方法，主要包括菌体的固液分离、离子交换吸附与洗脱、产品脱色等。其中离子交换技术一直是ε-聚赖氨酸提取的核心方法，众所周知，离子交换技术具有产物回收率高、除杂能力强和操作成熟等优点，但其在活化和再生环节中酸碱消耗量大、废水量多的缺陷却始终无法避免。在ε-聚赖氨酸的生产中，提取工艺繁琐、收率低、产品纯度低、费用高一直是限制ε-聚赖氨酸工业化的重要因素。
因此，在环保要求越来越高的背景下，革除离子交换工艺，开发高效绿色的提取方法，将是该技术领域科研人员亟待解决的问题之一。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，提供了一种简单、高效的从发酵液中提取聚赖氨酸的方法。
本发明采用的技术方案为：
一种从发酵液中提取聚赖氨酸的方法，包括以下步骤：a、聚赖氨酸发酵液经过孔径为5KD～15KD的超滤陶瓷膜过滤，得到滤液；b、将步骤a所得滤液pH值调节至弱酸性；c、调节后的料液经过乳状液膜萃取，得到萃取液；d、相萃取液中加入有机溶剂，进行沉淀；e、所述d步骤所得沉淀经干燥后得到成品。
进一步地，所述b步骤中pH值为5.5～6.5。
进一步地，所述乳状液膜萃取时采用的膜溶剂为煤油、表面活性剂为Span-80、膜助剂为液体石蜡或丙三醇、载体为三正辛胺、内水相为氢氧化钠。
进一步地，所述表面活性剂用量为料液的5％～10％，膜助剂用量为料液的1％～3％，载体用量为料液的3％～5％，内水相氢氧化钠溶液浓度为1.0mol/L～1.5mol/L，油内比1:2，乳水比1:5，制乳速度在2300～2500r/min。
进一步地，所述表面活性剂用量为料液的8％，膜助剂用量为料液的2％，载体用量为料液的4％，内水相氢氧化钠溶液浓度为1.2mol/L。
进一步地，所述d步骤中有机溶剂为甲醇、乙醇或丙酮中的一种，用量为萃取剂的4-6倍。
进一步地，所述步骤f中干燥方式为真空干燥，温度40℃～60℃。
本发明获得的有益效果为：本发明采用先进的超滤陶瓷膜过滤技术和乳状液膜萃取技术相结合，解决了离子交换方法工序长、污水量大、收率低、产品纯度差等问题，是一种经济、绿色环保的适于产业化生产的提取方法。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
一种从发酵液中提取聚赖氨酸的方法，包括以下步骤：a、聚赖氨酸发酵液经过孔径为5KD～15KD的超滤陶瓷膜过滤，得到滤液；b、将步骤a所得滤液pH值调节至5.5～6.5弱酸性；c、调节后的料液经过乳状液膜萃取，得到萃取液；d、相萃取液中加入有机溶剂，进行沉淀；e、所述d步骤所得沉淀经温度40℃～60℃真空干燥后得到成品。
所述乳状液膜萃取时采用的膜溶剂为煤油、表面活性剂为Span-80、膜助剂为液体石蜡或丙三醇、载体为三正辛胺、内水相为氢氧化钠。所述表面活性剂用量为料液的5％～10％，膜助剂用量为料液的1％～3％，载体用量为料液的3％～5％，内水相氢氧化钠溶液浓度为1.0mol/L～1.5mol/L，油内比1:2，乳水比1:5，制乳速度在2300～2500r/min。所述d步骤中有机溶剂为甲醇、乙醇或丙酮中的一种，用量为萃取剂的4-6倍。
实施例1：
发酵液放罐后，使用15KD的陶瓷膜过滤，滤液调节pH值5.5，经过乳化液膜萃取，萃取相破乳后分离内水相，内水相加入4倍体积的甲醇沉淀，沉淀物过滤，经过40℃真空干燥得到成品。总收率92％，样品纯度99％。
实施例2.
发酵液放罐后，使用10KD的陶瓷膜过滤，滤液调节pH值6.0，经过乳化液膜萃取，萃取相破乳后分离内水相，内水相加入5倍体积的乙醇沉淀，沉淀物过滤，经过50℃真空干燥得到成品。总收率91％，样品纯度98％。
实施例3.
发酵液放罐后，使用5KD的陶瓷膜过滤，滤液调节pH值6.5，经过乳化液膜萃取，萃取相破乳后分离内水相，内水相加入6倍体积的丙酮沉淀，沉淀物过滤，经过60℃真空干燥得到成品。总收率93％，样品纯度99％。
实施例1-3乳化液膜采用的条件均为：表面活性剂用量为料液的8％，膜助剂用量为料液的2％，载体用量为料液的4％，内水相氢氧化钠溶液浓度为1.3mol/L，油内比1:2，乳水比1:5，制乳速度在2300～2500r/min。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种从发酵液中提取聚赖氨酸的方法，其特征在于：包括以下步骤：a、聚赖氨酸发酵液经过孔径为5Kd~15Kd的超滤陶瓷膜过滤，得到滤液；b、将步骤a所得滤液pH值调节至弱酸性；c、调节后的料液经过乳状液膜萃取，得到萃取液；d、向萃取液中加入有机溶剂，进行沉淀；e、所述d步骤所得沉淀经干燥后得到成品；
所述b步骤中pH值为5.5~6.5；
所述乳状液膜萃取时采用的膜溶剂为煤油、表面活性剂为Span-80、膜助剂为液体石蜡或丙三醇、载体为三正辛胺、内水相为氢氧化钠；
所述表面活性剂用量为料液的5%~10%，膜助剂用量为料液的1%~3%，载体用量为料液的3%~5%，内水相氢氧化钠溶液浓度为1.0mol/L~1.5mol/L，油内比1:2，乳水比1:5，制乳速度在2300 ~ 2500r/min。
2.根据权利要求1所述一种从发酵液中提取聚赖氨酸的方法，其特征在于：所述表面活性剂用量为料液的8%，膜助剂用量为料液的2%，载体用量为料液的4%，内水相氢氧化钠溶液浓度为1.2mol/L。
3.根据权利要求1所述一种从发酵液中提取聚赖氨酸的方法，其特征在于：所述d步骤中有机溶剂为甲醇、乙醇或丙酮中的一种，用量为乳状液膜的4-6倍。
4.根据权利要求1所述一种从发酵液中提取聚赖氨酸的方法，其特征在于：所述步骤e中干燥方式为真空干燥，温度40℃~60℃。
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| L-赖氨酸在乳化液膜中的萃取行为;张剑等;中国酿造;第137-139页 * |
| 乳状液膜法提取赖氨酸;朱澄云等;膜科学与技术;第57-60页 * |
| 曹友声等.《现代工业微生物学》.湖南科学技术出版社,1998,第147-157页. * |
| 杨座国.《膜科学技术过程与原理》.华东理工大学出版社,2009,第194-198页. * |
| 皂化HA／煤油微乳液萃取赖氨酸的研究;周富荣;化学与生物工程;第69-71页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114181388A (zh) | 2022-03-15 |
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