[發(fā)明專利]一種衣康酸發(fā)酵液中菌絲體的去除方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210385130.2
• 申請(qǐng)日: 2012-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN102887822A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李霞;李悅明;張希銘;徐建春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島瑯琊臺(tái)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): C07C57/13
• 分類號(hào): C07C57/13;C07C51/42
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種衣康酸發(fā)酵液中菌絲體的去除方法，屬于衣康酸制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

衣康酸的主要生產(chǎn)方法是以葡萄糖等還原糖為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在相應(yīng)酶、菌的發(fā)酵作用下，產(chǎn)生衣康酸。在發(fā)酵過程中，由于加入的原料糖不能全部被利用，同時(shí)加入發(fā)酵體系的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)中，除還原糖之外，還夾帶有多糖、非還原糖，這些物質(zhì)也不能被發(fā)酵利用，因此，在發(fā)酵結(jié)束時(shí)，衣康酸發(fā)酵液是一種非常復(fù)雜的多元混合體系，其中主要有菌絲體、胞內(nèi)產(chǎn)物、胞外產(chǎn)物三類物質(zhì)。

從衣康酸發(fā)酵液中提取所需要的生化物質(zhì)，需要先對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行預(yù)處理，以便于固液分離，使代謝產(chǎn)物后續(xù)的分離純化工序能夠順利進(jìn)行。其原因有三個(gè)方面：首先，衣康酸發(fā)酵液為懸浮液，粘度大，為非牛頓流體，不宜過濾，而所需要的生化物質(zhì)絕大部分存在液相中，只有將菌絲體有效去除，才能在后續(xù)工序中有效地進(jìn)行提純；其次，衣康酸菌絲體自溶斷裂的小粒徑菌體、核酸、蛋白質(zhì)及其他有機(jī)粘性物質(zhì)會(huì)造成濾液渾濁，濾速極慢，必須設(shè)法增大懸浮物的顆粒直徑，提高沉降速度，以利于過濾；此外，發(fā)酵液的成分復(fù)雜，大量的菌絲體、菌種代謝產(chǎn)物和剩余的培養(yǎng)基會(huì)對(duì)提取造成很大影響。

因此，對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，從而去除細(xì)胞、菌體及其他懸浮顆粒（如細(xì)胞碎片、核酸及蛋白質(zhì)的沉淀物），并去除部分可溶性雜質(zhì)和改變發(fā)酵液的過濾性能，是從衣康酸發(fā)酵液中提取衣康酸的必要步驟。

目前在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，大多采用使用真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)將發(fā)酵液中的菌絲體過濾掉，然后將發(fā)酵液置于脫色罐中并升溫到80℃，加入活性炭攪拌保溫，再使用板框進(jìn)行過濾。該工藝存在衣康酸損失率高、脫色效果不理想、綜合能耗高、發(fā)酵液純度低等缺點(diǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)中也公開了多種衣康酸發(fā)酵液的提純方法。如蔡宇杰，丁彥蕊等人在中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN101085734中公開了一種利用膜設(shè)備純化衣康酸發(fā)酵液或從衣康酸母液中提取衣康酸的方法：采用膜設(shè)備對(duì)衣康酸發(fā)酵液或衣康酸母液進(jìn)行過濾，殘留液體中加入自來水或去離子水進(jìn)一步采用膜設(shè)備過濾出其中的衣康酸，再將濾過液進(jìn)行活性炭脫色、濃縮、結(jié)晶，得到合格的衣康酸產(chǎn)品。本發(fā)明雖然收率高、產(chǎn)品質(zhì)量好，但運(yùn)行成本高。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種新的從衣康酸發(fā)酵液中去除菌絲體的方法，該方法具有運(yùn)行成本低、衣康酸損失率低、綜合能耗低、發(fā)酵液純度高等優(yōu)點(diǎn)。

其技術(shù)解決方案是：

一種衣康酸發(fā)酵液中菌絲體的去除方法，包括以下步驟：

（1）絮凝劑的制備

取殼聚糖溶液與聚硅酸鐵凝膠，其中殼聚糖溶液的質(zhì)量百分比濃度為0.8-1.5%，按照殼聚糖與聚硅酸鐵的質(zhì)量比為5:1-3:1的比例將二者混合，攪拌反應(yīng)1-1.5小時(shí)，即得絮凝劑；

（2）絮凝劑絮凝

將步驟（1）所得絮凝劑加入到脫色后的衣康酸發(fā)酵液中，攪拌10-30分鐘，停止攪拌，保溫60-90分鐘；

（3）過濾

過濾步驟（2）所得衣康酸發(fā)酵液，得到高純度的衣康酸發(fā)酵液。

優(yōu)選地，步驟（2）所述絮凝劑的加入量占發(fā)酵液質(zhì)量的0.5-1.0%。

優(yōu)選地，步驟（1）和步驟（2）所述的攪拌速度為30-60rpm。

優(yōu)選地，步驟（3）使用程控式板框過濾機(jī)進(jìn)行過濾。

優(yōu)選地，步驟（3）中的衣康酸發(fā)酵液在過濾之前先升溫到40-50℃。

本發(fā)明采用殼聚糖作為絮凝劑，其絮凝機(jī)理主要是電中和、吸附架橋和基團(tuán)反應(yīng)三種作用：

（1）電中和作用：當(dāng)殼聚糖加入酸性溶液中后，殼聚糖上的氨基質(zhì)子化形成NH4+,使殼聚糖表面帶正電，而酸液中的膠粒帶負(fù)電荷，當(dāng)帶有正電荷的鏈狀生物大分子絮凝劑靠近這種膠粒時(shí)，會(huì)中和其表面的部分電荷，降低表面Zeta電位，使膠體脫穩(wěn)并形成體積較大的絮體而沉淀；

（2）吸附架橋作用：絮凝劑分子借助離子鍵、氫鍵可以同時(shí)結(jié)合多個(gè)顆粒分子，從而起到“中間橋梁”的作用，并把這些顆粒連接在一起形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而沉淀下來；

（3）基團(tuán)反應(yīng)作用：絮凝劑分子中的某些活性基團(tuán)與被絮凝物質(zhì)相應(yīng)的基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，聚成大分子而沉淀下來；

根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)，采用有機(jī)絮凝劑和無機(jī)絮凝劑相結(jié)合的辦法進(jìn)行絮凝，比單純使用有機(jī)絮凝劑能夠顯著提高絮凝效果。因此，將殼聚糖和無機(jī)高分子絮凝劑聚硅酸鐵復(fù)配，以克服單獨(dú)使用殼聚糖作為絮凝劑時(shí)受PH影響大、陽(yáng)離子特性弱、穩(wěn)定性差的缺陷。衣康酸發(fā)酵液經(jīng)復(fù)配的絮凝劑絮凝后，料液中的大量小分子膠體物質(zhì)被凝聚成較大粒徑的絮凝體，大幅度的提高了過濾速度及過濾質(zhì)量。