[發(fā)明專利]一種利用雙水相分離提取ε-聚賴氨酸的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810565459.4
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108586727B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳旭升;毛忠貴;馬玉;張建華;張宏建;王柯
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學
• 主分類號: C08G69/10
• 分類號: C08G69/10
• 代理公司: 23211 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張勇<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發(fā)明公開了一種利用雙水相分離提取ε?聚賴氨酸的方法，屬于提取分離技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明運用有機溶劑/無機鹽雙水相體系，提供了一種既能夠減少廢水產(chǎn)生、簡化操作步驟、降低提取成本，又具有提取回收率高、提取成品純度高等優(yōu)勢的ε?聚賴氨酸(ε?PL)提取方法，采用此方法分離提取ε?聚賴氨酸，回收率可高達98％以上，相較于傳統(tǒng)離子交換提取方法具有顯著的優(yōu)勢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用雙水相分離提取ε-聚賴氨酸的方法，屬于提取分離技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

ε-聚賴氨酸(ε-PL)是由鏈霉菌、絲狀真菌或芽孢桿菌等微生物胞外分泌產(chǎn)生的一種同型氨基酸聚合物，它一般由25-35個L-賴氨酸單體通過α-COOH和ε-NH2脫水縮合而成，分子量通常為2500-4500Da。

由于具有水溶性好、熱穩(wěn)定性強、抑菌譜廣等優(yōu)點，ε-PL目前主要作為生物食品防腐劑廣泛應(yīng)用于日本、韓國、歐美等國家和地區(qū)的食品工業(yè)。2014年，我國也正式批準ε-PL及其鹽酸鹽在果蔬、米面制品、肉制品、調(diào)味品、飲料和焙烤等食品領(lǐng)域中的應(yīng)用。

事實上，ε-PL與其他生物食品防腐劑，如乳酸鏈球菌素和納他霉素，在抑菌譜即使用范圍上存在顯著互補性。ε-PL能顯著抑制革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細菌，乳酸鏈球菌素只對革蘭氏陽性細菌和芽孢有顯著抑制作用，而納他霉素只對霉菌和酵母菌有良好抑制效果，若將它們聯(lián)合應(yīng)用于食品工業(yè)中，即能最大程度的保證抑菌的效果。

因此，開發(fā)和推廣ε-PL及其鹽在食品工業(yè)中的應(yīng)用，對于解決當前化學食品防腐劑引發(fā)的食品安全問題具有重要意義。

然而，ε-PL生產(chǎn)偏高卻成為限制其在食品工業(yè)中廣泛應(yīng)用的主要因素。

ε-PL的制備主要包括兩部分：微生物發(fā)酵、提取與精制。在微生物發(fā)酵方面，國內(nèi)學者已經(jīng)將5L規(guī)模ε-PL的發(fā)酵水平從10g/L左右提高到30g/L以上(ZL201410156360.0)，最高突破到50g/L以上(ZL201510021744.6，ZL20091003033.0)。實際上，ε-PL發(fā)酵單位已經(jīng)達到大多數(shù)工業(yè)化發(fā)酵產(chǎn)品的發(fā)酵水平，表明ε-PL發(fā)酵成本接近大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)可接受程度。

在提取與精制方面，自ZL200910152931.2公開以來，離子交換技術(shù)一直是ε-PL提取的核心方法，受到眾多研究者的關(guān)注。基于該核心操作單元，ε-PL提取工藝也得到了改進，如，CN107164417A將離子交換樹脂的離子類型由氫型改變成銨型，省去了后續(xù)的脫鹽操作，簡化了操作流程；CN106380592A建立了兩步離子交換方法，用于從高ε-PL濃度和高雜質(zhì)環(huán)境的發(fā)酵液中分離提取ε-PL；ZL201110053004.2利用離子交換樹脂從發(fā)酵液中提取ε-PL的同時，還將副產(chǎn)物γ-聚二氨基丁酸進行了分離。

然而，相比較在發(fā)酵水平方面上取得的進步，ε-PL后提取技術(shù)并未發(fā)生實質(zhì)性進展，主要在于并未革除離子交換工藝。

眾所周知，離子交換技術(shù)雖然具有產(chǎn)物回收率高、除雜能力強和操作成熟等優(yōu)點，但其在活化和再生環(huán)節(jié)中酸堿消耗量大、廢水量多的缺陷卻始終無法避免。

因此，在環(huán)保要求越來越高的背景下，建立無離子交換的ε-PL提取工藝，對于綠色ε-PL產(chǎn)業(yè)的建立和未來發(fā)展具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

為克服傳統(tǒng)離子交換技術(shù)的不足，本發(fā)明運用有機溶劑/無機鹽雙水相體系，提供了一種既能夠減少廢水產(chǎn)生、簡化操作步驟、降低提取成本，又具有提取回收率高、提取成品純度高等優(yōu)勢的ε-聚賴氨酸(ε-PL)提取方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：