本发明专利技术公开一种利用膜分离技术从发酵液中分离提取Ｄ－核糖的方法，由（１）发酵液的预过滤；（２）发酵液的再过滤；（３）发酵液除大分子杂质；（４）发酵液除小分子杂质；（５）发酵液浓缩、结晶等步骤组成。本发明专利技术的方法具有条件温和，操作简便，分离步骤少，成本低，选择性好的特点，有效克服了现有技术存在的收率低、污水排量大及生产劳动强度高的缺陷，并且使Ｄ－核糖收率和质量显著提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的利用膜分离技术从发酵液中分离提取D-核糖的方法，具体由以下步骤组成 (1)发酵液的预过滤将D-核糖发酵液通过孔径为3-10μm的滤膜过滤，除去发酵液中较大的杂质微粒和部分菌体，操作压力为0.1-0.5MPa，操作温度为20-40℃，浓缩倍数10-30倍，透析水量以体积百分比计占进料体积的10-60％； (2)发酵液的再过滤将上述预处理后的D-核糖发酵液再通过孔径为0.2-0.5μm的微滤膜过滤，彻底去除菌体，得到D-核糖发酵清液；微滤操作压力为0.1-0.5MPa，操作温度为20-40℃，浓缩倍数10-30倍，透析水量以体积百分比计占进料液体积的10-80％； (3)发酵液除大分子杂质将步骤(2)除菌后的D-核糖发酵液采用截流分子量为3000-10000的超滤膜过滤，去除发酵液中残存的蛋白质、核酸、胶体颗粒等大分子杂质；超滤操作压力0.5-2.5MPa，温度20-40℃，浓缩倍数10-30倍，透析水量以体积百分比计占进料量的10-50％； (4)发酵液除小分子杂质将步骤(3)超滤后的D-核糖发酵液采用截流分子量为300-800的纳滤膜系统过滤，脱除色素及核苷酸、氨基酸、短肽、低聚糖、多价阴阳离等小分子杂质，得到澄清无色的净化D-核糖溶液；纳滤操作压力0.5-2.5MPa，温度20-40℃，浓缩倍数10-30倍，透析水量以体积百分比计占进料量的10-50％； (5)发酵液浓缩、结晶将步骤(4)经过纳滤纯化后的D-核糖发酵液再以常规方法进行离子交换、浓缩、结晶，即可制得纯度达99％以上的D-核糖。 上述步骤(1)所述的滤膜孔径优选为5μm，操作压力优选为0.1-0.3MPa，操作温度优选为40℃，浓缩倍数为20倍，透析水量以体积百分比计占进料体积的10-40％。 上述步骤(2)所述的微滤膜孔径优选为0.4μm，微滤操作压力优选为0.1-0.3MPa，操作温度优选为20-30℃，浓缩倍数20倍，透析水量以体积百分比计占进料液体积的10-40％。 上述步骤(3)所述的超滤膜截流分子量优选为6000，超滤操作压力优选0.5-2.0MPa，温度优选20-30℃，浓缩倍数为10-20倍，透析水量以体积百分比计占进料量的10-40％。 上述步骤(4)所述的纳滤膜截流分子量优选为400，纳滤操作压力优选0.5-2.0MPa，温度优选20-30℃，浓缩倍数为20倍，透析水量以体积百分比计占进料量的10-40％。 本专利技术涉及的从发酵液中分离提取D-核糖的方法，首次将膜分离技术引入发酵法生产D-核糖的提取中，并根据发酵液中杂质粒度的分布情况，建立了一套多级膜分离系统。本专利技术涉及的膜分离技术具有条件温和，操作简便，分离步骤少，选择性好的特点，同时利用本专利技术的方法建立的去除杂质效率高、D-核糖损失少的优化组合多级膜分离体系，克服了现有技术存在的收率不高、污水排量大及生产劳动强度大的缺陷，使D-核糖生产成本降低，收率和质量显著提高。 与现有工艺技术相比，利用本专利技术的方法所具有的优越性如下 1.本专利技术法采用微孔过滤去除菌体，改变了常规发酵液处理采用的离心及压滤机压滤的方法，操作过程中无高速运转部件，降低了维修费用，降低工人的劳动强度。经微孔滤膜过滤滤除菌体彻底，过滤清液澄清透明，除菌效果大大高于离心、絮凝等方法。 2.本专利技术采用超滤和纳滤膜过滤使发酵液中的离子性杂质和色素大量去除，减少离子交换树脂的污染，大大延长了离子交换树脂的使用寿命，减少了排污量。 3.采用本专利技术工艺各工序之间串联紧密，发酵液始终在密闭的条件下循环流动，避免了环境中的机械杂质对D-核糖提取液的二次污染，减少了分散操作造成的大量跑料现象，并且工艺过程条件温和，D-核糖由化学反应造成的损失减少，所以采用本专利技术工艺D-核糖提取率明显提高。 4.采用本专利技术工艺最突出的优越性在于精制后的D-核糖溶液质量显著提高，经离子交换、浓缩、结晶得到的D-核糖产品经液相色谱(HPLC)分析纯度达99％以上。 具体实施例方式 实施例1 D-核糖发酵液25L通过5μm滤膜去除颗粒杂质及部分菌体，操作压力0.2Mpa，温度40℃，浓缩倍数20倍，透析水量2.5L。过滤清液流经0.4μm的微孔滤膜滤除残余菌体，操作压力0.3MPa，温度30℃，浓缩倍数20倍，透析水量7L。微滤清液通过截流分子量为6000的超滤膜过滤滤除蛋白质胶体等大分子物质，操作压力1.5MPa，温度30℃，浓缩倍数10倍，透析水量9L。超滤清液流经截流分子量为400的纳滤膜除去色素及其他氨基酸、短肽、低聚糖、多价阴阳离子等小分子物质，操作压力2.0Mpa，温度30℃，浓缩倍数20倍，透析水量8L。结果见下表。 T(640nm) 体积(L) D-核糖(g/L) 收率(％) 发酵液13.525.078.5 5μm滤液72.426.572.698.1 0.4μm滤液88.132.258.898.5 超滤清液95.538.548.498.3 纳滤清液99.246.039.697.8 总收率92.8. 实施例2 D-核糖发酵液25L离心分离去菌体，3000rpm，10分钟，少量水洗涤菌体，合并离心清液。离心去菌体发酵液流经0.4μm的微孔滤膜滤除残余菌体及颗粒性杂质，操作压力0.1-0.2MPa，温度30-40℃，浓缩倍数20倍，透析水量8L。微滤清液通过截流分子量为10000的超滤膜过滤，操作压力1.5-2.0MPa，温度25-30℃，浓缩倍数10倍，透析水量10L。超滤清液流经截流分子量为500的纳滤膜，操作压力1.0-1.5MPa，温度25℃，浓缩倍数20倍，透析水量10L。结果见下表。 T(640nm) 体积(L) D-核糖(g/L) 收率(％) 发酵液13.525.076.8 离心清液51.427.069.097.1 0.4μm滤液81.533.654.498.1 超滤清液93.440.843.697.3 纳滤清液99.148.535.997.8 总收率90.6 实施例3 D-核糖发酵液25L通过0.4μm的微孔滤膜滤除残余菌体及颗粒性杂质，操作压力0.5MPa，温度25-30℃，浓缩倍数10倍，透析水量15L。微滤清液通过截流分子量为4000的超滤膜过滤，操作压力1.0-1.5MPa，温度30-35℃，浓缩倍数20倍，透析水量10L。超滤清液流经截流分子量为600-800的纳滤膜，操作压力2.0-2.5MPa，温度35-40℃，浓缩倍数20倍，透析水量10L。结果见下表。T(640nm) 体积(L) D-核糖(g/L) 收率(％) 发酵液13.52576.5 0.4μm滤液83.23849.097.5 超滤清液95.546.539.498.3 纳滤清液 99.255.332.397.5 总收率93.4 实施例4 采用实施例1方法处理后的D-核糖发酵液50L(核糖含量40g/L)，采用常规低温减压浓缩(温度60℃，操作压力-0.08MPa)至15L左右，再经离子交换进一步去除离子性杂质，具体步骤为浓缩后的D-核糖溶液首先流经HZ732阳离子交换树脂柱(上海华震科技有限公司)，然后本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用膜分离技术从发酵液中分离提取Ｄ－核糖的方法，由以下步骤组成： （１）发酵液的预过滤：将Ｄ－核糖发酵液通过孔径为３－１０μｍ的滤膜过滤，除去发酵液中较大的杂质微粒和部分菌体，操作压力为０．１－０．５ＭＰａ，操作温度为２０－４０℃，浓缩倍数１０－３０倍，透析水量以体积百分比计占进料体积的１０－６０％； （２）发酵液的再过滤：将上述预处理后的Ｄ－核糖发酵液再通过孔径为０．２－０．５μｍ的微滤膜过滤，彻底去除菌体，得到Ｄ－核糖发酵液；微滤操作压力为０．１－０．５ＭＰａ，操作温度为２０－４０℃，浓缩倍数１０－３０倍，透析水量以体积百分比计占进料液体积的１０％－８０％； （３）发酵液除大分子杂质：将步骤（２）除菌后的Ｄ－核糖发酵液采用截流分子量为３０００－１００００的超滤膜过滤，去除发酵液中残存的蛋白质、核酸、胶体颗粒等大分子杂质；超滤操作压力０．５－２．５ＭＰａ，温度２０－４０℃，浓缩倍数１０－３０倍，透析水量以体积百分比计占进料量的１０－５０％； （４）发酵液除小分子杂质：将步骤（３）超滤后的Ｄ－核糖发酵液采用截流分子量为３００－８００的纳滤膜系统过滤，脱除色素及核苷酸、氨基酸、短肽、低聚糖、多价阴阳离等小分子杂质，得到澄清无色的净化Ｄ－核糖溶液；纳滤操作压力０．５－２．５ＭＰａ，温度２０－４０℃，浓缩倍数１０－３０倍，透析水量以体积百分比计占进料量的１０－５０％； （５）发酵液浓缩、结晶：将步骤（４）经过纳滤纯化后的Ｄ－核糖发酵液再以常规方法进行离子交换、浓缩、结晶，即可制得纯度达９９％以上的Ｄ－核糖。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘建军，赵祥颖，李丕武，张家祥，田延军，韩延雷，刘丽萍，
申请(专利权)人：山东省食品发酵工业研究设计院，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。