一种槐糖脂的工业化提纯方法技术

本发明专利技术属于槐糖脂分离纯化技术领域，具体涉及一种槐糖脂的工业化提纯方法，包括如下步骤：1)陶瓷膜过滤：调整工业级槐糖脂产品的pH值为6.0～8.0，料液温度升至60～80℃，使用150～200nm陶瓷膜进行过滤，去除菌体及不溶性蛋白；2)烘干：转变成粘稠膏状形态密封待用；3)萃取：转移清液至碱沉罐混匀；4)碱沉；5)纳滤膜过滤：加水搅拌溶解，采用耐高温纳滤膜进行过滤，滤除Na

【技术实现步骤摘要】
一种槐糖脂的工业化提纯方法


[0001]本专利技术属于槐糖脂分离纯化
，具体涉及一种槐糖脂的工业化提纯方法。

技术介绍

[0002]槐糖脂是由假丝酵母菌发酵产生的一种次级代谢产物。槐糖脂具有产率高、成本低、安全、环保易降解的特征。是新兴的生物表面活性剂品种之一。其在工业和民用清洗、化妆品、石油开采、农业和医药领域等有着广范的用途。本专利技术提供一种可用于工业化批量生产槐糖脂提纯品的生产工艺。
[0003]槐糖脂的工业化发酵一般采用间歇式补料发酵最为稳妥。目前的工业化间歇补料发酵产脂水平在180～200g/L是最佳的一个投入产出比，这在同类品种的发酵领域已经是很高的产率水平。
[0004]槐糖脂产生菌一般为假丝酵母菌类，所使用的碳源均为疏水性碳源。此类菌种发酵过程中一定要保持主碳源在一定的浓度才能使发酵过程维持一定的正常效率。在接近发酵尾声时，系统内产物浓度过大，菌种代谢受到抑制而逐渐衰退，会有大量的未利用碳源残留在发酵液中。一般工业发酵槐糖脂产品均会发生自然沉降，沉降物大概占总发酵液的30～40％的质量比，并作为工业级产品进行销售。通过HPLC
‑
MS方法对多批次工业发酵的槐糖脂产品进行检测发现，沉降的工业品中通常含有15～25％不等的植物油及植物油水解的脂肪酸，槐糖脂一般在35～45％，水份一般在30
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50％，其他为水溶性小分子杂质和可溶性蛋白。工业级产品体系中油或脂肪酸在表面活性剂的作用下，与水形成了稳定的乳化及增溶状态而不能轻易去除。现有可工业化的提纯方法为萃取法。
[0005]槐糖脂萃取法分离的优点是工艺简单容易实现。其缺点主要有以下几个方面：
[0006]一是有机溶剂量非常大。萃取次数一般要达到5～8次才能有效去除大部分的残油和脂肪酸，每次至少要达到料液3～4倍的有机溶剂用量。总有机溶剂用量会达到十几至二十几倍，对于实验或中试规模都可以操作，但对于工业级生产这个倍数的溶剂量太大了。
[0007]二是带来更大的安全、环保隐患，造成综合成本增加。工业级放大这么多倍需要投入的生产设备和容器要多出很多。生产过程、储存、回收都带来很大的安全隐患和环保排放。由于萃取操作步骤过多，每一步回收都会有5～10％的有机溶剂损耗。所增加的投资成本、安全环保成本、物料损耗成本非常的高。
[0008]三是很难达到较高的纯度。萃取过程无法去除水溶性小分子和杂蛋白类，最终会残留到成品中。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种槐糖脂的工业化提纯方法，从工业化角度考虑，兼顾安全环保、成本和分离效果。
[0010]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现：
[0011]一种槐糖脂的工业化提纯方法，包括如下步骤：
[0012]1)陶瓷膜过滤：调整工业级槐糖脂产品的pH值为6.0～8.0，料液温度升至60～80℃，使用150～200nm陶瓷膜进行过滤，去除菌体及不溶性蛋白；
[0013]2)烘干：烘干是指将过滤后的槐糖脂工业品中的水分，加热进行烘干转变成粘稠膏状形态的过程；
[0014]槐糖脂过滤后的工业级产品仍会保持固形物在40～60％，直接使用真空带式干燥设备进行烘干干燥；设置设备压力≤
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0.09MPa，温度控制在70～90℃，调整进料量，控制成品含水<8％，干燥完成后收集膏状产品密封待用；
[0015]3)萃取：使用可密闭带搅拌的容器，先添加有机溶剂，再投入干燥后的膏体，以60～80rpm/min的转速搅拌60min，静置2～4h；分离上层清液至碱沉罐待用；
[0016]再重复添加有机溶剂萃取3～4次，并转移清液至碱沉罐混匀；
[0017]4)碱沉：碱沉罐要求带有视镜，具备在线pH检测功能，具备夹套或盘管可控温；打开降温冷却循环水，并在全过程保持温度<35℃；开启搅拌，搅拌转速控制在5～10rpm/min，缓慢加入高浓度碱液，所用碱液的浓度需≥40％，调整清液pH值为8.0～12.0；pH读数稳定后，停止搅拌，静置0.5～1h；从罐体底部排放碱沉物，经视镜观察勿将上层液体排出；将收集的沉淀物用HCL溶液调节pH到5.5～8.0备用；
[0018]开启搅拌重复如上步骤3～4次，每次将碱沉pH在控制范围内逐步向高调整；
[0019]5)纳滤膜过滤：将碱沉后收集的沉淀汇总物添加2～4倍水搅拌30min溶解，采用截流分子量为150～300Dal的耐高温纳滤膜进行过滤，滤除Na
+
或K
+
、CL
‑
、以及小分子的有机酸根；纳滤膜高压泵压力维持在1.0～2.0mPa，当膜出水流量达到最初流量1/5时停止过滤；
[0020]重复上述纳滤膜过滤步骤3～4次，最后两次加入2倍纯水进行过滤；过滤过程中取样检测循环料液的固含量，当固含量达到45
‑
55％时停止过滤并出料。
[0021]进一步地，如上所述槐糖脂的工业化提纯方法，步骤1)中，使用NaOH或KOH进行pH值的调节。
[0022]进一步地，如上所述槐糖脂的工业化提纯方法，步骤1)中，过滤过程控制膜压力在0.4～0.5mPa。
[0023]进一步地，如上所述槐糖脂的工业化提纯方法，步骤3)中，有机溶剂为甲醇、乙醇、乙酸乙酯、正己烷中的一种。
[0024]进一步地，如上所述槐糖脂的工业化提纯方法，步骤3)中，膏体和有机溶剂质量体积比g/mL为1:2.5～5。
[0025]进一步地，如上所述槐糖脂的工业化提纯方法，膏体和有机溶剂质量体积比g/mL为1:3～4。
[0026]进一步地，如上所述槐糖脂的工业化提纯方法，步骤4)中，碱为NaOH或KOH。
[0027]进一步地，如上所述槐糖脂的工业化提纯方法，步骤4)中，调整清液pH值为8.0～10.0。
[0028]进一步地，如上所述槐糖脂的工业化提纯方法，步骤4)中，将收集的沉淀物用HCL溶液调节pH到6.0
‑
7.5备用。
[0029]进一步地，如上所述槐糖脂的工业化提纯方法，步骤5)中，纳滤膜高压泵压力维持在1.2
‑
1.5mPa。
[0030]本专利技术的有益效果是：
[0031]1、膏状低含水萃取，大大降低有机溶剂用量
[0032]本专利技术从干燥后的膏状槐糖脂粗品中进行萃取槐糖脂有效成分。这种萃取方式，萃取体积减小到原来的50～60％，减少了单次和整体有机溶剂的使用量。
[0033]2、水溶性蛋白去除彻底
[0034]水溶性蛋白类杂质，在干燥过程中变性团聚形成大颗粒，在萃取过程中留存于杂质项得到有效分离。
[0035]3、碱沉法，一步去除疏水性杂质
[0036]槐糖脂碱沉后，油及脂肪酸类疏水性杂质被一步去除。少部分水溶性小分子、盐类随槐糖脂析出。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种槐糖脂的工业化提纯方法，其特征在于，包括如下步骤：1)陶瓷膜过滤：调整工业级槐糖脂产品的pH值为6.0～8.0，料液温度升至60～80℃，使用150～200nm陶瓷膜进行过滤，去除菌体及不溶性蛋白；2)烘干：烘干是指将过滤后的槐糖脂工业品中的水分，加热进行烘干转变成粘稠膏状形态的过程；槐糖脂过滤后的工业级产品仍会保持固形物在40～60％，直接使用真空带式干燥设备进行烘干干燥；设置设备压力≤
‑
0.09MPa，温度控制在70～90℃，调整进料量，控制成品含水<8％，干燥完成后收集膏状产品密封待用；3)萃取：使用可密闭带搅拌的容器，先添加有机溶剂，再投入干燥后的膏体，以60～80rpm/min的转速搅拌60min，静置2～4h；分离上层清液至碱沉罐待用；再重复添加有机溶剂萃取3～4次，并转移清液至碱沉罐混匀；4)碱沉：碱沉罐要求带有视镜，具备在线pH检测功能，具备夹套或盘管可控温；打开降温冷却循环水，并在全过程保持温度<35℃；开启搅拌，搅拌转速控制在5～10rpm/min，缓慢加入高浓度碱液，所用碱液的浓度需≥40％，调整清液pH值为8.0～12.0；pH读数稳定后，停止搅拌，静置0.5～1h；从罐体底部排放碱沉物，经视镜观察勿将上层液体排出；将收集的沉淀物用HCL溶液调节pH到5.5～8.0备用；开启搅拌重复如上步骤3～4次，每次将碱沉pH在控制范围内逐步向高调整；5)纳滤膜过滤：将碱沉后收集的沉淀汇总物添加2～4倍水搅拌30min溶解，采用截流分子量为150～300Dal的耐高温纳滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏战胜，魏浩然，魏凯，徐广启，嵇含笑，于洋，
申请(专利权)人：陕西德冠生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：