【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种利用连续离子交换技术制备ε-聚赖氨酸盐酸盐的方法，属于工业发酵。
技术介绍
1、ε-聚赖氨酸(ε-pl)是经微生物发酵产生的一种同型氨基酸聚合物，因其独特结构致使ε-pl具有抑菌谱广、热稳定性高，耐受ph范围宽、易生物降解等优点，常作为一种绿色、安全生物食品防腐剂被广泛使用。此外，由于ε-pl携带的多阳离子特性，其在医药、材料等其他方面也有着广泛应用，是一种具有巨大潜在市场价值的新型工业生物技术产品之一。
2、目前，ε-pl主要是靠微生物深层发酵法获得的，由链霉菌、丝状真菌或芽孢杆菌属微生物胞外分泌的一种次级代谢产物。经过多年研究，生产ε-pl的发酵水平有明显提高，ε-pl发酵水平由早期20-30g/l提升至现在的65g/l以上，然而其对应的菌体量也是显著提高，即菌体干重由30g/l提升至现在的50g/l以上，因此早期低浓度的ε-pl的提取工艺已远不能适应现有的发酵水平，因此研究适应高浓度的ε-pl的提取工艺是迫在眉捷。同时传统的提取工艺还存在提取效率低、提取成本高和废水量多等问题，也限制其应用的推广。虽然在现有的发酵产物中的提取工艺有很多种，但针对不同产品、不同物料、甚至不同菌种的发酵产物，需要采用分离方法和条件会是不同的，直接照搬原有提取工艺是不能达到实际需求。例如，针对短乳杆菌sc221生产γ-氨基丁酸的发酵液，其产量30-90g/l，而菌体量只有2-8g/l，专利cn106544372a可实现γ-氨基丁酸提取收率可达≥70％，纯度≥95％；对于发酵液中仅含20-30g/lε-pl和菌体干重为
3、专利zl200920069827.5、zl200910152931.2和zl201110053004.2的提取工艺对于ε-pl发酵水平在40g/l以下的发酵液，可实现收率达到70-80％，纯度达到95-97％；但对于专利技术人团队目前以小白链霉菌cgmcc no.10480为发酵微生物发酵的含ε-pl≥65g/l，菌体干重≥50g/l的发酵液，却无法实现产品的有效分离，最终也导致收率在55％以下，纯度只有60％左右。由此可见针对同一产品，不同物料性质其对应的提取工艺也是不相同的；而针对不同产品其提取工艺更是不可照搬的，如专利cn106544372a针对只有2-8g/l菌体量，其分离是相对容易的，所以其可实现γ-氨基丁酸提取收率可达≥70％，纯度≥95％，但其报导的提取工艺对专利技术人申请专利中物料特性(菌体量在50g/l以上)是不适用的。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术的工艺无法满足ε-聚赖氨酸产量65g/l以上、菌体干重50g/l以上的新发酵工艺，利用传统提取方法提取存在的提取效率低、提取成本高、废水量大等问题，本专利技术针对该新发酵工艺下的发酵液提供了一种新的提取ε-聚赖氨酸盐酸盐的方法。
2、本专利技术采用的技术方案是：
3、本专利技术提供了一种从发酵液中采用连续离子交换技术来制备ε-聚赖氨酸盐酸盐的方法，所述方法包括：将ε-聚赖氨酸发酵液依次经过固液分离、连续离子交换、纳滤膜脱盐、脱色、浓缩和喷雾干燥，获得ε-聚赖氨酸盐酸盐。
4、在一种实施方式中，所述方法包括以下步骤：
5、(1)将ε-聚赖氨酸发酵液经过固液分离去除菌体等悬浮物并获得清液；
6、(2)将步骤(1)获得的清液再经过连续离子交换装置吸附解析得到解析液；
7、(3)将步骤(2)获得的解析液经过纳滤膜进行脱盐获得脱盐液；
8、(4)将步骤(3)获得的脱盐液经过活性碳脱色获得脱色液；
9、(5)将步骤(4)获得的脱色液经过蒸发浓缩获得浓缩液；
10、(6)将步骤(5)获得的浓缩液经过喷雾干燥获得ε-聚赖氨酸盐酸盐产品。
11、在一种实施方式中，所述的固液分离采用板框过滤、超滤膜过滤中的任意一种或两种方式的组合；从节省投资和运行成本来考察，优先选择板框过滤。
12、在一种实施方式中，采用板框过滤时，温度控制为25～40℃，优选发酵液原有温度，ph不需要特意调节，优选维持发酵液原有ph 3.8～4.2；过滤前进行硅藻土预涂，每平方过滤面积预涂硅藻土量为0.35～1kg，过滤时硅藻土添加量为发酵液的1.5-4％(m/v)。
13、在一种实施方式中，采用超滤膜过滤时，所述的超滤膜为管式超滤膜或陶瓷超滤膜，截留分子量30～100kda，操作温度为25～45℃，操作压力为0.2～0.6mpa，膜面流速为2～4m/s，ph维持在3.8～4.5。
14、在一种实施方式中，所述的离子交换为阳离子树脂，所述阳离子树脂包括强酸型或弱酸型；所述强酸型阳离子树脂为钠型阳离子交换树脂，所述弱酸型阳离子树脂为氢型阳离子交换树脂；所述的连续离子交换装置由4～6个离子交换柱串联组成，前一个交换柱的流出液与后一个交换柱的流入液管道相连接，离子交换柱之间均由阀门进行控制；始终有3-4个离子交换柱在进行交换吸附，另外1-2离子交换柱在进行洗涤和洗脱，当前一个离子交换柱穿透浓度达到进料浓度70-90％时(表明填料的吸附能力饱和)就停止进样，就经过阀门切换进入洗涤洗脱阶段，此时进料管切换进入后一个离子交换柱进行上样吸附；而洗脱后的离子柱则切换至吸附阶段，如此构成顺序式连续离子交换程序，按照顺序依次进行上样、洗涤、洗脱操作。
15、在一种实施方式中，所述离子交换柱的树脂装填高径比为(4～6):1，离子交换柱上样浓度控制在20～45g/l，上样速度控制在1～2bv，上样ph为6.0～8.2，离子交换洗脱时采用0.3～0.8mol/l氢氧化钠，洗脱速度为1.5～3.5bv。
16、在一种实施方式中，所述纳滤膜截留分子量为600～1000da；纳滤膜脱盐操作时，用浓盐酸调节洗脱液使ph维持在3.8～4.2，控制截留液电导率低于4000μs/cm后，再继续经过纳滤膜浓缩至ε-聚赖氨酸浓度达到50g/l以上时停止纳滤。
17、在一种实施方式中，所述脱色是添本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种ε-聚赖氨酸盐酸盐的方法，其特征在于，所述方法将ε-聚赖氨酸发酵液依次经过固液分离、连续离子交换、纳滤膜脱盐、脱色、浓缩和干燥，获得ε-聚赖氨酸盐酸盐；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的固液分离采用板框过滤和/或超滤膜过滤；
4.根据权利要求1～3任一所述的方法，其特征在于，所述的连续离子交换装置是由4～6个阳离子交换柱串联组成。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述阳离子交换柱的填料为阳离子树脂，包括强酸型或弱酸型阳离子树脂；离子交换柱上样浓度为20～45g/L，上样速度为1～2BV，上样pH为6.0～8.2；离子交换洗脱时采用0.3～0.8mol/L氢氧化钠，洗脱速度为1.5～3.5BV。
6.根据权利要求1～5任一所述的方法，其特征在于，所述纳滤膜的截留分子量为600～1000Da；纳滤膜脱盐操作时，控制截流液pH为3.8-4.2，控制截留液电导率低于4000μs/cm后，再继续经过纳滤膜浓缩至ε-聚赖氨酸浓度达到≥
7.根据权利要求1～6任一所述的方法，其特征在于，所述脱色是添加活性碳脱色，活性碳添加量为0.5％-3％(m/v)，脱色温度控制在55-70℃，脱色时间为30-90min，然后进行过滤分离。
8.根据权利要求1～7任一所述的方法，其特征在于，所述浓缩的方式包括但不限于蒸发浓缩，浓缩至ε-聚赖氨酸盐酸盐浓度达到≥200g/L时停止浓缩。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将蒸发浓缩液收集，喷雾干燥获得ε-聚赖氨酸盐酸盐的产品。
10.权利要求1～9任一所述的方法在生产含ε-聚赖氨酸盐酸盐的产品中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种ε-聚赖氨酸盐酸盐的方法，其特征在于，所述方法将ε-聚赖氨酸发酵液依次经过固液分离、连续离子交换、纳滤膜脱盐、脱色、浓缩和干燥，获得ε-聚赖氨酸盐酸盐；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的固液分离采用板框过滤和/或超滤膜过滤；
4.根据权利要求1～3任一所述的方法，其特征在于，所述的连续离子交换装置是由4～6个阳离子交换柱串联组成。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述阳离子交换柱的填料为阳离子树脂，包括强酸型或弱酸型阳离子树脂；离子交换柱上样浓度为20～45g/l，上样速度为1～2bv，上样ph为6.0～8.2；离子交换洗脱时采用0.3～0.8mol/l氢氧化钠，洗脱速度为1.5～3.5bv。
6.根据权利要求1～5任一所...
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