一种提取ε-聚赖氨酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种提取ε-聚赖氨酸的方法，将发酵液经硅藻土吸附后离心得到清滤液，然后将清滤液碱化再加入树脂吸附柱中进行吸附，经洗涤饱和树脂、解析，得解析液，用活性炭将解析液脱色，过滤、浓缩，后经喷雾干燥或结晶干燥即得ε-聚赖氨酸纯品。本发明专利技术所用原料、仪器取材容易，工艺简单，成本低；所得产品收率高，纯度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及防腐剂的提取技术，具体涉及一种从发酵液中提取ε-聚赖氨酸(ε -poly-L-lysine, ε -PL)的方法。
技术介绍
饲料的腐败变质会引起巨大的经济损失，如何防止腐败是科学工作者最为关注的一个问题。目前，常用的防腐措施是添加饲料防腐剂，饲料防腐剂分为化学防腐剂、天然防腐剂和复合型防腐剂，其中使用最为广泛的是化学防腐剂。随着人们对食品安全性的认识和要求的逐步提高，化学防腐剂受到严峻挑战，饲料防霉防腐剂的天然化已成为今后的发展趋势。ε -聚赖氨酸是一种新型的天然防霉防腐剂，它不但对人体健康无害，有的还具有一定的营养价值，是今后开发的方向。ε -聚赖氨酸是L-赖氨酸残基通过α -羧基和ε-氨基形成的酰胺键连接而成的均聚氨基酸，故称为ε-聚赖氨酸。ε-聚赖氨酸具有广谱抗菌性，对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌、霉菌均有很好的抑菌效果，是目前天然防腐剂中具有优良防腐性能和巨大商业潜力的微生物类饲料防腐剂。迄今为止，ε -聚赖氨酸的微生物发酵在日本已实现工业化，年产千吨ε-聚赖氨酸的现代化工业装置已建成投产。ε -聚赖氨酸生物防腐剂是一种天然的微生物代谢产物，是需要经分离提取精制而获得的发酵产品。但是，提取工艺繁琐、收率低、含量低、费用高一直是限制ε-聚赖氨酸工业化的重要因素，因此，开发新的提取纯化工艺对其工业化具有重大意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种提取ε -聚赖氨酸的方法，以解决上述提取工艺繁琐、收率低、含量低、费用高的问题。技术方案如下:，其特征在于，包括以下步骤:I)先将发酵液加热至60_100°C，保温5-30分钟，再冷却至10_60°C，加入硅藻土吸附，经离心后得清滤液；2)将所述清滤液调pH值为6.0-10.0，得碱化液；3)将所述碱化液加入树脂吸附柱中进行吸附，并保持吸附过程的pH值保持在6.0-10.0范围内，直到树脂吸附达饱和状态；先洗涤饱和树脂，后进行解析，解析结束，得解析液；4)在所述解析液中加入活性炭进行脱色，过滤得脱色液；5)将所述脱色液浓缩至ε-PL含量在3-70%，得浓缩液，所述浓缩液经干燥得产品O进一步地，步骤I)中离心包括2次，初次离心采用卧螺离心机；二次离心采用管式离心机。进一步地，步骤3)中所述吸附柱的高度与直径比为2-10:1。进一步地，步骤3)中所述树脂为弱酸性阳离子交换树脂。进一步地，步骤3)中，依次用纯化水和醋酸溶液洗涤饱和树脂，所述醋酸溶液浓度为 0.05-0.5mol/L。进一步地，步骤3)中，用盐酸溶液进行解析，所述盐酸溶液浓度为0.05-1.0mol/L0进一步地，步骤3)中，利用特异性检测方法跟踪检测ε -聚赖氨酸的浓度，根据浓度控制所述解析过程。进一步地,步骤4)中所述活性炭的加入量为所述解析液质量的0.5-5.0%。进一步地，脱色过程为:先将解析液加热升温至40_90°C，搅拌脱色5-90分钟，然后冷却至10-40°C,过滤。进一步地，所述干燥为喷雾干燥或结晶干燥，所述结晶所用溶剂为乙醇和乙醚的混合液。本专利技术的技术效果:1、本专利技术的提取工艺运用树脂与浓缩结晶相结合的方法从发酵液中提取精制ε -聚赖氨酸，所用原料、仪器取材容易，工艺简单，成本低。2、所得ε -聚赖氨酸产品的回收率不低于74%，纯度不低于93.2%。3、所得ε -聚赖氨酸分子量为3000-5000。附图说明图1本专利技术所用原料发酵液的液相图；图2本专利技术最终得到的ε -聚赖氨酸的液相图。具体实施例方式下面通过实施例进一步描述本专利技术。本专利技术所用原料发酵液为山东信得科技股份有限公司自制，指用白色链霉菌在培养基中，在一定的条件下，经培养而成的液体，发酵液中富含ε -聚赖氨酸。实施例中使用的离子交换树脂经过本领域技术人员公知的碱洗和酸洗过程，可重复使用。实施例1刚下罐的发酵液，pH为3.0-5.0，先加热发酵液至80°C，保温15分钟后，冷却至30°C，加入硅藻土吸附，先采用卧螺离心机第一次离心，后采用管式离心机进行第二次离心，离心除去菌体后，得到清滤液。加入浓度为5mol/L氢氧化钠溶液调清滤液pH=8.5，得碱化液。冷却后将碱化液压入弱酸性阳离子交换树脂吸附柱进行吸附，本实施例优选152树月旨，吸附柱的高度与直径比为5:1，吸附过程控制流速为6BV/h，同时不断加入氢氧化钠，保证吸附过程的PH值保持为8.5，直到树脂吸附达饱和状态。依次用纯化水和0.2mol/L醋酸溶液各洗涤2次。用预先配制的0.lmol/L盐酸溶液进行洗脱，控制洗脱速度，利用特异性检测方法跟踪检测ε -聚赖氨酸的浓度，特异性检测方法包括自外紫外分光光度法和高效液相色谱法等，本实施例优选高效液相色谱法，解吸结束，得解析液。解析液用lmol/L NaOH中和至pH=6.5，在解析液中加入4.0%的活性炭，加热升温至70°C，搅拌脱色30分钟，然后冷却至30°C，过滤得脱色液。将脱色液在60°C以下减压蒸馏浓缩，将浓缩至ε-PL含量在10%时，停止浓缩，得浓缩液。浓缩液加入5倍体积的乙醇和乙醚的混合液结晶，混合液中乙醇和乙醚体积比为2: I ;过滤后得到沉淀物，沉淀物经干燥，得到ε-聚赖氨酸纯品。所得产品回收率为77%，纯度为94.9%。实施例2刚下罐的发酵液，pH为3.0-5.0，先加热发酵液至60°C，保温30分钟，冷却至10°C，加入硅藻土吸附，先采用卧螺离心机第一次离心，后采用管式离心机进行第二次离心，离心除去菌体后，得到清滤液。加入浓度为5mol/L氢氧化钠溶液调清滤液PH=I0.0，得碱化液。冷却后将碱化液压入弱酸性阳离子交换树脂吸附柱进行吸附，本实施例优选HD-2树脂，吸附柱的高度与直径比为10:1，吸附过程控制流速4BV/h，同时不断加入氢氧化钠，保证吸附过程的PH值保持为10.0，直到树脂吸附达饱和状态。依次用纯化水和0.05mol/L醋酸溶液各洗涤2次。用预先配制的1.0mol/L盐酸溶液进行洗脱，控制洗脱速度，利用特异性检测方法跟踪检测ε -聚赖氨酸的浓度，特异性检测方法包括自外紫外分光光度法和高效液相色谱法等，本实施例优选高效液相色谱法，解吸结束，得解析液。解析液用lmol/LNaOH中和至pH=7，在解析液中加入0.5%的活性炭，加热升温至40°C，搅拌脱色90分钟，然后冷却至40°C，过滤得脱色液。将脱色液在70°C以下减压蒸馏浓缩，将浓缩至ε-PL含量在70%时，停止浓缩，得浓缩液。浓缩液加入3倍体积的乙醇和乙醚的混合液结晶，混合液中乙醇和乙醚体积比为2: I ;过滤后得到沉淀物，沉淀物经干燥，得到ε-聚赖氨酸纯品。所得产品回收率为74%，纯度为95.8%。 实施例3刚下罐的发酵液，pH为3.0-5.0，先加热发酵液至100°C，保温5分钟，冷却至60°C，加入硅藻土吸附，先采用卧螺离心机第一次离心，后采用管式离心机进行第二次离心，离心除去菌体后，得到清滤液。加入浓度为5mol/L氢氧化钠溶液调清滤液pH=6.0,得碱化液。冷却后将碱化液压入弱酸性阳离子交换树脂吸附柱进行吸附，本实施例优选HD-2树脂，吸附柱的高度与直径比为2:1，吸附过程应控制流速5BV/h，同时不断加入氢氧化钠，保证吸附过程的PH值保持为6.0，直到树脂吸附达饱和状态。依次用纯化水和0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提取ε?聚赖氨酸的方法，其特征在于，其包括以下步骤：1)先将发酵液加热至60?100℃，保温5?30分钟，再冷却至10?60℃，加入硅藻土吸附，经离心后得清滤液；2)将所述清滤液调pH值为6.0?10.0，得碱化液；3)将所述碱化液加入树脂吸附柱中进行吸附，并保持吸附过程的pH值保持在6.0?10.0范围内，直到树脂吸附达饱和状态；先洗涤饱和树脂，后进行解析，解析结束，得解析液；4)在所述解析液中加入活性炭进行脱色，过滤得脱色液；5)将所述脱色液浓缩至ε?PL含量在3?70%，得浓缩液，所述浓缩液经干燥得产品。

【技术特征摘要】
1.一种提取ε-聚赖氨酸的方法，其特征在于，其包括以下步骤: 1)先将发酵液加热至60-100°C，保温5-30分钟，再冷却至10-60°C，加入硅藻土吸附，经离心后得清滤液； 2)将所述清滤液调pH值为6.0-10.0，得碱化液； 3)将所述碱化液加入树脂吸附柱中进行吸附，并保持吸附过程的pH值保持在6.0-10.0范围内，直到树脂吸附达饱和状态；先洗涤饱和树脂，后进行解析，解析结束，得解析液； 4)在所述解析液中加入活性炭进行脱色，过滤得脱色液； 5)将所述脱色液浓缩至ε-PL含量在3-70%，得浓缩液，所述浓缩液经干燥得产品。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤I)中离心包括2次，初次离心采用卧螺离心机；二次离心采用管式离心机。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤3)中所述吸附柱的高度与直径比为2-10:1。4.如权利要求1所述的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李朝阳，李常青，乔彦良，
申请(专利权)人：山东信得科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：