专利名称:一种高酰基结冷胶的后提取方法
技术领域：
本发明涉及微生物发酵领域，特别是一种高酰基结冷胶的后提取方法。
背景技术：
结冷胶是一种从自然界中通过广泛筛选分离的细菌一一少动鞘脂单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)发酵生产而来的亲水性胶体,具有多种有用的特性。
结冷胶的分子基本结构是一条主链，由重复的四糖单元构成，参与形成的单糖有葡萄糖、鼠李糖及葡萄糖醛酸。在结冷胶的原始形态即高酰基结冷胶中，两种取代基一乙酰取代基和甘油酰取代基都是存在的。两个基团都位于相同的葡萄糖残基上，每个重复单元有一个甘油酰取代基，每两个重复单元有一个乙酰取代基。在低酰基结冷胶中，酰基基团 被彻底移除。酰基基团对凝胶的性质有很显著的影响，高酰基型可以产生柔软、富有弹性和不具有脆性的凝胶，而低酰基结冷胶产生的是坚实、不具有弹性，但是很脆的凝胶。
对应于商品而言，结冷胶也有两种形式。一种是低酰基结冷胶，即结冷胶分子主链上的酰基被完全或部分脱除；另一种是天然的结冷胶，即高酰基结冷胶。
高酰基结冷胶能发挥良好的胶凝、赋形、固定及结膜作用，同时高酰基结冷胶具有以下特色是一种剪切可逆、热可逆的凝胶，并且具有极好的香料散发性能，可与其他水溶胶共用、与淀粉有协同作用、有极佳的赋形作用，是一种弹性凝胶，并能增强口感。因此，高酰基结冷胶可以广泛应用于医药、化工和食品工业中，是卡拉胶、琼脂、果胶和其他亲水性胶体的良好替代产品，具有广阔的市场前景。
目前，国外对高酰基结冷胶的生产专属于美国CPKelco公司，其生产方法在国内没有专利文献报道。国内高酰基结冷胶的提取方法是先高温灭菌，再加碱金属氯化物和异丙醇进行絮凝沉淀(张禹等，高酰基结冷胶的后提取方法，中国专利公开号CN1687437A)。该工艺存在如下不足
I.该方案在絮凝沉淀时，由于使用了氯化钙，引入了新的杂质；
2.使用该工艺制得的高酰基结冷胶，产品外观差、纯度低、产品凝胶强度低且溶解性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产成本低，产品质量较好的从结冷胶发酵液中提取高酰基结冷胶的方法。
本发明的整体技术构思是
本发明的高酰基结冷胶的提取方法包括结冷胶发酵液的酶处理、酸絮凝、固液分离后固体纤维料的洗涤、再固液分离、固体物料的干燥粉碎，其具体步骤为
(I)发酵液的酶处理；
向发酵液中加入酶制剂，升温反应；
(2)发酵液的酸絮凝；[0015]将步骤(I)酶处理后的发酵液降温，加酸絮凝，固液分离；
(3)纤维料的洗涤；
将步骤(2)固液分离后获得的固体纤维状料先用低或非极性溶剂洗涤，固液分离，再用低级醇将固体纤维状物料进行洗涤，再固液分离；
(4)干燥粉碎；
将步骤(3)中获得的固体物料干燥并粉碎，得到高酰基结冷胶产品。
更具体地为
(I)发酵液的酶处理向发酵液中加入已经用少量水溶解分散的以发酵液体积为基准的100PPM酶制剂，升温至50-60 0C，维持4 6h ;
(2)发酵液的酸絮凝
将步骤(I)中的物料降温至35°C以下，加酸调pHl. 5 4，形成纤维状絮凝，固液分离；
(3)纤维料的洗涤
(3. I)低或非极性溶剂洗涤，将步骤⑵中制得的物料，按重量加入I 2倍量的低或非极性溶剂，用碱调PH4. 5 8，洗涤2h，固液分离；
(3. 2)低级醇洗涤，将步骤(3. I)中制得的物料，按重量加入4 5倍量的低级醇，洗涤2h，固液分离。
(4)干燥粉碎
将步骤(3)中制得的产物于75 80°C下进行真空干燥，并粉碎，得到高酰基结冷胶产品。
本发明各步骤的具体工艺条件是
步骤I中所用的酶是中性蛋白酶，碱性蛋白酶，酸性蛋白酶，木瓜蛋白酶，溶菌酶中的一种或多种组合，并且所用的均匀高温酶。如果是多种酶组合，可以以任意比例混合。优选碱性蛋白酶和溶菌酶的组合，其重量比为5 I。
步骤I中所用的酸的浓度是10%。
步骤2中所用的酸是选用醋酸，柠檬酸，盐酸，硫酸中的一种。优选醋酸。
步骤2中固液分离的设备选用厢式聚丙烯板框压滤机。
步骤3. I中低或非极性溶剂是丙酮，丁酮，乙醚，正己烷中的一种。优选丙酮。
步骤3. I中用于调整pH的碱的浓度为10%。
步骤3. I中用于调整pH的碱选用NaOH，KOH, Na2CO3, K2CO3中的一种。
步骤3. 2中低级醇选用甲醇、乙醇、异丙醇中的一种。
步骤3中固液分离的设备选用螺旋压榨机。
步骤4中真空干燥的温度是75 80°C。
步骤4中真空干燥的真空度是-0. 09mp。
步骤4中真空干燥的时间是I. 5h。
具体实施方式
提出以下实施例来具体说明，以更好地理解本发明，但这些实施例为非限制性的。[0044]实施例I
A.将发酵终了的结冷胶发酵液，搅拌下加入100PPM的碱性蛋白酶和溶菌酶，升温至55°C，搅拌维持5h，降温至32 °C ；
B.向上述料液中缓慢加入10%的醋酸溶液，至料液pH2. 0，停止，搅拌维持lOmin，将料通过泵打入厢式板框压滤机进行过滤，滤液进入废水处理站，得到滤饼待用；
C.由B得到的滤饼按重量加入2倍量的丙酮，并加10%浓度的NaOH调整pH至6. O，搅拌洗涤2小时后泵打入螺旋压榨机进行固液分离，液体经精馏塔回收丙酮，固体进入下一步骤；
D.由C得到的物料按重量加入4倍量的乙醇，搅拌洗涤2小时后泵打入螺旋压榨机进行固液分离，液体经精馏塔回收乙醇，固体进入下一步骤。E.由D得到的纤维状固体进行真空干燥，干燥温度78°C，真空度为_0. 09mp，干燥时间为I. 5h，干燥后经粉碎机粉碎得到类白色粉末即为高酰基结冷胶产品。
实施例2
A.将发酵终了的结冷胶发酵液，搅拌下加入100PPM的木瓜蛋白酶，升温至55°C，搅拌维持5h，降温至30°C ；
B.向上述料液中缓慢加入10%的盐酸溶液，至料液pH2. 5，停止，搅拌维持lOmin，将料通过泵打入厢式板框压滤机进行过滤，滤液进入废水处理站，得到滤饼待用；
C.由B得到的滤饼按重量加入5倍量的乙醚，并加10%浓度的KOH调整pH至5. 3，搅拌洗涤2小时后泵打入螺旋压榨机进行固液分离，液体经精馏塔回收乙醚，固体进入下
一步骤；
D.由C得到的物料按重量加入4. 5倍量的乙醇，搅拌洗涤2小时后泵打入螺旋压榨机进行固液分离，液体经精馏塔回收乙醇，固体进入下一步骤。
E.将D得到的纤维状固体进行真空干燥，干燥温度80°C，真空度为-0. 09mp，干燥时间为I. 5h，干燥后经粉碎机粉碎得到类白色粉末即为高酰基结冷胶产品。
采用本发明的工艺相对于现有的高酰基结冷胶的后提取方法，优势之处在于
I.由于发酵液不需要高温灭菌，本发明的整体工艺相比原有工艺能耗低。
2.原材料用量少，本发明在絮凝沉淀时，只使用了有机酸，没有引入新的钙离子或其他碱金属离子杂质。
3.产品质量大为改善，达到国外先进水平。产品外观好、纯度高、产品凝胶强度高且溶解性大大改善。具体见下表；
权利要求
1.一种高酰基结冷胶的后提取方法，包括以下エ艺步骤 (1)发酵液的酶处理； 向发酵液中加入酶制剂，升温反应，其中升温反应为升温至50-60°C，维持4 6h ; (2)发酵液的酸絮凝； 将步骤(I)酶处理后的发酵液降温，加酸絮凝，再固液分离； (3)固体纤维料的洗涤； 将步骤(2)固液分离后获得的固体纤维状料先用低或非极性溶剂洗涤，固液分离，再用低级醇将固体纤维状物料进行洗涤，固液分离； (4)干燥粉碎； 将步骤(3)中获得的固体物料干燥并粉碎，得到高酰基结冷胶产品。
2.根据权利要求
I所述的高酰基结冷胶的后提取方法，其特征在于步骤I中所用的酶为中性蛋白酶，碱性蛋白酶，酸性蛋白酶，溶菌酶中的ー种或多种组合。
3.根据权利要求
I所述的高酰基结冷胶的后提取方法，其特征在于步骤I中所用的酶为木瓜蛋白酶。
4.根据权利要求
I或2所述的高酰基结冷胶的后提取方法，其特征在于步骤I中所用的酶选用碱性蛋白酶与溶菌酶的组合，两者重量比为5 I。
5.根据权利要求
I所述的高酰基结冷胶的后提取方法，其特征在于酶制剂使用量浓度为100PPM，以发酵液体积为基准。
6.根据权利要求
I所述的高酰基结冷胶的后提取方法，其特征在于酶先用少量水溶解分散后再加入。
7.根据权利要求
I所述的高酰基结冷胶的后提取方法，步骤(2)中的酸絮凝为将步骤(I)中的物料降温至35°C以下，加酸调pHl. 5 4，形成纤维状絮凝，固液分离。
8.根据权利要求
I或7所述的高酰基结冷胶的后提取方法，其特征在于步骤2中所用的酸浓度是10%。
9.根据权利要求
I或7所述的高酰基结冷胶的后提取方法，其特征在于步骤2中所用的酸选用醋酸、柠檬酸、盐酸、硫酸中的ー种。
10.根据权利要求
I或7所述的高酰基结冷胶的后提取方法，其特征在于步骤2中所用的酸选用醋酸。
11.根据权利要求
I或7所述的高酰基结冷胶的后提取方法，其特征在于步骤2中固液分离所用的设备是厢式板框压滤机。
12.根据权利要求
I所述的高酰基结冷胶的后提取方法，其特征在于步骤(3)中的非极性溶剂洗涤为，将步骤(I)中制得的物料，按重量加入I 2倍量的非极性溶剤，用碱调ρΗ4· 5 8，洗涤2h，固液分离。
13.根据权利要求
12所述的高酰基结冷胶的后提取方法，其特征在于步骤3中所用的低或非极性溶剂为丙酮，丁酮，こ醚，正己烷中的ー种。
14.根据权利要求
12或13所述的高酰基结冷胶的后提取方法，其特征在于步骤3中所用的低或非极性溶剂选用丙酮。
15.根据权利要求
12所述的高酰基结冷胶的后提取方法，其特征在于步骤3中所用碱的浓度是10%。
16.根据权利要求
12或15所述的高酰基结冷胶的后提取方法，其特征在于步骤3中所用的碱选用NaOH，KOH, Na2CO3, K2CO3中的ー种。
17.根据权利要求
I所述的高酰基结冷胶的后提取方法，其特征在于，步骤(3)中的醇洗涤为按重量加入4 5倍量的低级醇，洗涤2h，固液分离。
18.根据权利要求
17所述的高酰基结冷胶的后提取方法，其特征在于所用的低级醇是甲醇、こ醇、异丙醇中的ー种。
19.根据权利要求
I所述的高酰基结冷胶的后提取方法，其特征在于步骤3中固液分离所用的设备是螺旋压榨机。
20.根据权利要求
I所述的高酰基结冷胶的后提取方法，其特征在于步骤4中真空干燥的温度为75-80°C。
21.根据权利要求
I所述的高酰基结冷胶的后提取方法，其特征在于步骤4中真空干燥的真空度为-O. 09MPa。
22.根据权利要求
I所述的高酰基结冷胶的后提取方法，其特征在于步骤4中真空干燥的时间为I. 5h。
专利摘要
一种生产成本低，产品质量较好的从结冷胶发酵液中提取高酰基结冷胶的方法，其包括以下具体步骤(1)发酵液的酶处理；(2)发酵液的酸絮凝；(3)纤维料的洗涤；(4)干燥粉碎。
文档编号C08B37/00GKCN101585886 B发布类型授权 专利申请号CN 200910143908
公开日2012年10月3日 申请日期2009年6月3日
发明者吴荣明, 杨利强, 沈煜斌, 王佳良, 王雪刚, 章志明, 许怀远 申请人:浙江帝斯曼中肯生物科技有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan专利引用 (4),