一种用于生产鼠李糖脂提纯品的工业化制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于生产鼠李糖脂提纯品的工业化制备方法。
【背景技术】
[0002]鼠李糖脂是由铜绿假单胞菌好氧环境下在特定培养基中生长、分泌并排出体外的具有表面活性的代谢产物，是一种研究时间最长、效果最好、应用技术最为成熟的一种生物表面活性剂。产品具有良好的化学和生物特性。具有油、水两亲性，可以降低水表面张力，产品无毒，可以生物降解。但由于鼠李糖脂产率低，提取工艺复杂，所以成本较高，阻碍了产品的工业化发展。鼠李糖脂传统的发酵过程中碳源采用成本较低的毛糠油、米糠油，而且发酵培养基成分复杂，导致发酵液副产物高，成分复杂，发酵周期长，给鼠李糖脂的后续提纯带来很多困难，鼠李糖脂传统的提纯主要采用离心、酸沉、萃取工艺，提取过程复杂，而且采用有机溶剂萃取不仅影响产品品质、消耗大量有机溶剂而且生产存在安全隐患。
【发明内容】
[0003]本发明在于克服【背景技术】中存在的现有生产技术中鼠李糖脂发酵液代谢产物复杂不利于提纯、提纯工艺复杂成本高的的问题，而提供一种用于生产鼠李糖脂提纯品的工业化制备方法。该用于生产鼠李糖脂提纯品的工业化制备方法，接种量少，培养基成分简单，发酵液生产成本低，发酵周期短，副产物少，易于后期的产品提纯，产品收率高。
[0004]本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到:该用于生产鼠李糖脂提纯品的工业化制备方法，包括以下步骤:
包括以下步骤:
(1)制备发酵液，将斜面菌种转接到斜面培养基培养30h后，转接到摇瓶，培养24h后，转接到种子罐，培养12小时，种子罐发酵结束后，按2°/『4%接种量转接到发酵罐，发酵罐发酵过程中pH控制在6.6-6.8，培养40~45h结束得到发酵液；
(2)将制备的发酵液进行灭菌处理，灭菌后降到室温；
(3)灭菌后的发酵液采用离心处理；
(4)离心后清液过陶瓷膜；
(5)陶瓷膜滤液进一步进行纳滤膜过滤；
(6)浓缩处理:待纳滤膜过滤产品进行浓缩后，检测鼠李糖脂含量重量比达到30~35%时结束，制得鼠李糖脂提纯品。
[0005]所述的摇瓶和发酵罐的发酵培养基配方为:玉米油30~50g/L、尿素2~5 g/L、KH2PO4 0.5~1 g/L、MgSO4 0.5~1 g/L、复合微量元素3~5ml/L ;所述的复合微量元素组成为:ZnSO4.7H20 0.29g/L、CaCl2.6H20 0.28g/L、CuSO4.5H20 0.25 g/L、MnSO4.H2O 0.17
g/L。
[0006]所述的斜面菌种为菌种Pseudomonas sp VTS-1,菌种保藏号:CGMCC2200，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，可通过保藏机构购买获得。
[0007]本发明与上述【背景技术】相比较可具有如下有益效果:该用于生产鼠李糖脂提纯品的工业化制备方法，通过对鼠李糖脂发酵阶段的培养基配方和部分工艺的改进，发酵过程接种量为2°/『4%，发酵时间为40~45h，得到的鼠李糖脂发酵液生产成本低，发酵周期短，副产物少，易于后期的产品提纯，通过灭菌、离心、膜过滤、浓缩即可得到30~35%的鼠李糖脂提纯品，中间无需调酸、有机溶剂萃取等复杂工艺。鼠李糖脂回收率达85%以上。该方法成本低、工艺简单、收率高、安全性好，提纯品的工业化可以加快产品在各领域的推广应用进程。
[0008]【具体实施方式】:
下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明:
实施例1
(I)、制备菌种斜面的培养基配方为:蛋白胨10 g/L、酵母膏5 g/L, NaCl 10 g/L、琼脂20 g/L,余量为蒸馏水，pH为6.2
制备摇瓶及发酵液培养基配方为:玉米油40g/L、尿素2.5 g/L,KH2PO4 0.5 g/L,MgSO40.5 g/L、复合微量元素5ml/L。其中复合微量元素的配方为=ZnSO4.7H20 0.29g/L、CaCl2.6H20 0.28g/L、CuSO4.5H20 0.25 g/L、MnSO4.H2O 0.17 g/L。
[0009](2)、制备发酵液，以下各级培养基需在试管、摇瓶或发酵罐中进行12rC、30min灭菌并恢复到培养温度后方可接入上一级菌种，首先将菌种(Pseudomonas sp VTS-1菌种保藏号:CGMCC2200)转接到斜面培养基(10ml试管装入5ml斜面培养基)，在31°C恒温培养箱内静止培养30h后，转接到5L摇瓶进行摇瓶菌种的制备，摇瓶内装入2L按步骤Cl)制备的培养基，在恒温振荡器中31°C、250rpm培养24h后，转接到3.5吨种子罐，装料系数为50%，接种量为3%，31±1°C，通风比为1:1、搅拌转速为120rpm培养12h，转接入30吨发酵罐，发酵罐内装入步骤(I)制备的发酵液培养基，发酵罐装料系数为60%，接种量为3%，31±1°C，通风比为1:1、灭菌前pH调到6左右，发酵过程中用20%Na0H将pH控制在6.7±0.1，搅拌转速为120rpm，玉米油初期加入432 kg，发酵12h—次性补加玉米油288kg，发酵培养40小时结束，用比色法检测鼠李糖脂含量为41.3g/L.发酵液体积为17.6m3。
[0010](3)、发酵液制备结束后采用121°C，30min进行灭菌处理，灭菌后降到室温，灭菌后的发酵液采用离心处理，离心速度为为6000r/min，离心时间为15min，离心后清液过陶瓷膜，保证膜进口温度达到65°C。控制膜进口压力在0.3MPa，中间压力0.15MPa，出口压力
0.15MPa，渗透侧压力0.15MPa，冷却水压为2.5kg/cm2。物料的浓缩液剩余很少或者膜进口压力彡0.4MPa，渗透通量彡2 m3/h时结束；
(4)、陶瓷膜滤液进一步进行纳滤膜过滤，调节膜进口压< 2.0 M P a与清液流量3m3/h后进行纳滤膜过滤，当膜进口压力彡2.0MPa且排出水流量< 1.5m3/h时结束；
(5)、用三效真空浓缩器进行浓缩处理:真空度达到-0.6Mpa以下进料，进料流速控制在3.5m3/ho加热室温度控制在80°C -90°C，进行浓缩处理，在一效加热室温度80°C稳定10分钟后每隔半小时取样检测鼠李糖脂含量，产品鼠李糖脂含量达到35+1%(重量比)时结束，最后检测鼠李糖脂提纯品含量为34.4%，总重量为1.815吨，鼠李糖脂的回收率为85.9%。
[0011]本发明中的发酵过程接种量为2%~4%，发酵时间为40~45h，通过调整后的接种量和发酵时间比原生产中的缩短10~15h ;发酵培养基成分简单、发酵周期短、副产物少，非常有利于产品的后续提纯。通过灭菌、离心、膜过滤、浓缩即可得到30~35%的鼠李糖脂提纯品，中间无需调酸、有机溶剂萃取等复杂工艺。鼠李糖脂回收率达85%以上，满足鼠李糖脂产品的各领域的应用需求。
【主权项】
1.一种用于生产鼠李糖脂提纯品的工业化制备方法，包括以下步骤: (1)制备发酵液，将斜面菌种转接到斜面培养基培养30h后，转接到摇瓶，培养24h后，转接到种子罐，培养12h，种子罐发酵结束后，按2°/『4%接种量转接到发酵罐，发酵罐发酵过程中pH控制在6.6-6.8，培养40~45h结束得到发酵液； (2)将制备的发酵液进行灭菌处理，灭菌后降到室温； (3)灭菌后的发酵液采用离心处理； (4)离心后清液过陶瓷膜； (5)陶瓷膜滤液进一步进行纳滤膜过滤； (6)浓缩处理:待纳滤膜过滤产品进行浓缩后，检测鼠李糖脂含量重量比达到30~35%时结束，制得鼠李糖脂提纯品。2.根据权利要求1所述的一种用于生产鼠李糖脂提纯品的工业化制备方法，其特征在于:所述的摇瓶和发酵罐的发酵培养基配方为:玉米油30~50g/L、尿素2~5 g/L、KH2PO40.5~1 g/L、MgSO4 0.5~1 g/L、复合微量元素 3~5ml/L。3.根据权利要求2所述的一种用于生产鼠李糖脂提纯品的工业化制备方法，其特征在于:所述的复合微量元素组成为=ZnSO4.7H20 0.29g/L、CaCl2.6H20 0.28g/L、CuSO4.5H200.25 g/L、MnSO4.H2O 0.17 g/L。4.根据权利要求1所述的一种用于生产鼠李糖脂提纯品的工业化制备方法，其特征在于:所述的灭菌处理的温度为121°C，时间为30min。5.根据权利要求1所述的一种用于生产鼠李糖脂提纯品的工业化制备方法，其特征在于:所述的发酵液离心处理的离心速度为6000r/min,离心时间为10~20min。6.根据权利要求1所述的一种用于生产鼠李糖脂提纯品的工业化制备方法，其特征在于:所述的斜面菌种为菌种Pseudomonas sp VTS-1,菌种保藏号:CGMCC2200。
【专利摘要】本发明涉及一种用于生产鼠李糖脂提纯品的工业化制备方法。主要解决了现有生产技术中鼠李糖脂发酵液代谢产物复杂不利于提纯、提纯工艺复杂成本高的问题。该用于生产鼠李糖脂提纯品的工业化制备方法，包括以下步骤：（1）制备发酵液，将斜面菌种转接到斜面培养基培养30h后，转接到摇瓶，培养24h后，转接到种子罐，种子罐发酵12h结束后，转接到发酵罐，发酵罐培养40~45h结束得到发酵液；（2）将制备的发酵液进行灭菌处理，灭菌后降到室温；（3）灭菌后的发酵液采用离心处理；(4)离心后清液过陶瓷膜；(5)陶瓷膜滤液进一步进行纳滤膜过滤；(6)浓缩处理。该用于生产鼠李糖脂提纯品的工业化制备方法，可有效降低发酵生产成本，有利于产品的后续提纯。
【IPC分类】C07H1/06, C12P19/44, C07H15/04, C12R1/38
【公开号】CN105039468
【申请号】CN201510444948
【发明人】金艳方, 李华玮, 陈韶军, 寇焕起, 彭继涛, 赵万县, 夏宇, 张烨
【申请人】大庆沃太斯化工有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月27日