[发明专利]一种高效提取环保型生物表面活性剂槐糖脂的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物表面活性剂的制备技术领域，具体涉及一种高效提取环保型生物表面活性剂槐糖脂的工业生产技术。

背景技术

表面活性剂(Surfactants)是一类在很低浓度时就可以显著降低液体表面张力的化合物，其分子一般由非极性的亲油基团(主要为碳氢链或其取代物)和极性的亲水基团组成。其特殊的结构特性使其具有湿润、分散、乳化、发泡、洗涤等多重作用，因而广泛应用于现代工业的几乎每一个领域。目前应用的绝大多数表面活性剂都是以石油为原料采用化学方法合成的，这不仅要大量消耗不可再生的石油资源，而且不可避免地给人类生存环境带来严重的污染和破坏。槐糖脂作为一种生物表面活性剂是由微生物利用可再生的糖类和植物油等资源生产的环境友好型表面活性剂。槐糖脂除具有表面活性剂的共有特性外，还具有良好的乳化、分散、增溶等特性，具有低毒性，与环境相容性好，易于生物降解等优点。槐糖脂的优良特性使其在食品、日化、石油开采、环境保护、医药等领域具有广阔的应用前景。

随着人类经济社会的快速发展，石油资源日渐枯竭，环境保护压力日趋加重，绿色环保可再生的生物表面活性剂槐糖脂的市场需求将迅速扩大。

槐糖脂是一种具有亲水和亲油双重性质的表面活性剂，其产品分离、提取和纯化难度较大，也是导致槐糖脂生产成本较高的重要因素。目前国内外有关生产槐糖脂的研究大都集中于采用廉价的生产原料提高槐糖脂发酵产率等方面，而关于开发适合工业化生产的提取纯化技术的相关报道较少，其报道也仅仅是偏向于采用有机溶剂稀释发酵液萃取槐糖脂后，通过减压浓缩获得产品。此技术需要消耗大量的有机溶剂(乙酸乙酯或高浓度乙醇)，且工艺过程危险程度较高，无论乙酸乙酯还是高浓度乙醇均属于易燃易爆品，极易挥发，对于大规模连续的安全生产较为不利。

因此开发适合于槐糖脂工业化生产的安全高效纯化提取技术对于实现大规模工业化槐糖脂具有重要意义。

发明内容

针对现有槐糖脂提取纯化技术成本高、危险系数高不利于大规模连续生产的缺点，本发明通过一系列研究解决了上述难题，提供了一种以陶瓷膜微滤除菌和低浓度乙醇变性沉淀除杂蛋白的槐糖脂工业化生产技术。

本发明采用的技术方案如下：

一种高效提取槐糖脂的方法，包括以下步骤：

(1)槐糖脂发酵液中和

调节发酵完成的槐糖脂发酵液的pH值至6.0～6.5；

(2)陶瓷膜微滤除菌和大分子胞外多糖及蛋白质

将调节pH值后的槐糖脂发酵液采用陶瓷膜进行微滤，除去发酵液中的菌体和大分子胞外多糖及蛋白质，过滤后得到除菌的发酵液；

(3)乙醇沉淀除蛋白和无机盐

采用低浓度乙醇溶液去除步骤(2)中除菌的发酵液中的小分子杂蛋白，过滤除去小分子杂蛋白沉淀和部分无机盐，得到除去杂蛋白的槐糖脂溶液；

(4)减压浓缩

将步骤(3)中除去杂蛋白的槐糖脂溶液减压浓缩到设定浓度，即得到槐糖脂液体产品；

(5)干燥

将步骤(4)中的槐糖脂液体产品烘干得到槐糖脂固体产品。

步骤(1)中，所述发酵完成的槐糖脂发酵液的起始pH为3.0～3.5，因为槐糖脂分子在该pH条件下溶解度较低，静置即有大量槐糖脂沉淀，发酵液的分层不利于后续陶瓷膜微滤除菌，因此，本发明首先对槐糖脂发酵液进行中和调整pH使槐糖脂在微滤前能够完全溶解，为陶瓷膜过滤除菌和醇沉提供有利条件。

优选的，采用2～10N的NaOH溶液调整槐糖脂发酵液pH。

优选的，所述发酵完成的槐糖脂发酵液中槐糖脂的含量为120～350g/L。所述槐糖脂发酵液中槐糖脂的含量测定方法采用总糖-还原糖的方法测定，其中总糖采用蒽酮法测定，还原糖采用SBA-40D型生物传感自动分析仪测定。

步骤(2)中，在进行陶瓷膜微滤之前，经过大量实验分析研究，为了使得陶瓷膜的微滤效果更加优异，优选的，将调节pH值后的槐糖脂发酵液进行适当稀释，稀释的倍数为1～3倍，或者不需要稀释。