[发明专利]一种利用双水相分离提取ε-聚赖氨酸的方法

说明书

本发明公开了一种利用双水相分离提取ε‑聚赖氨酸的方法，属于提取分离技术领域。本发明运用有机溶剂/无机盐双水相体系，提供了一种既能够减少废水产生、简化操作步骤、降低提取成本，又具有提取回收率高、提取成品纯度高等优势的ε‑聚赖氨酸(ε‑PL)提取方法，采用此方法分离提取ε‑聚赖氨酸，回收率可高达98％以上，相较于传统离子交换提取方法具有显著的优势。

技术领域

本发明涉及一种利用双水相分离提取ε-聚赖氨酸的方法，属于提取分离技术领域。

背景技术

ε-聚赖氨酸(ε-PL)是由链霉菌、丝状真菌或芽孢杆菌等微生物胞外分泌产生的一种同型氨基酸聚合物，它一般由25-35个L-赖氨酸单体通过α-COOH和ε-NH2脱水缩合而成，分子量通常为2500-4500Da。

由于具有水溶性好、热稳定性强、抑菌谱广等优点，ε-PL目前主要作为生物食品防腐剂广泛应用于日本、韩国、欧美等国家和地区的食品工业。2014年，我国也正式批准ε-PL及其盐酸盐在果蔬、米面制品、肉制品、调味品、饮料和焙烤等食品领域中的应用。

事实上，ε-PL与其他生物食品防腐剂，如乳酸链球菌素和纳他霉素，在抑菌谱即使用范围上存在显著互补性。ε-PL能显著抑制革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌，乳酸链球菌素只对革兰氏阳性细菌和芽孢有显著抑制作用，而纳他霉素只对霉菌和酵母菌有良好抑制效果，若将它们联合应用于食品工业中，即能最大程度的保证抑菌的效果。

因此，开发和推广ε-PL及其盐在食品工业中的应用，对于解决当前化学食品防腐剂引发的食品安全问题具有重要意义。

然而，ε-PL生产偏高却成为限制其在食品工业中广泛应用的主要因素。

ε-PL的制备主要包括两部分：微生物发酵、提取与精制。在微生物发酵方面，国内学者已经将5L规模ε-PL的发酵水平从10g/L左右提高到30g/L以上(ZL201410156360.0)，最高突破到50g/L以上(ZL201510021744.6，ZL20091003033.0)。实际上，ε-PL发酵单位已经达到大多数工业化发酵产品的发酵水平，表明ε-PL发酵成本接近大规模工业化生产可接受程度。

在提取与精制方面，自ZL200910152931.2公开以来，离子交换技术一直是ε-PL提取的核心方法，受到众多研究者的关注。基于该核心操作单元，ε-PL提取工艺也得到了改进，如，CN107164417A将离子交换树脂的离子类型由氢型改变成铵型，省去了后续的脱盐操作，简化了操作流程；CN106380592A建立了两步离子交换方法，用于从高ε-PL浓度和高杂质环境的发酵液中分离提取ε-PL；ZL201110053004.2利用离子交换树脂从发酵液中提取ε-PL的同时，还将副产物γ-聚二氨基丁酸进行了分离。

然而，相比较在发酵水平方面上取得的进步，ε-PL后提取技术并未发生实质性进展，主要在于并未革除离子交换工艺。

众所周知，离子交换技术虽然具有产物回收率高、除杂能力强和操作成熟等优点，但其在活化和再生环节中酸碱消耗量大、废水量多的缺陷却始终无法避免。

因此，在环保要求越来越高的背景下，建立无离子交换的ε-PL提取工艺，对于绿色ε-PL产业的建立和未来发展具有重要意义。

发明内容

为克服传统离子交换技术的不足，本发明运用有机溶剂/无机盐双水相体系，提供了一种既能够减少废水产生、简化操作步骤、降低提取成本，又具有提取回收率高、提取成品纯度高等优势的ε-聚赖氨酸(ε-PL)提取方法。

本发明的技术方案如下：