[发明专利]一种从发酵液中分离提取L-苹果酸钙的方法及应用

说明书

本发明公开了一种从发酵液中分离提取L‑苹果酸钙的方法及应用，步骤如下：（1）酸化；（2）絮凝；（3）板框过滤；（4）超滤；（5）脱色；（6）脱色液碱沉；（7）采用过滤或离心的方式，将步骤（6）得到的L‑苹果酸钙悬浊液脱水，固相保留并用自来水清洗，洗水量为板框容积量的2‑4倍，即得L‑苹果酸钙。本提取方法不仅分离提纯效果好，便于操作，所得L‑苹果酸钙的收率和纯度较高，本方法中采用盐酸酸化发酵液，较之常用的硫酸酸化效果更好，酸化过滤后，通过氢氧化钠碱沉L‑苹果酸钙的回收率更高，同时也可避免使用硫酸可能造成的碳化现象，避免生成硫酸钙沉淀，减少环境污染。

技术领域

本发明属于发酵提取技术领域，尤其是一种从发酵液中分离提取L-苹果酸钙的方法及应用。

背景技术

L-苹果酸钙是优良的有机酸钙，分子含钙量为 23.26%，在目前已有的各种有机钙中几乎是最高的。L-苹果酸钙微溶于水，在水中钙含量可达 280 毫克/100 毫升，是牛奶含钙量的两倍多，适合制成各种含钙量高的钙产品，无任何副作用，酸甜可口，适用于各种年龄人群长期补钙的需要。另外，国内外研究表明，L-苹果酸能直接进入线粒体，参与 TCA 循环，使身体在低氧甚至缺氧的条件下，更加有效果产生人体的能源 AIP，故能迅速恢复细胞的能量代谢，有很好的抗疲劳作用。动物实验还证明 L-苹果酸对记忆的获得、巩固和再现均有明显的改善作用，并能促进空间辨别学习能力，钙及 L-苹果酸都是生理碱性的，有护脑益智作用，L-苹果酸还有保护心、肝、肾等重要器官的作用。L-苹果酸钙的生理功能活性，在已有的各种钙源中是独树一帜的。

目前，现有技术中获得L-苹果酸钙的常规方法一般是通过L-苹果酸纯品+碳酸钙的方法制备得到L-苹果酸钙。例如，专利公开号为CN1394844A的专利公开文献公开的一种L-苹果酸钙的制备工艺，将50%-60%（w/w）的L-苹果酸溶液倒入中和反应器中，边搅拌边均匀加入碳酸钙，加料和搅拌时间控制在2-6 分钟，L-苹果酸与碳酸钙的比例为1：0.65-0.75(w/w)，然后以100-200转/分的转速，打料5-10分钟，再将所得物料过14目筛后经真空干燥即得产品。现有技术中在制备过程中，首先必须要获得纯度高的L-苹果酸，然后才能进行下一步操作。目前，L-苹果酸纯品的价格较贵。目前L-苹果酸主要是通过生物法合成得到，要想从发酵液或转化液中分离L-苹果酸，所需步骤十分繁琐（如专利公开文献CN111892498A中报道的），而且成本也较高。另外，化学法合成的苹果酸为DL型的，虽成本低廉，但不易吸收，有毒性，而且DL型的苹果酸不能用于直接生产L-苹果酸钙。另外，在分离沉淀操作步骤时，L-苹果酸与碳酸钙在反应的过程中，会产生CO₂，会排放到空气中，不利于环境保护。

因此有必要从微生物发酵液中开发一种高效、绿色的直接提取L-苹果酸钙的分离工艺。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种从发酵液中分离提取L-苹果酸钙的方法及应用。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种从发酵液中分离提取L-苹果酸钙的方法，步骤如下：

（1）酸化：含L-苹果酸钙发酵液中，缓慢加入质量分数为36%的浓盐酸酸化，低速搅拌，将pH调至为0.5-2.0，得到酸化发酵液；

（2）絮凝：在步骤（1）得到的发酵液中加入以发酵液质量计1.0-2.0%的聚合氯化铝，絮凝剂聚合氯化铝预先配制成质量浓度8-10%的水溶液，缓慢倒入发酵液中，60-100rpm 搅拌10-30 min，然后搅拌速度调至400-700 rpm，10-60 min；加入与絮凝剂等质量的硅藻土，搅拌均匀；

（3）板框过滤：将步骤（2）得到的混合液通过板框压滤机进行固液分离，滤布孔径为300-500目，初滤液进行二次过滤，待滤饼形成，滤液澄清时，收集滤液；

（4）超滤：将步骤（3）分离的滤液经过平均分子量1000-3000的超滤膜，除去其中的大分子杂质；