[发明专利]一种普鲁兰多糖的清洁生产方法

说明书

技术领域

一种普鲁兰多糖的清洁生产方法，属于生物工程技术领域。

背景技术

普鲁兰多糖(CAS编号：9057-02-7)由普鲁兰茁芽短梗霉菌(Aureobasidium pullulans)经好氧发酵产生的微生物多糖，该多糖是由α-1,4糖苷键连接的麦芽三糖重复单位经α-1,6糖苷键聚合而成的直链状多糖，分子量2万～200万道尔顿，聚合度100～5000。普鲁兰多糖在结构上富有弹性，溶解度比较大，具有成膜性、阻气性、可塑性、粘性均较强，并且具有易溶于水、无毒无害、无色无味等优良特性，已广泛应用于医药、食品、轻工、化工和石油等领域。2006年国家卫生部批准普鲁兰多糖为食品添加剂，可在糖果、巧克力包衣、膜片、复合调味料和果蔬汁饮料中用作被膜剂和增稠剂，使用量标准可根据GB2760-2011。在医药行业普鲁兰多糖可用于制造胶囊，锭剂、非结晶性药物、止血剂、血浆增量剂、X射线透视造影剂；类毒素和疫苗保护剂；创口缝合线；人工脏器和抗凝血性医疗材料等。普鲁兰胶囊与其它胶囊相比，具有非常明显的优点：①普鲁兰胶囊的氧透过率大约为明胶胶囊的1/8，可有效保护内容物免于氧化，延长储藏期；②透明度与动物性胶囊相当，充填内容物清楚可见；③不含动物性蛋白及脂肪，不易滋生微生物，质量稳定；④不含动物性成份，无疯牛症、口蹄疫等人畜共通传染病的隐忧；⑤天然植物性原料制成，无宗教及素食方面之限制。在化妆品行业可用于制造香粉、香波、化妆水、面膜、皮肤保护剂、头发定型剂等。

普鲁兰多糖的生产工艺过程主要由通风发酵、加热灭活、过滤除菌、有机溶剂沉淀、真空干燥、溶剂回收和废水处理等单元操作制成。在生产过程中由于使用了大量的乙醇或异丙醇等有机溶剂，为满足成本经济和环保要求，必须对溶剂进行回收。如回收1吨乙醇约产生0.6~0.9吨的余馏水，回收1吨异丙醇约产生1.2~1.5吨余馏水。余馏水中富含高浓度的磷(总磷 >10 mg/L)和氮(总氮为200~500mg/L)，COD高达7000~20000 mg/L，BOD高达5000~15000 mg/L，给后继工序的废水处理带来较重的处理负荷和经济成本，再者富含高浓度的磷元素，也不利于有机废水的高效处理。若能在生产过程中有效循环利用余馏水，一方面将会提高原料的利用率，降低生产成本和能耗，产生良好的经济效益；另一方面也可减少生产废水的处理成本和排放量，促进普鲁兰多糖的绿色制造，产生良好的环境效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种微生物多糖普鲁兰多糖的清洁生产方法，以减少普鲁兰多糖生产过程中的污水处理量和排放量，同时节约生产原料和能耗，降低微生物多糖的生产成本，使其市场竞争力更强。

本发明的技术方案：一种普鲁兰多糖的清洁生产方法，利用产普鲁兰多糖微生物经通风发酵所得的发酵液，经下述工艺步骤处理：

（1）加热灭活：经过60~100℃加热处理10-20分钟使微生物和酶失活；

（2）过滤除菌体：采用板框过滤处理普鲁兰多糖发酵液以去除内含的微生物菌体，得到澄清的滤液A；

（3）用有机溶剂沉淀：加入以滤液A 0.5~2.5倍体积的乙醇或异丙醇或丙酮进行沉淀处理，沉淀操作温度为10~40℃，沉淀时间为4~10小时； 

（4）离心或压滤使固液两相分离：经离心分离或压榨处理，得固形物D及上清液B；固形物D再用少量上述相应乙醇或异丙醇或丙酮洗涤1～2次，所用乙醇或异丙醇或丙酮量为固形物D体积的0.3～1倍，洗涤操作温度为10~40℃，然后离心或压榨脱除有机溶剂得上清液C和固形物E，固形物E经温度不超过85℃真空干燥和粉碎后得到普鲁兰多糖产品；

（5）精馏回收：上清液B和上清液C一起并入精馏系统回收，经精馏操作回收得到的乙醇或异丙醇或丙酮进行循环使用，精馏操作产生的余馏液纳入循环发酵培养基中；

（6）余馏液回用：在步骤（5）处理后的余馏液中补充适量的淀粉水解液、蛋白胨、酵母提取物、少量磷酸盐，补足工艺用水至要求的体积，调整pH值至中性，经间歇或连续灭菌后作为循环发酵培养基进入发酵罐用于循环发酵生产普鲁兰多糖，余馏液循环使用次数为3~5次，构建成一个闭路循环的清洁生产方法。