[发明专利]一种超滤膜应用于鼠李糖脂的分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜分离方法，尤其涉及一种超滤膜应用于鼠李糖脂的分离方法。

背景技术

鼠李糖脂，是一种生物表面活性剂，其主要由铜绿假单胞菌在一定的环境下代谢生成的，其具有良好的表面活性及界面活性，可以广泛地应用于石化、环境、医药、食品以及农业等领域。随着目前国家在环境保护及修复方面越来越重视，同时由于鼠李糖脂在环境修复方面突出的表现，其需求量在与日俱增，但是，高额的分离成本极大程度地限制了其广泛的使用。

鼠李糖脂的传统分离包括以下步骤：

（1） 先将灭菌后的菌体高速离心，以去除菌体；

（2） 将去除菌体的发酵液的pH调节至2.0-3.0；

（3） 然后用两倍于发酵液的体积的氯仿：甲醇（2：1 v/v）分两次萃取；

（4） 合并萃取液后，再将其蒸发浓缩；

（5） 然后进行层析分离；

（6） 最后将经层析分离的样品蒸干。

以上的这些步骤中，（1）、（4）和（6）中高速离心和蒸发浓缩需耗费大量的能耗，而且大幅度增加分离的的前期设备投入；（3）中将耗费大量的有机溶剂，而且在萃取过程中易乳化，延长分离时间，且回收率偏低；（5）中层析分离，需要大量的作为洗脱剂的有机溶剂，纯化效率极低，不易工业放大。

发明内容

本发明的目的在于针对现有分离技术的不足，提供一种超滤膜应用于鼠李糖脂的分离方法，该方法高效，经济，环保。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种超滤膜应用于鼠李糖脂的分离方法，该方法包括以下步骤：

（1）鼠李糖脂粗溶液中加入助滤剂并混匀，然后利用板框压滤机去除菌体，得到无菌体发酵液；

（2）加酸调节无菌体发酵液，使其pH控制在4.0-6.0，在0.08-0.2MPa的操作压力下，利用超滤膜进行超滤操作；待超滤截留体积减少到原体积的1/3-1/5时，终止第一步超滤操作，得到浓缩的鼠李糖脂溶液；

（3）在浓缩的鼠李糖脂溶液中加入低级醇，低级醇的体积为最终鼠李糖脂溶液的15-45%，同时加碱调节溶液pH至8.0-10.0，在0.08-0.2MPa的操作压力下，利用中空纤维超滤膜进行超滤操作，收集超滤的滤过液，待体积减少到原体积的1/5-1/7后，终止第二步超滤，收集鼠李糖脂滤过液；

（4）加酸调节超滤透出液的pH至2.0-4.0，静置离心并干燥后，得到纯度大于90%的鼠李糖脂产品。最终鼠李糖脂回收率大于82%。

进一步地，所述步骤（1）中，所述助滤剂为硅藻土，其用量为鼠李糖脂粗溶液的质量的4%-10%，板框压滤机的操作压力为0.6-1.0MPa。

进一步地，所加的酸可以是盐酸、硫酸或硝酸；所用超滤膜是截留分子量为10-30Kda的聚砜、聚醚砜和醋酸纤维素等材质的超滤膜，其反应器型式为中空纤维膜、卷式膜及平板膜等任何型式的超滤组器。

进一步地，所加的碱为NaOH或NaHCO₃水溶液，其浓度为1-4mol/L，所述低级醇为如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇等分子量小于100的醇。

进一步地，所用的酸可以是盐酸，硫酸或硝酸；离心速度为3000r/min，离心时间 10min即可。

本发明的有益效果是，传统方法相比，本发明采用超滤膜分离鼠李糖脂，可以大幅度减少有机溶剂的用量，降低能耗，使得分离成本比传统方法低50%-70%左右。是一种经济，高效，节能，环保，绿色的分离工艺。

具体实施方式

    下面根据实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显。

本发明超滤膜应用于鼠李糖脂的分离方法，包括以下步骤：

1、鼠李糖脂粗溶液中加入助滤剂并混匀，然后利用板框压滤机去除菌体，得到无菌体发酵液；

所用助滤剂为硅藻土，其用量为鼠李糖脂粗溶液的质量的4%-10%。板框压滤机的操作压力为0.6-1.0MPa。

2、加酸调节无菌体发酵液，使其pH控制在4.0-6.0，在0.08-0.2MPa的操作压力下，利用中空纤维超滤膜进行超滤操作；待超滤截留体积减少到原体积的1/3-1/5时，终止第一步超滤操作，得到浓缩的鼠李糖脂溶液；

该步骤中所加的酸可以是盐酸、硫酸或硝酸，其浓度不限。所用超滤膜是截留分子量为10-30KDa的中空纤维型、卷式或平板型超滤膜，其材质不限，可以是聚砜、聚醚砜和醋酸纤维素等。