[发明专利]一种衣康酸发酵液中菌丝体的去除方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种衣康酸发酵液中菌丝体的去除方法，属于衣康酸制备技术领域。

背景技术

衣康酸的主要生产方法是以葡萄糖等还原糖为营养物质，在相应酶、菌的发酵作用下，产生衣康酸。在发酵过程中，由于加入的原料糖不能全部被利用，同时加入发酵体系的营养物质中，除还原糖之外，还夹带有多糖、非还原糖，这些物质也不能被发酵利用，因此，在发酵结束时，衣康酸发酵液是一种非常复杂的多元混合体系，其中主要有菌丝体、胞内产物、胞外产物三类物质。

从衣康酸发酵液中提取所需要的生化物质，需要先对发酵液进行预处理，以便于固液分离，使代谢产物后续的分离纯化工序能够顺利进行。其原因有三个方面：首先，衣康酸发酵液为悬浮液，粘度大，为非牛顿流体，不宜过滤，而所需要的生化物质绝大部分存在液相中，只有将菌丝体有效去除，才能在后续工序中有效地进行提纯；其次，衣康酸菌丝体自溶断裂的小粒径菌体、核酸、蛋白质及其他有机粘性物质会造成滤液浑浊，滤速极慢，必须设法增大悬浮物的颗粒直径，提高沉降速度，以利于过滤；此外，发酵液的成分复杂，大量的菌丝体、菌种代谢产物和剩余的培养基会对提取造成很大影响。

因此，对发酵液进行适当的预处理，从而去除细胞、菌体及其他悬浮颗粒（如细胞碎片、核酸及蛋白质的沉淀物），并去除部分可溶性杂质和改变发酵液的过滤性能，是从衣康酸发酵液中提取衣康酸的必要步骤。

目前在实际的生产过程中，大多采用使用真空转鼓过滤机将发酵液中的菌丝体过滤掉，然后将发酵液置于脱色罐中并升温到80℃，加入活性炭搅拌保温，再使用板框进行过滤。该工艺存在衣康酸损失率高、脱色效果不理想、综合能耗高、发酵液纯度低等缺点。

现有技术中也公开了多种衣康酸发酵液的提纯方法。如蔡宇杰，丁彦蕊等人在中国发明专利申请CN101085734中公开了一种利用膜设备纯化衣康酸发酵液或从衣康酸母液中提取衣康酸的方法：采用膜设备对衣康酸发酵液或衣康酸母液进行过滤，残留液体中加入自来水或去离子水进一步采用膜设备过滤出其中的衣康酸，再将滤过液进行活性炭脱色、浓缩、结晶，得到合格的衣康酸产品。本发明虽然收率高、产品质量好，但运行成本高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种新的从衣康酸发酵液中去除菌丝体的方法，该方法具有运行成本低、衣康酸损失率低、综合能耗低、发酵液纯度高等优点。

其技术解决方案是：

一种衣康酸发酵液中菌丝体的去除方法，包括以下步骤：

（1）絮凝剂的制备

取壳聚糖溶液与聚硅酸铁凝胶，其中壳聚糖溶液的质量百分比浓度为0.8-1.5%，按照壳聚糖与聚硅酸铁的质量比为5:1-3:1的比例将二者混合，搅拌反应1-1.5小时，即得絮凝剂；

（2）絮凝剂絮凝

将步骤（1）所得絮凝剂加入到脱色后的衣康酸发酵液中，搅拌10-30分钟，停止搅拌，保温60-90分钟；

（3）过滤

过滤步骤（2）所得衣康酸发酵液，得到高纯度的衣康酸发酵液。

优选地，步骤（2）所述絮凝剂的加入量占发酵液质量的0.5-1.0%。

优选地，步骤（1）和步骤（2）所述的搅拌速度为30-60rpm。

优选地，步骤（3）使用程控式板框过滤机进行过滤。

优选地，步骤（3）中的衣康酸发酵液在过滤之前先升温到40-50℃。

本发明采用壳聚糖作为絮凝剂，其絮凝机理主要是电中和、吸附架桥和基团反应三种作用：

（1）电中和作用：当壳聚糖加入酸性溶液中后，壳聚糖上的氨基质子化形成NH4+,使壳聚糖表面带正电，而酸液中的胶粒带负电荷，当带有正电荷的链状生物大分子絮凝剂靠近这种胶粒时，会中和其表面的部分电荷，降低表面Zeta电位，使胶体脱稳并形成体积较大的絮体而沉淀；

（2）吸附架桥作用：絮凝剂分子借助离子键、氢键可以同时结合多个颗粒分子，从而起到“中间桥梁”的作用，并把这些颗粒连接在一起形成网状结构而沉淀下来；

（3）基团反应作用：絮凝剂分子中的某些活性基团与被絮凝物质相应的基团发生化学反应，聚成大分子而沉淀下来；

根据大量的实验，采用有机絮凝剂和无机絮凝剂相结合的办法进行絮凝，比单纯使用有机絮凝剂能够显著提高絮凝效果。因此，将壳聚糖和无机高分子絮凝剂聚硅酸铁复配，以克服单独使用壳聚糖作为絮凝剂时受PH影响大、阳离子特性弱、稳定性差的缺陷。衣康酸发酵液经复配的絮凝剂絮凝后，料液中的大量小分子胶体物质被凝聚成较大粒径的絮凝体，大幅度的提高了过滤速度及过滤质量。