[发明专利]改进的发酵液的脱矿化与诸如寡糖的精细化学品的纯化

说明书

本发明涉及一种用于对发酵液脱矿化的改进方法，其包括以下的步骤：提供包含一种或多种寡糖的所述溶液；实施第一膜过滤，并且优选是微滤或超滤；对所述第一膜过滤的渗透物进行第二膜过滤；第一纳滤步骤；具有浓缩子步骤和/或渗滤子步骤。本发明还涉及由发酵液纯化精细化学品的改进方法。

技术领域

本发明涉及用于从包含生物质和至少一种寡糖的溶液中分离生物质的方法。

背景技术

人乳寡糖(HMO)是仅次于乳糖和脂质的人乳中第三丰富的固体组分。人乳中不同HMO的浓度及其总量在哺乳期和个体之间存在差异，据信这是部分基于遗传背景。然而，重要的是，在其他自然来源(如牛乳、羊乳或山羊乳)中发现HMO的含量并不丰富。已有人证明或建议HMO对婴儿的若干种有益作用，包括选择性增强双歧杆菌生长、对病原体的抗粘附作用以及对肠上皮细胞的糖组改变作用。三糖2'-岩藻糖基乳糖(2'-FL)是在人乳中发现的最丰富的寡糖之一。由于其益生元和抗感染特性，2'-FL被讨论为用于婴儿配方食品的营养添加剂。此外，含2'-FL的婴儿营养物与较低的腹泻率有关，因此，如果2'-FL的量足够且价格合理，它将成为一种潜在的营养补充剂和治疗剂。

以前，2'-FL是经由从人乳中提取或化学合成获得的，但人乳的有限可用性或化学合成中侧基的保护和脱保护的必要性分别限制了供应和成本效率。因此，2'-FL的替代来源引起了人们的兴趣。除了化学合成和从人乳中提取外，2'-FL可以在体外和体内通过酶法生产。大规模形成2'-FL的最有希望的方法是在大肠杆菌(Escherichia coli)中通过GDP-L-岩藻糖的细胞内合成以及随后用适当的α1,2-岩藻糖基转移酶对乳糖进行岩藻糖基化来进行全细胞生物合成。

因此，HMO可以通过发酵来生产，其中所述发酵提供包含生物质和至少一种寡糖(优选2'-FL)的溶液。这种溶液也可以被称为发酵液。

从来自HMO工艺的发酵液中分离生物质是HMO生产中的第一下游加工步骤。这一步骤的现有技术是离心和/或压滤机，有时使用絮凝剂。然而，也可以采用微滤，并且与其他分离技术相比，微滤具有若干优点。为了实现无基因修饰的有机体的产品解决方案，微滤是最好的选择，因为它可以完全保留所有未溶解的固体，包括基因修饰的细胞(如微生物)。

纳滤已被描述为从乳糖中分离HMO三糖和寡糖的纯化方法(参见公开号为WO2019/003133的国际专利申请)。

发明内容

本发明公开了用于加工发酵液的新颖方法，所述发酵液包含一种或多种精细化学品，例如寡糖和生物质，直至纯化的精细化学品溶液或固体精细化学品。这些方法在去除生物质之前采用特定顺序的步骤，去除生物质，然后对包含所需一种或多种精细化学品的溶液进行脱矿化。此外，本发明还提供了通过纳滤将包含一种或多种寡糖的溶液脱矿化的方法以及针对此类溶液的快速纯化方法。

膜过滤通常用于将溶液中的小分子与大分子分离。公开号为CN 100 549 019的中国专利申请披露了含寡糖溶液的一个实例，而专利申请CN 101 003 823公开了通过使用酶和膜技术从秸秆制备高纯度低聚木糖的方法。公开号为WO 2017/205705的国际申请公开了膜过滤针对半纤维素水解溶液的用途。另一个实例公开在EP 2 896 628中，所述专利申请公开了含寡糖发酵液的膜过滤，随后进行进一步的加工步骤，包括向滤液中添加活性炭。

发酵生产HMO后的生物质分离通常在pH值为7的情况下通过初始离心或压滤机和进一步离心进行。有时使用聚合物膜代替。

然而，当使用膜时，膜的性能相当低，并且渗透物含有大量的蛋白质和颜色组分，这些蛋白质和颜色组分必须在以下步骤中去除，从而导致复杂的下游工艺、高产品产量损失和一些质量问题。