一種改進的生物胞外多糖提取方法
2023-11-10 09:52:57
專利名稱：一種改進的生物胞外多糖提取方法
技術領域：
本發明涉及生物多糖的製備領域，具體涉及一種改進的生物胞外多糖提取方法。
背景技術：
現在生物胞外多糖的提取方法有很多，主要的有有機溶劑沉澱法、酸沉澱法、鹽 沉澱法和乾燥法。以上方法中最常用的提取方法為有機溶劑提取法，該方法是將有機溶劑 與生物胞外多糖的發酵液混合，使發酵液脫水，再通過離心或沉澱使固液分離，最後用酒精 洗滌胞外多糖，得到的多糖再烘乾處理。該方法常用的有機溶劑有甲醇、乙醇和異丙醇等 低級醇，還有丙酮等其他小分子有機溶劑。該方法優點是脫水條件簡單，操作方便，而且對 產品質量傷害較小，但是由於選用有機溶劑提取，提取成本較高，這在生產和應用上受到限 制。針對乙醇提取法的缺點，中國農業科學院土壤肥料研究所研究成功了用鹽酸作為沉澱 劑的方法，避開了有機溶劑，大大降低了提取成本，較好地解決了這個問題，但對提取設 備及管道提出了苛刻的要求，同時需對含鹽酸廢水進行處理。對分子量較大的胞外多糖， 也常採用鹽沉澱法來進行提取，常用的鈣鹽有CaCl2、Ca(OH)2,季銨鹽有十六烷基三甲基氯 化銨和十六烷基三甲基溴化銨。發酵液中加入10%Na0H溶液調節pH值，再加入2%CaCl2溶 液沉澱出生物多糖，排出上清液，沉澱物作進一步脫水處理，然後乾燥，這種方法工藝簡 單，成本相對較低，操作容易，但是通常是針對分子量較大的多糖，而且，對最終產品的質 量有一定的影響。至於乾燥法，有直接經噴霧乾燥或滾筒乾燥而製得，也有研究用薄層蒸 發乾燥法，但這些方法因發酵液含水量太高而消耗大量的能量，產品純度較低，且成品顏 色較深。因此，需要一種改進的能有效降低成本並保證產品質量的生物胞外多糖提取方法。
發明內容
本發明的目的就是針對上述存在的缺陷而提供一種改進的生物胞外多糖提取方 法， 該方法在保證了獲得的生物胞外多糖質量的情況下，降低了酒精消耗量，提高了生 物胞外多糖的提取得率，節約了提取成本，適用於大規模工業生產。本發明的一種改進的生物胞外多糖提取方法技術方案為，包括酒精脫水、離心沉 澱、乾燥等步驟，酒精脫水步驟前對所述生物胞外多糖的發酵液進行預處理步驟，包括發酵 液升溫、加入鈣鹽溶液與發酵液充分混勻、再加入NaOH溶液，調節發酵液的pH。所述鈣鹽溶液為氫氧化鈣溶液或CaCl2、乳酸鈣等可溶性鈣鹽溶液。所述鈣鹽溶液優先選用CaCl2溶液。具體步驟為
①發酵液預處理首先將發酵結束的生物胞外多糖的發酵液升溫到60-100°C， 30-60min後，加入CaCl2溶液，CaCl2的加入量為發酵液的0. 1%_1%，將CaCl2溶液與發酵液 充分混勻後，加入NaOH溶液，NaOH加入量為發酵液的0. 2%_2%，攪拌均勻；
②酒精脫水沉澱對處理後的發酵液用酒精進行脫水處理，脫水後離心，再將沉澱用酒 精洗滌，並調節PH到6-10，將洗滌離心後的沉澱烘乾、粉碎後，得到成品。
本發明的有益效果為對發酵液進行升溫，升溫有利於分子間作用力加強，這樣有 利於多糖相互凝聚；加入鈣鹽溶液，多糖分子對鈣離子有吸附作用，這一步使得眾多的鈣離 子附著在多糖分子上；最後加NaOH溶液調鹼，氫氧根離子與鈣離子作用，同時氫氧根離子 間也存在著氫鍵作用力，這樣，使得多糖分子間進一步凝聚，使得下一步酒精提取時更易脫 水，也減少了多糖提取在離心時的損失。總之，該方法使得發酵液中的多糖更易脫水，在保 證了獲得的生物胞外多糖質量的情況下，降低了酒精消耗量，提高了生物胞外多糖的提取 得率，節約了提取成本，適用於大規模工業生產。
圖1所示為現有的酒精提取技術流程圖； 圖2所示為本發明的提取技術流程圖； 圖3所示為現有技術與本發明提取的酒精用量比較圖； 圖4所示為現有技術與本發明提取的小樣得率比較圖； 圖5所示為現有技術與本發明圖區產品的三轉粘度值比較圖。
具體實施例方式
本發明的一種改進的生物胞外多糖提取方法技術方案為，包括酒精脫水、離心沉澱、幹 燥等步驟，酒精脫水步驟前對所述生物胞外多糖的發酵液進行預處理步驟，包括發酵液升 溫、加入鈣鹽溶液與發酵液充分混勻、再加入NaOH溶液，調節發酵液的pH。所述鈣鹽溶液為氫氧化鈣溶液或CaCl2、乳酸鈣等可溶性鈣鹽溶液。所述鈣鹽溶液優選為CaCl2溶液。具體步驟為
①發酵液預處理首先將發酵結束的生物胞外多糖的發酵液升溫到60-100°C， 30-60min後，加入CaCl2溶液，CaCl2的加入量為發酵液的0. 1%_1%，將CaCl2溶液與發酵液 充分混勻後，加入NaOH溶液，NaOH加入量為發酵液的0. 2%_2%，攪拌均勻；
②酒精脫水沉澱對處理後的發酵液用酒精進行脫水處理，脫水後離心，再將沉澱用酒 精洗滌，並調節PH到6-10，將洗滌離心後的沉澱烘乾、粉碎後，得到成品。本發明的具體實驗步驟和結果如下
取相同質量的多糖發酵液(各100g)，分別按照圖1和圖2方法流程中的步驟進行提取， 結果如下
1. 酒精用量比較
實驗結果如圖3所示，改進前酒精用量為180ml，而改進技術後，發酵液升溫再加CaCl2 和NaOH，提取時酒精用量僅為100ml，較技術改進前有了較大的降幅，節約了約45%的酒精用裡。2. 樣品得率比較
小樣得率如圖4所示，按照圖1的工藝，直接用酒精提取時的小樣得率為1.50%，而按 圖2工藝升溫後加CaCl2和NaOH，提取的小樣得率為1. 75%，對技術改進前後的得率進行比 較，最終得率提高了約18%。3. 樣品粘度的比較
各組分三轉粘度值變化如圖5所示，技術改進前樣品的粘度為25m · Pa · S，而改進後 提取出來的樣品的粘度為24m *Pa*S，幾乎沒有降低，這說明，改進提取技術後，雖然酒精消耗降低了、產品得率也升高了，但樣品的質量幾乎沒有變化。
本發明所述的具體參數可根據實際情況進行調整，並不是用來限制本發明。
權利要求
一種改進的生物胞外多糖提取方法，包括酒精脫水、離心沉澱、乾燥等步驟，其特徵在於，酒精脫水步驟前對所述生物胞外多糖的發酵液進行預處理步驟，包括發酵液升溫、加入鈣鹽溶液與發酵液充分混勻、再加入NaOH 溶液，調節發酵液的pH。
2.如權利要求1所述的一種改進的生物胞外多糖提取方法，其特徵在於，所述鈣鹽溶 液為氫氧化鈣溶液或CaCl2、乳酸鈣等可溶性鈣鹽溶液。
3.如權利要求1所述的一種改進的生物胞外多糖提取方法，其特徵在於，所述鈣鹽溶 液為CaCl2溶液。
4.如權利要求1所述的一種改進的生物胞外多糖提取方法，其特徵在於，具體步驟為①發酵液預處理首先將發酵結束的生物胞外多糖的發酵液升溫到60-100°C， 30-60min後，加入CaCl2溶液，CaCl2的加入量為發酵液的0. 1%_1%，將CaCl2溶液與發酵液 充分混勻後，加入NaOH溶液，NaOH加入量為發酵液的0. 2%_2%，攪拌均勻；②酒精脫水沉澱對處理後的發酵液用酒精進行脫水處理，脫水後離心，再將沉澱用酒 精洗滌，並調節PH到6-10，將洗滌離心後的沉澱烘乾、粉碎後，得到成品。
全文摘要
本發明涉及生物多糖的製備領域，具體涉及一種改進的生物胞外多糖提取方法，該方法對所述生物胞外多糖的發酵液進行升溫、加鹽、調鹼處理，在保證了獲得的生物胞外多糖質量的情況下，降低了酒精消耗量，提高了生物胞外多糖的提取得率，節約了提取成本，適用於大規模工業生產。
文檔編號C08B37/00GK101838340SQ20101017915
公開日2010年9月22日 申請日期2010年5月21日 優先權日2010年5月21日
發明者司書鋒, 李苗苗, 王壽權, 王新綱, 陳健 申請人:淄博中軒生化有限公司