一种鼠李糖脂的提取纯化方法与流程

[0001]
本发明属于生物提取技术领域，具体地说，涉及一种鼠李糖脂的提取纯化方法。


背景技术：

[0002]
生物表面活性剂是一种由微生物合成的、结构多样的表面活性物质，包括糖脂、脂肽、脂蛋白、磷脂以及中性类脂衍生物等。目前，市场上绝大部分表面活性剂都是由化学合成的，然而，使用化学表面活性剂会产生严重的环境污染问题，特别是在用量特别巨大的石油化工和日化领域，长期、大量的应用化学表面活性剂造成了严重的水资源和土壤污染。生物表面活性剂毒性低、可生物降解，生物相容性好。因此，近年来，环境友好的生物表面活性剂的研究、生产和使用日益受到人们的广泛关注。随着人们环保意识的逐年提高，生物表面活性剂的市场需求将迅速扩大。
[0003]
鼠李糖脂是由假单胞菌生物合成的一种生物表面活性剂，可以显著降低体系的界/表面张力，且具有热稳定性、化学稳定性、低毒性和生物可降解性，是一种典型的绿色产品，可被广泛应用于石油、日化、环境、食品、医药以及农业等诸多领域。然而，目前对于鼠李糖脂来说，普遍存在产量低、生产周期长、生产规模小和分离纯化成本高等问题，特别是日化、食品及医药等领域需要纯化高品质鼠李糖脂产品，但由于鼠李糖脂自身的理化特性使其分离纯化成本居高不下，导致其使用成本高，限制了其在工业规模上的广泛应用。因此，急需开发高效、低成本的鼠李糖脂工业分离纯化技术，以适应当前市场发展的需求。


技术实现要素：

[0004]
1、要解决的问题
[0005]
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种鼠李糖脂的提取纯化方法，与现有技术相比，可在较低成本下连续大规模高效地分离纯化鼠李糖脂，并获得高品质鼠李糖脂产品。
[0006]
2、技术方案
[0007]
为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
[0008]
一种鼠李糖脂的提取纯化的方法，包括以下步骤：
[0009]
(1)絮凝沉淀固液分离：采用文献(cnki,springerlink,sciencedirect,rsc,acs等数据库)报道，利用假单胞菌按照常规工艺(例如用植物油为碳源等)进行鼠李糖脂发酵生产结束后，调节鼠李糖脂发酵液的ph值，并添加絮凝剂进行搅拌混合均匀，随后进行絮凝沉淀处理，最后过滤以进行固液分离，获取分离液；
[0010]
(2)脱色：在步骤(1)固液分离后的分离液中加入活性炭，获取脱色液，并控制脱色液的温度和ph值，最后进行脱色处理，获取溶液a；
[0011]
(3)澄清：采用第一滤膜将步骤(2)脱色后的溶液a进行澄清处理，获取溶液b；
[0012]
(4)浓缩脱盐：采用第二滤膜将步骤(3)微滤澄清后的溶液b进行浓缩脱盐处理，获取溶液c；
[0013]
(5)蒸发浓缩：将步骤(4)浓缩脱盐后的溶液c进行蒸发浓缩，即得成品。
[0014]
上述所述的鼠李糖脂的提取纯化的方法中，
[0015]
步骤(1)中所述的鼠李糖脂发酵液的ph值的调节范围为6.0-7.5。
[0016]
上述所述的鼠李糖脂的提取纯化的方法中，
[0017]
步骤(1)中所述的絮凝剂为硅藻土、钠基膨润土、部分水解聚丙烯酰胺(其cas号为 9003-05-8)、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁中的两种或三种以上的混合物组成；
[0018]
步骤(1)中所述的絮凝剂的浓度范围为100pm-1000ppm；
[0019]
步骤(1)中所述的絮凝剂的絮凝沉淀处理的温度范围为35℃-45℃；
[0020]
步骤(1)中所述的絮凝剂的絮凝沉淀处理的时间范围为1h-4h。
[0021]
上述所述的鼠李糖脂的提取纯化的方法中，
[0022]
步骤(1)中所述的过滤的设备为板框压滤机，其中板框压滤机的孔径范围为200目-500 目。
[0023]
上述所述的鼠李糖脂的提取纯化的方法中，
[0024]
步骤(2)中所述的活性炭与所述的步骤(1)固液分离后的分离液的重量体积比范围为 0.5％-1.2％；
[0025]
步骤(2)中所述的活性炭为活性炭302、活性炭303、活性炭305、活性炭311、活性炭 314中的一种。
[0026]
上述所述的鼠李糖脂的提取纯化的方法中，
[0027]
步骤(2)中所述的脱色液的温度范围为78℃-90℃；
[0028]
步骤(2)中所述的脱色液的ph值的调节范围为4.5-5.5；
[0029]
步骤(2)中所述的脱色处理的时间范围为1h-2h。
[0030]
上述所述的鼠李糖脂的提取纯化的方法中，
[0031]
步骤(3)中所述的第一滤膜为陶瓷滤膜；
[0032]
步骤(3)中所述的第一滤膜的孔径范围为0.05μm-0.2μm。
[0033]
上述所述的鼠李糖脂的提取纯化的方法中，
[0034]
步骤(3)中所述的澄清处理的温度范围为25℃-55℃；
[0035]
步骤(3)中所述的澄清处理的ph值的调节范围为4.5-5.5。
[0036]
上述所述的鼠李糖脂的提取纯化的方法中，
[0037]
步骤(4)中所述的第二滤膜为纳滤膜；
[0038]
步骤(4)中所述的第二滤膜的截留分子量范围为300da-600da；
[0039]
步骤(4)中所述的浓缩脱盐处理的温度范围为25℃-40℃。
[0040]
上述所述的鼠李糖脂的提取纯化的方法中，
[0041]
步骤(5)中蒸发浓缩的真空度范围为；-0.02mpa～-0.06mpa；
[0042]
步骤(5)中蒸发浓缩的温度范围为80℃-100℃。
[0043]
3、有益效果
[0044]
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
[0045]
本发明可在较低成本下连续大规模高效地分离纯化鼠李糖脂，并获得高品质鼠李糖脂产品，同时方法简单、成本低、原料来源广泛、无复杂设备、不引入其他杂质、不使用有毒有害溶剂。具体来说，通过絮凝沉淀固液分离、脱色、澄清、浓缩脱盐及蒸发浓缩五个步骤
即可实现鼠李糖脂的有效提取纯化，经检测，鼠李糖脂提取的纯度高和有效物含量均较高，且鼠李糖脂的结构比例合适，生产成本远低于各大常规品牌。
具体实施方式
[0046]
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
[0047]
实施例1
[0048]
本实施例的鼠李糖脂的提取纯化的方法，包括以下步骤：
[0049]
(1)絮凝沉淀固液分离：鼠李糖脂发酵生产结束后，调节鼠李糖脂发酵液的ph值，并添加絮凝剂进行搅拌混合均匀，随后进行絮凝沉淀处理，最后过滤以进行固液分离，获取分离液；其中步骤(1)中所述的鼠李糖脂发酵液的ph值的调节范围为6.0；其中步骤(1)中所述的絮凝剂为硅藻土与钠基膨润土中的两种混合物组成；其中步骤(1)中所述的絮凝剂的浓度范围为100pm；其中步骤(1)中所述的絮凝剂的絮凝沉淀处理的温度范围为35℃-45℃；其中步骤(1)中所述的絮凝剂的絮凝沉淀处理的时间范围为1h；其中步骤(1)中所述的过滤的设备为板框压滤机，其中板框压滤机的孔径范围为200目；
[0050]
(2)脱色：在步骤(1)固液分离后的分离液中加入活性炭，获取脱色液，并控制脱色液的温度和ph值，最后进行脱色处理，获取溶液a；其中步骤(2)中所述的活性炭与所述的步骤(1)固液分离后的分离液的重量体积比范围为0.5％；其中步骤(2)中所述的活性炭为活性炭302；其中步骤(2)中所述的脱色液的温度范围为78℃；其中步骤(2)中所述的脱色液的ph值的调节范围为4.5；其中步骤(2)中所述的脱色处理的时间范围为1h；
[0051]
(3)澄清：采用第一滤膜将步骤(2)脱色后的溶液a进行澄清处理，获取溶液b；其中步骤(3)中所述的第一滤膜为陶瓷滤膜；其中步骤(3)中所述的第一滤膜的孔径范围为 0.05μm；其中步骤(3)中所述的澄清处理的温度范围为25℃；其中步骤(3)中所述的澄清处理的ph值的调节范围为5.5；
[0052]
(4)浓缩脱盐：采用第二滤膜将步骤(3)微滤澄清后的溶液b进行浓缩脱盐处理，获取溶液c；其中步骤(4)中所述的第二滤膜为纳滤膜；其中步骤(4)中所述的第二滤膜的截留分子量范围为300da；其中步骤(4)中所述的浓缩脱盐处理的温度范围为25℃；
[0053]
(5)蒸发浓缩：将步骤(4)浓缩脱盐后的溶液c进行蒸发浓缩，即得成品；其中步骤 (5)中蒸发浓缩的真空度范围为；-0.02mpa；其中步骤(5)中蒸发浓缩的温度范围为80℃。
[0054]
实施例2
[0055]
本实施例的鼠李糖脂的提取纯化的方法，包括以下步骤：
[0056]
(1)絮凝沉淀固液分离：鼠李糖脂发酵生产结束后，调节鼠李糖脂发酵液的ph值，并添加絮凝剂进行搅拌混合均匀，随后进行絮凝沉淀处理，最后过滤以进行固液分离，获取分离液；其中步骤(1)中所述的鼠李糖脂发酵液的ph值的调节范围为7.5；其中步骤(1)中所述的絮凝剂为硅藻土、部分水解聚丙烯酰胺中的两种的混合物组成；其中步骤(1)中所述的絮凝剂的浓度范围为1000ppm；其中步骤(1)中所述的絮凝剂的絮凝沉淀处理的温度范围为45℃；其中步骤(1)中所述的絮凝剂的絮凝沉淀处理的时间范围为4h；其中步骤(1)中所述的过滤的设备为板框压滤机，其中板框压滤机的孔径范围为500目；
[0057]
(2)脱色：在步骤(1)固液分离后的分离液中加入活性炭，获取脱色液，并控制脱色液的温度和ph值，最后进行脱色处理，获取溶液a；其中步骤(2)中所述的活性炭与所述的步
骤(1)固液分离后的分离液的重量体积比范围为1.2％；其中步骤(2)中所述的活性炭为活性炭303；其中步骤(2)中所述的脱色液的温度范围为90℃；其中步骤(2)中所述的脱色液的ph值的调节范围为5.5；其中步骤(2)中所述的脱色处理的时间范围为2h；
[0058]
(3)澄清：采用第一滤膜将步骤(2)脱色后的溶液a进行澄清处理，获取溶液b；其中步骤(3)中所述的第一滤膜为陶瓷滤膜；其中步骤(3)中所述的第一滤膜的孔径范围为 0.2μm；其中步骤(3)中所述的澄清处理的温度范围为55℃；其中步骤(3)中所述的澄清处理的ph值的调节范围为7；
[0059]
(4)浓缩脱盐：采用第二滤膜将步骤(3)微滤澄清后的溶液b进行浓缩脱盐处理，获取溶液c；其中步骤(4)中所述的第二滤膜为纳滤膜；其中步骤(4)中所述的第二滤膜的截留分子量范围为600da；其中步骤(4)中所述的浓缩脱盐处理的温度范围为40℃；
[0060]
(5)蒸发浓缩：将步骤(4)浓缩脱盐后的溶液c进行蒸发浓缩，即得成品；其中步骤(5)中蒸发浓缩的真空度范围为；-0.06mpa；其中步骤(5)中蒸发浓缩的温度范围为100℃。
[0061]
实施例3
[0062]
本实施例的鼠李糖脂的提取纯化的方法，包括以下步骤：
[0063]
(1)絮凝沉淀固液分离：鼠李糖脂发酵生产结束后，调节鼠李糖脂发酵液的ph值，并添加絮凝剂进行搅拌混合均匀，随后进行絮凝沉淀处理，最后过滤以进行固液分离，获取分离液；其中步骤(1)中所述的鼠李糖脂发酵液的ph值的调节范围为6.0；其中步骤(1)中所述的絮凝剂为硅藻土、聚合硫酸铝中的两种混合物组成；其中步骤(1)中所述的絮凝剂的浓度范围为100pm；其中步骤(1)中所述的絮凝剂的絮凝沉淀处理的温度范围为35℃；其中步骤(1)中所述的絮凝剂的絮凝沉淀处理的时间范围为1h；其中步骤(1)中所述的过滤的设备为板框压滤机，其中板框压滤机的孔径范围为200目；
[0064]
(2)脱色：在步骤(1)固液分离后的分离液中加入活性炭，获取脱色液，并控制脱色液的温度和ph值，最后进行脱色处理，获取溶液a；其中步骤(2)中所述的活性炭与所述的步骤(1)固液分离后的分离液的重量体积比范围为0.5％；其中步骤(2)中所述的活性炭为活性炭305；其中步骤(2)中所述的脱色液的温度范围为78℃；其中步骤(2)中所述的脱色液的ph值的调节范围为4.5；其中步骤(2)中所述的脱色处理的时间范围为1h；
[0065]
(3)澄清：采用第一滤膜将步骤(2)脱色后的溶液a进行澄清处理，获取溶液b；其中步骤(3)中所述的第一滤膜为陶瓷滤膜；其中步骤(3)中所述的第一滤膜的孔径范围为 0.05μm；其中步骤(3)中所述的澄清处理的温度范围为25℃；其中步骤(3)中所述的澄清处理的ph值的调节范围为5.5；
[0066]
(4)浓缩脱盐：采用第二滤膜将步骤(3)微滤澄清后的溶液b进行浓缩脱盐处理，获取溶液c；其中步骤(4)中所述的第二滤膜为纳滤膜；其中步骤(4)中所述的第二滤膜的截留分子量范围为300da；其中步骤(4)中所述的浓缩脱盐处理的温度范围为25℃；
[0067]
(5)蒸发浓缩：将步骤(4)浓缩脱盐后的溶液c进行蒸发浓缩，即得成品；其中步骤 (5)中蒸发浓缩的真空度范围为；-0.02mpa；其中步骤(5)中蒸发浓缩的温度范围为80℃。
[0068]
实施例4
[0069]
本实施例的鼠李糖脂的提取纯化的方法，包括以下步骤：
[0070]
(1)絮凝沉淀固液分离：鼠李糖脂发酵生产结束后，调节鼠李糖脂发酵液的ph值，并添加絮凝剂进行搅拌混合均匀，随后进行絮凝沉淀处理，最后过滤以进行固液分离，获取
分离液；其中步骤(1)中所述的鼠李糖脂发酵液的ph值的调节范围为6.0；其中步骤(1)中所述的絮凝剂为钠基膨润土、聚合硫酸铝中的两种混合物组成；其中步骤(1)中所述的絮凝剂的浓度范围为100pm；其中步骤(1)中所述的絮凝剂的絮凝沉淀处理的温度范围为35℃；其中步骤(1)中所述的絮凝剂的絮凝沉淀处理的时间范围为1h；其中步骤(1)中所述的过滤的设备为板框压滤机，其中板框压滤机的孔径范围为200目；
[0071]
(2)脱色：在步骤(1)固液分离后的分离液中加入活性炭，获取脱色液，并控制脱色液的温度和ph值，最后进行脱色处理，获取溶液a；其中步骤(2)中所述的活性炭与所述的步骤(1)固液分离后的分离液的重量体积比范围为0.5％；其中步骤(2)中所述的活性炭为活性炭311；其中步骤(2)中所述的脱色液的温度范围为78℃；其中步骤(2)中所述的脱色液的ph值的调节范围为4.5；其中步骤(2)中所述的脱色处理的时间范围为1h；
[0072]
(3)澄清：采用第一滤膜将步骤(2)脱色后的溶液a进行澄清处理，获取溶液b；其中步骤(3)中所述的第一滤膜为陶瓷滤膜；其中步骤(3)中所述的第一滤膜的孔径范围为 0.05μm；其中步骤(3)中所述的澄清处理的温度范围为25℃；其中步骤(3)中所述的澄清处理的ph值的调节范围为5.5；
[0073]
(4)浓缩脱盐：采用第二滤膜将步骤(3)微滤澄清后的溶液b进行浓缩脱盐处理，获取溶液c；其中步骤(4)中所述的第二滤膜为纳滤膜；其中步骤(4)中所述的第二滤膜的截留分子量范围为300da；其中步骤(4)中所述的浓缩脱盐处理的温度范围为25℃；
[0074]
(5)蒸发浓缩：将步骤(4)浓缩脱盐后的溶液c进行蒸发浓缩，即得成品；其中步骤 (5)中蒸发浓缩的真空度范围为；-0.02mpa；其中步骤(5)中蒸发浓缩的温度范围为80℃。
[0075]
实施例5
[0076]
本实施例的鼠李糖脂的提取纯化的方法，包括以下步骤：
[0077]
(1)絮凝沉淀固液分离：鼠李糖脂发酵生产结束后，调节鼠李糖脂发酵液的ph值，并添加絮凝剂进行搅拌混合均匀，随后进行絮凝沉淀处理，最后过滤以进行固液分离，获取分离液；其中步骤(1)中所述的鼠李糖脂发酵液的ph值的调节范围为6.0；其中步骤(1)中所述的絮凝剂为部分水解聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁中的两种混合物组成；其中步骤(1)中所述的絮凝剂的浓度范围为100pm；其中步骤(1)中所述的絮凝剂的絮凝沉淀处理的温度范围为35℃；其中步骤(1)中所述的絮凝剂的絮凝沉淀处理的时间范围为1h；其中步骤(1)中所述的过滤的设备为板框压滤机，其中板框压滤机的孔径范围为200目；
[0078]
(2)脱色：在步骤(1)固液分离后的分离液中加入活性炭，获取脱色液，并控制脱色液的温度和ph值，最后进行脱色处理，获取溶液a；其中步骤(2)中所述的活性炭与所述的步骤(1)固液分离后的分离液的重量体积比范围为0.5％；其中步骤(2)中所述的活性炭为活性炭314；其中步骤(2)中所述的脱色液的温度范围为78℃；其中步骤(2)中所述的脱色液的ph值的调节范围为4.5；其中步骤(2)中所述的脱色处理的时间范围为1h；
[0079]
(3)澄清：采用第一滤膜将步骤(2)脱色后的溶液a进行澄清处理，获取溶液b；其中步骤(3)中所述的第一滤膜为陶瓷滤膜；其中步骤(3)中所述的第一滤膜的孔径范围为 0.05μm；其中步骤(3)中所述的澄清处理的温度范围为25℃；其中步骤(3)中所述的澄清处理的ph值的调节范围为5.5；
[0080]
(4)浓缩脱盐：采用第二滤膜将步骤(3)微滤澄清后的溶液b进行浓缩脱盐处理，获取溶液c；其中步骤(4)中所述的第二滤膜为纳滤膜；其中步骤(4)中所述的第二滤膜的截留
分子量范围为300da；其中步骤(4)中所述的浓缩脱盐处理的温度范围为25℃；
[0081]
(5)蒸发浓缩：将步骤(4)浓缩脱盐后的溶液c进行蒸发浓缩，即得成品；其中步骤 (5)中蒸发浓缩的真空度范围为；-0.02mpa；其中步骤(5)中蒸发浓缩的温度范围为80℃。
[0082]
实施例6
[0083]
本实施例的鼠李糖脂的提取纯化的方法，包括以下步骤：
[0084]
(1)絮凝沉淀固液分离：鼠李糖脂发酵生产结束后，调节鼠李糖脂发酵液的ph值，并添加絮凝剂进行搅拌混合均匀，随后进行絮凝沉淀处理，最后过滤以进行固液分离，获取分离液；其中步骤(1)中所述的鼠李糖脂发酵液的ph值的调节范围为6.0；其中步骤(1)中所述的絮凝剂为聚合硫酸铁、钠基膨润土中的两种混合物组成；其中步骤(1)中所述的絮凝剂的浓度范围为100pm；其中步骤(1)中所述的絮凝剂的絮凝沉淀处理的温度范围为35℃；其中步骤(1)中所述的絮凝剂的絮凝沉淀处理的时间范围为1h；其中步骤(1)中所述的过滤的设备为板框压滤机，其中板框压滤机的孔径范围为200目；
[0085]
(2)脱色：在步骤(1)固液分离后的分离液中加入活性炭，获取脱色液，并控制脱色液的温度和ph值，最后进行脱色处理，获取溶液a；其中步骤(2)中所述的活性炭与所述的步骤(1)固液分离后的分离液的重量体积比范围为0.5％；其中步骤(2)中所述的活性炭为活性炭302；其中步骤(2)中所述的脱色液的温度范围为78℃；其中步骤(2)中所述的脱色液的ph值的调节范围为4.5；其中步骤(2)中所述的脱色处理的时间范围为1h；
[0086]
(3)澄清：采用第一滤膜将步骤(2)脱色后的溶液a进行澄清处理，获取溶液b；其中步骤(3)中所述的第一滤膜为陶瓷滤膜；其中步骤(3)中所述的第一滤膜的孔径范围为 0.05μm；其中步骤(3)中所述的澄清处理的温度范围为25℃；其中步骤(3)中所述的澄清处理的ph值的调节范围为5.5；
[0087]
(4)浓缩脱盐：采用第二滤膜将步骤(3)微滤澄清后的溶液b进行浓缩脱盐处理，获取溶液c；其中步骤(4)中所述的第二滤膜为纳滤膜；其中步骤(4)中所述的第二滤膜的截留分子量范围为300da；其中步骤(4)中所述的浓缩脱盐处理的温度范围为25℃；
[0088]
(5)蒸发浓缩：将步骤(4)浓缩脱盐后的溶液c进行蒸发浓缩，即得成品；其中步骤 (5)中蒸发浓缩的真空度范围为；-0.02mpa；其中步骤(5)中蒸发浓缩的温度范围为80℃。
[0089]
表1产品比对
[0090][0091]
表2提取方法比对
[0092]
[0093][0094]
结合表1和表2可以看出，本发明可在较低成本下连续大规模高效地分离纯化鼠李糖脂，并获得高品质鼠李糖脂产品，同时方法简单、成本低、原料来源广泛、无复杂设备、不引入其他杂质、不使用有毒有害溶剂。具体来说，通过絮凝沉淀固液分离、脱色、澄清、浓缩脱盐及蒸发浓缩五个步骤即可实现鼠李糖脂的有效提取纯化，经检测，鼠李糖脂提取的纯度高和有效物含量均较高，且鼠李糖脂的结构比例合适，生产成本远低于各大常规品牌。
[0095]
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

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