專利名稱：樹脂法提取制備乳酸鏈球菌素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物防腐劑，特別是乳酸鏈球菌素的提取制備方法。
背景技術(shù)：
乳酸鏈球菌素(Nisin)是一種生物防腐劑，其產(chǎn)品是由可生產(chǎn)乳酸鏈球菌素的乳酸鏈球菌經(jīng)發(fā)酵生產(chǎn)所獲得的發(fā)酵液，再經(jīng)分離、提取、純化、干燥而得。在大規(guī)模生產(chǎn)過程中(噸級以上的發(fā)酵液)其分離、提取、純化制備乳酸鏈球菌素一直是一個棘手的問題。大部分工藝多采用有機溶劑分離萃取，或用硅藻土吸附后有機溶劑分離提取等方法。這些工藝方法普遍都存在一個有機溶劑使用過多，提取過程復(fù)雜，同時有機溶劑的大量使用帶來諸多不安全因素(參見文獻Biotechnol Appl，Biochem(1996)24.251-256)以及提取收率偏低等缺點。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)存在的有機溶劑使用過多，不安全，提取過程復(fù)雜，以及提取收率偏低的問題，提供一種樹脂法提取制備乳酸鏈球菌素的方法。
本發(fā)明樹脂法提取制備乳酸鏈球菌素的方法，包括a.原料液用經(jīng)發(fā)酵培養(yǎng)后產(chǎn)生的、乳酸鏈球菌素培養(yǎng)液作為原料液，調(diào)整pH范圍為2.0～7.0；b.分離提取用樹脂的選擇用陽離子型交換樹脂、陰離子型交換樹脂及非極性吸附型樹脂作為分離提取乳酸鏈球菌素的樹脂；c.吸附用b步所選樹脂對a步中的原料液進行吸附，使原料液中的乳酸鏈球菌素吸附在樹脂上；d.洗脫用洗脫溶劑對上步c中吸附有乳酸鏈球菌素的吸附樹脂進行洗脫，洗脫液pH范圍為2.0～7.0；e.干燥對上步d中含有乳酸鏈球菌素的洗脫液進行干燥，制得干粉乳酸鏈球菌素。
上述c步中的吸附可以是
①動態(tài)吸附首先將經(jīng)預(yù)處理后的樹脂裝入樹脂床，然后以100～1000ml/min的流動速度加入需分離的乳酸鏈球菌素的發(fā)酵液，使樹脂在流動條件下將乳酸鏈球菌素吸附；或②靜態(tài)吸附將發(fā)酵培養(yǎng)后的乳酸鏈球菌素培養(yǎng)液裝入容器，然后按發(fā)酵液∶樹脂＝1∶1-0.01加入樹脂靜置吸附，或低速攪拌吸附，吸附時間1-10小時，然后棄去吸附完的發(fā)酵液；上述d步中所述的洗脫首先將吸附乳酸鏈球菌素后的樹脂用去離子水淋洗，淋洗速度100～1000ml/min，淋洗水體積相當于1～10倍樹脂體積，然后用洗脫液進行洗脫，其方法包括①動態(tài)洗脫首先將上述的樹脂裝入樹脂床，然后以100～1000ml/min的流動速度加入洗脫液，洗脫液量相當于1～3倍樹脂床體積，對吸附有乳酸鏈球菌素的樹脂進行洗脫，收集洗脫液；或②靜態(tài)洗脫先將上述的樹脂裝入大型容器，再用洗脫液進行靜態(tài)洗脫，洗脫液量相當于1～3倍樹脂體積，收集洗脫液；或③動-靜混合吸附、洗脫(1)、先將上述a步中的發(fā)酵液上樹脂床進行動態(tài)吸附后，從樹脂床上取出已吸附有乳酸鏈球菌素的樹脂，在靜態(tài)條件下加入洗脫液，對乳酸鏈球菌素進行洗脫，收集洗脫液；或(2)、先將上述a步中的發(fā)酵液裝入大型容器，加入樹脂進行靜態(tài)吸附，吸附完畢后濾出樹脂，裝入樹脂床再用洗脫液進行動態(tài)洗脫，收集洗脫液。
所述的洗脫溶劑可以是水、或有機溶劑、或水與有機溶劑的混合液。
其中的有機溶劑可以是醇類、醚類、羧酸類。
上述e步中的干燥方法可以是①物理學(xué)方法首先將收集的含有乳酸鏈球菌素洗脫液減壓濃縮，濃縮溫度20℃-90℃，減壓壓力720mm-760mm汞柱，濃縮的同時將洗脫液中的醇類有機溶劑回收，當濃縮體積達到原洗脫液體積的10％-50％范圍時，進行噴霧干燥，獲得干粉乳酸鏈球菌素；或②化學(xué)方法首先將收集的含有乳酸鏈球菌素洗脫液減壓濃縮，濃縮溫度20℃-90℃，減壓壓力720mm-760mm汞柱，濃縮的同時將洗脫液中的醇類有機溶劑回收，當濃縮體積達到原洗脫液體積的5％-50％范圍時，再加入濃縮后的液體體積1～3倍的冷丙酮，沉淀乳酸鏈球菌素，并同時脫水離心，收集沉淀，將沉淀干燥，獲得干粉乳酸鏈球菌素。
本方法的優(yōu)點及效果本發(fā)明采用樹脂吸附分離的方法，不僅可減少有機溶劑的使用數(shù)量，同時簡化了生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品的得率，而且工藝技術(shù)完全符合大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的要求，使乳酸鏈球菌素大規(guī)模生產(chǎn)更為簡便可行，提高產(chǎn)品的收益。本發(fā)明工藝方法安全、簡便、實用、收效高。是一個良好的乳酸鏈球菌素提取生產(chǎn)工藝，可廣泛用于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)過程中。
具體實施方式
實例1發(fā)酵液1000kg作為上柱液動態(tài)吸附，樹脂床(柱)高1.5米，直徑0.2米(樹脂選用陰離子交換樹脂)樹脂裝入量每個樹脂床(柱)50kg，共使用5個樹脂床(柱)同時進行發(fā)酵液動態(tài)吸附上柱，上柱流速在100～1000ml/min之間任意流速均可，本例優(yōu)選240ml/min，待上柱液完全吸附完畢后，改用去離子水繼續(xù)淋洗樹脂床(柱)，淋洗速度在100～500ml/min之間任選，本例優(yōu)選300ml/min，淋洗用水體積相當于3倍樹脂體積，淋洗完畢后改換洗脫液洗脫，洗脫液為60％的乙醇液pH＝3.0(也可以選用甲醇、醋酸等溶液)洗脫流速為50～300ml/min之間任選，本例洗脫流速為180ml/min，洗脫液量相當于一倍樹脂床(柱)體積，洗脫完畢，洗脫液進行減壓濃縮同時回收乙醇，減壓濃縮溫度可在35℃-80℃范圍之間任選，減壓壓力在720mm-760mm汞柱之間任選。將洗脫液濃縮至原體積的10％-50％，進行噴霧干燥，獲得乳酸鏈球菌素干粉。
實例2發(fā)酵液1000kg，放入帶有低速攪拌的大型容器內(nèi)，加入非極性吸附樹脂150kg，靜態(tài)吸附3小時，吸附過程中，可低速攪動樹脂，輔助加強吸附效果。吸附完畢后，濾出樹脂棄去廢液。用2倍樹脂量的去離子水，淋洗樹脂2次后，改用洗脫液洗脫，洗脫液為60％的乙醇液pH＝3.0(也可以選用甲醇、醋酸等溶液)，用量為樹脂量的1.5倍，洗脫兩次洗脫完畢后，合并洗脫液進行減壓濃縮，待洗脫液濃縮至原體積的10％-50％時，進行噴霧干燥，獲得乳酸鏈球菌素干粉產(chǎn)品。
實例3發(fā)酵液1000kg，放入帶有低速攪拌的大型容器內(nèi)，加入非極性吸附樹脂150kg，低速攪拌吸附3小時。吸附完畢后，過濾、棄去殘液。將吸附有乳酸鏈球菌素的非極性吸附樹脂裝入樹脂床(柱)(樹脂床(柱)高1.5米，直徑0.2米)，用3倍樹脂床體積的無離子水動態(tài)淋洗樹脂，淋洗流速在100～500ml/min之間任選，本例選350ml/min。淋洗完畢，改換洗脫液洗脫乳酸鏈球菌素，洗脫液為60％的乙醇液pH＝3.0(也可以選用甲醇、醋酸等溶液)，洗脫液用量相當于1-2倍樹脂體積，洗脫流速為50～300ml/min之間任選，本例選50ml/min。洗脫完畢，將洗脫液進行減壓濃縮，同時回收有機溶劑(醇、羧酸類等)。減壓濃縮溫度可在35℃-80℃范圍之間任選，減壓壓力在720mm-760mm汞柱之間任選。將洗脫液濃縮至原體積的10％-50％，進行噴霧干燥，獲得乳酸鏈球菌素干粉。
權(quán)利要求
1.一種樹脂法提取制備乳酸鏈球菌素的方法，其特征是該方法包括a.原料液用經(jīng)發(fā)酵培養(yǎng)后產(chǎn)生的、乳酸鏈球菌素培養(yǎng)液作為原料液，調(diào)整pH范圍為2.0～7.0；b.分離提取用樹脂的選擇用陽離子型交換樹脂、陰離子型交換樹脂及非極性吸附型樹脂作為分離提取乳酸鏈球菌素的樹脂；c.吸附用b步所選樹脂對a步中的原料液進行吸附，使原料液中的乳酸鏈球菌素吸附在樹脂上；d.洗脫用洗脫溶劑對上步c中吸附有乳酸鏈球菌素的吸附樹脂進行洗脫，洗脫液pH范圍為2.0～7.0；e.干燥對上步d中含有乳酸鏈球菌素的洗脫液進行干燥，制得干粉乳酸鏈球菌素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂法提取制備乳酸鏈球菌素的方法，其特征是上述c步中的吸附可以是①動態(tài)吸附首先將經(jīng)預(yù)處理后的樹脂裝入樹脂床，然后以100～1000ml/min的流動速度加入需分離的乳酸鏈球菌素的發(fā)酵液，使樹脂在流動條件下將乳酸鏈球菌素吸附；或②靜態(tài)吸附將發(fā)酵培養(yǎng)后的乳酸鏈球菌素培養(yǎng)液裝入容器，然后按發(fā)酵液樹脂＝1∶1-0.01加入樹脂靜置吸附，或低速攪拌吸附，吸附時間1-10小時，然后棄去吸附完的發(fā)酵液；或
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹脂法提取制備乳酸鏈球菌素的方法，其特征是上述d步中所述的洗脫首先將吸附乳酸鏈球菌素后的樹脂用去離子水淋洗，淋洗速度100～1000ml/min，淋洗水體積相當于1～10倍樹脂體積，然后用洗脫液進行洗脫，其方法包括①動態(tài)洗脫首先將上述的樹脂裝入樹脂床，然后以100～1000ml/min的流動速度加入洗脫液，洗脫液量相當于1～3倍樹脂床體積，對吸附有乳酸鏈球菌素的樹脂進行洗脫，收集洗脫液；或②靜態(tài)洗脫先將上述的樹脂裝入大型容器，再用洗脫液進行靜態(tài)洗脫，洗脫液量相當于1～3倍樹脂體積，收集洗脫液；或③動-靜混合吸附、洗脫(1)、先將上述a步中的發(fā)酵液上樹脂床進行動態(tài)吸附后，從樹脂床上取出已吸附有乳酸鏈球菌素的樹脂，在靜態(tài)條件下加入洗脫液，對乳酸鏈球菌素進行洗脫，收集洗脫液；或(2)、先將上述a步中的發(fā)酵液裝入大型容器，加入樹脂進行靜態(tài)吸附，吸附完畢后濾出樹脂，裝入樹脂床再用洗脫液進行動態(tài)洗脫，收集洗脫液。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的樹脂法提取制備乳酸鏈球菌素的方法，其特征是所述的洗脫溶劑可以是水、或有機溶劑、或水與有機溶劑的混合液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的樹脂法提取制備乳酸鏈球菌素的方法，其特征是上述有機溶劑可以是醇類、醚類、羧酸類。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹脂法提取制備乳酸鏈球菌素的方法，其特征是上述e步中的干燥方法可以是①物理學(xué)方法首先將收集的含有乳酸鏈球菌素洗脫液減壓濃縮，濃縮溫度20℃-90℃，減壓壓力720mm-760mm汞柱，濃縮的同時將洗脫液中的醇類有機溶劑回收，當濃縮體積達到原洗脫液體積的10％-50％范圍時，進行噴霧干燥，獲得干粉乳酸鏈球菌素；或②化學(xué)方法首先將收集的含有乳酸鏈球菌素洗脫液減壓濃縮，濃縮溫度20℃-90℃，減壓壓力720mm-760mm汞柱，濃縮的同時將洗脫液中的醇類有機溶劑回收，當濃縮體積達到原洗脫液體積的5％-50％范圍時，再加入濃縮后的液體體積1～3倍的冷丙酮，沉淀乳酸鏈球菌素，并同時脫水，收集沉淀，將沉淀干燥，獲得干粉乳酸鏈球菌素。
全文摘要
一種樹脂法提取制備乳酸鏈球菌素的方法。本方法用經(jīng)發(fā)酵培養(yǎng)后產(chǎn)生的、乳酸鏈球菌素的培養(yǎng)液作為原料液，用樹脂對原料液進行吸附，使原料液中的乳酸鏈球菌素吸附在樹脂上，用洗脫溶劑對吸附有乳酸鏈球菌素的吸附樹脂進行洗脫，將洗脫液進行濃縮干燥，制得干粉乳酸鏈球菌素。本發(fā)明采用樹脂吸附分離的方法，不僅可減少有機溶劑的使用數(shù)量，同時簡化了生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品的得率，而且工藝技術(shù)完全符合大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的要求，使乳酸鏈球菌素大規(guī)模生產(chǎn)更為簡便可行，提高產(chǎn)品的收益。本發(fā)明工藝方法安全、簡便、實用、收效高。是一個良好的乳酸鏈球菌素提取生產(chǎn)工藝，可廣泛用于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)過程中。
文檔編號C07K14/195GK1660896SQ200410093918
公開日2005年8月31日 申請日期2004年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月14日
發(fā)明者梁同春 申請人:天津南大日月生物科技有限公司