[发明专利]一种基于微滤膜法高效提取菌体蛋白的新方法

说明书

技术领域 本发明属于氨基酸生产技术领域，涉及一种高效分离发酵液中氨基酸和菌体蛋白新方法，具体涉及一种基于微滤膜法高效提取菌体蛋白的新方法。

背景技术 氨基酸发酵液中含有菌体蛋白和其他胶状物等杂质，这些杂质的存在影响氨基酸的质量和提取率，也为后道工序的生产增加了一定难度。国内外在氨基酸提取前通过预处理除去这些杂质，主要的方法是高速离心、加热沉淀和絮凝沉淀。但现有技术存在高速离心能耗大、加热沉淀效果较差、絮凝沉淀蛋白提取率低的技术问题。

目前，国内通常采用絮凝沉淀提取发酵液中菌体蛋白，该法是在发酵液中加入了絮凝剂和助滤剂，待蛋白沉淀后用板框将其过滤，该工艺虽然可以达到低能耗及效果强于加热沉淀工艺，但是存在如下问题：

1.蛋白提取率不高。氨基酸收率不高；

2.使用板框过滤，劳动强度大；

3.岗位人员多，增加人工成本；

4.在发酵液中加入了絮凝剂和助滤剂，无形中增加了生产成本及产品质量。

膜分离技术已经作为一种新型的分离、浓缩、提纯技术，近几年已经成为解决当代能源、资源和环境污染的重要高新技术，目前，膜技术已经在海水淡化、纯水制备、液液分离、浓缩、提纯、工业废水方面取得了显著的进展，由于膜过程特别适用于热敏性物质的处理，因此，在食品加工、医药和精细化工等领域具有独特的适应性，随着近年来膜技术在国内外不断得到广泛的推广，而且膜成本也在不断下降，将膜分离纯化技术应用到食品、药品下游的提取过程中将产生显著的经济效益。应用膜技术不仅能提高产品质量，还能减少废水的排放，保护环境，实现自动化控制和清洁生产，降低生产成本，还能改善工人的工作环境，提高工作效率。

发明内容 本发明的目的是为了解决现有技术存在能耗大和蛋白提取率低的技术问题，提供一种基于微滤膜法高效提取菌体蛋白的新方法，以克服现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明基于微滤膜法高效提取菌体蛋白的新方法，是一种采用微滤膜对发酵液进行过滤除菌，将氨基酸和菌体蛋白分离后制取优质菌体蛋白的方法；

其要点是按照下述工艺步骤进行：

1)、先将氨基酸发酵液经过孔径为1-4mm的过滤器去除长纤维和大颗粒；

2)、再将步骤1)的滤液通过孔径为10-200nm的陶瓷微滤膜，在温度40-90℃、进膜压力3-8bar、出膜压力0-5bar、膜通量70-180L/m².h的条件下进行循环透析；

3)、当透析液浓缩体积倍数达到5-12倍时开始加水透析，充分滤出有效成分，加水量为浓缩液体积的1-6倍；

4)、当洗脱液与加洗水量相等时停止过滤，将膜系统进行排空，清液主要为有效成分氨基酸，浓缩液即为菌体蛋白；

5)、将浓缩液进行喷雾干燥制取优质蛋白粉，清液进入下道提取工序。

本发明的有益效果是蛋白提取率达到98％以上。使用微滤膜过滤，自动化程度高，劳动强度小，大大缩减岗位人员，降低人工成本。无需加入任何化学试剂，提高了产品质量，降低了生产成本。

氨基酸发酵是一高污染行业，其高污染行表现在污水排放污染、空气的污染方面。本发明是解决了目前分离菌体蛋白工艺中蛋白提取率低、劳动强度大、产品质量差的技术问题，采用本发明工艺后可高效分离提取菌体蛋白及氨基酸，无废水排放，减轻了环保压力，具有显著的社会效益和环保效益；同时处理后产生的菌体蛋白由于没有添加任何化学物质，干燥后即为优质蛋白粉，高值化明显，提高了经济效益。

本发明具有以下几个优点：

1、采用微滤除菌体，菌体蛋白回收率较高，可实现98％回收，比传统工艺中气浮法提取蛋白高20％左右，无须加入助滤剂或絮凝剂，符合环保要求的同时提高了菌体蛋白副产物的品质，增加了副产物的价值，据了解，优质菌体蛋白价格为2550元/吨，高值化明显；

2、节省成本，配套成本低，无须板框、无菌风等装置，自动化程度高，降低成本，操作方便，劳动强度小，节省人力成本；

3、工艺简化，可提高氨基酸收率，而且膜设备占地面积小，可以实现连续化生产，生产的效率大幅提高，并改善了作业环境，操作及维护简单。

传统工艺中需要添加的絮凝剂为3‰的聚丙烯酸钠，按料液体积的7％添加，聚丙烯酸钠的市场价为7000元/吨左右，采用新工艺不需絮凝剂，

因此每生产1吨谷氨酸可节约成本：10×7％×3‰×7000＝14.7元；

阜丰集团年产谷氨酸30万吨，采用本发明的新工艺后，每年可节约成本：14.7×30万＝441万元；