[发明专利]一种从玉米淀粉废水中分离提纯蛋白的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从玉米淀粉废水中分离提纯蛋白的方法。

背景技术

随着国内玉米淀粉生产规模的不断扩大，玉米淀粉废水在不断地增加。玉米淀粉废水 主要由两部分组成，玉米浸泡液和生产工艺水。玉米淀粉废水的CODcr含量高，如果直 接排放，不仅会污染水环境，给企业增加了处理废水的成本，同时还会浪费了其中的蛋白。

传统的工艺是将浸泡液从含蛋白6～7％(wt/wt)经三效或四效蒸发浓缩至40～48％ 后分离蛋白。但是三效蒸发浓缩或四效蒸发浓缩成本较高，能耗也高。以年产6万吨玉米 淀粉企业为例：利用三效蒸发回收蛋白时设备投资120万元，耗蒸气量为300kg/吨，折合 140元/吨，电耗30元/吨；利用四效蒸发回收蛋白时设备投资160万元，耗蒸气量为250kg/ 吨，折合120元/吨，电耗25元/吨。此外，由于浸泡液中含有大量蛋白，极易使蒸发管结 垢，需要定期用碱液蒸煮，这样又增加了处理成本。因此，开发一种新技术来分离提纯淀 粉废水中的蛋白代替蒸发浓缩成为目前淀粉废水处理行业的一项新课题，但是成功的应用 到实际污水处理中却很少。

双水相萃取(Aqueous two-phase extraction，ATPE)技术始于20世纪60年代，从 1956年瑞典伦德大学的Albertsson发现双水相体系，到1979年德国GBF的Kula等人将双 水相萃取分离技术应用于生物产品分离，虽然只有30多年的历史，但由于其条件温和， 容易放大，可连续操作，目前，成功地应用于蛋白质、核酸和病毒等生物产品的分离和纯 化，双水相体系也已被成功地应用到生物转化及生物分析中。国内自20世纪80年代起也 开展了双水相萃取技术研究，但是关于从淀粉废水中分离提纯蛋白的还未见报道。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种从玉米淀粉废水中分 离提纯蛋白的方法，使资源合理利用，变废为宝。

本发明的技术方案是：本发明综合分析了聚合物浓度，分子量，盐，pH等因素对分 离效果的影响。采用以下工艺流程。工艺流程主要由三部分构成：目的产物的萃取；聚合 物的循环；无机盐的循环。具体步骤：

(1)目的产物的提取：将已加入0.05mol/L磷酸缓冲液PH值调至8-10、含蛋白6％-8％ (wt/wt)的玉米淀粉均浆液废水，分子量为2000-8000的浓度为20％-30％(wt/wt)的聚 合物PEG，浓度为13％-21％(wt/wt)的NH₄SO₄在均浆液混合池中混合，所述玉米淀粉废 水与PEG、NH₄SO₄的体积比为1∶2∶2；然后再进入分离器分离，目标蛋白被分离到下相 (PEG相)，其它杂质诸如核酸，多糖等分配到上相(富盐相)；第二步萃取是将目标蛋白 质转入富盐相，方法是在下相中加入浓度为0M-1.0M的NaCl水溶液，按1∶1体积比与下 相形成新的双水相体系，然后进入分离器分离，目标蛋白被分离到上相，其它杂质分配到 下相(PEG相)，从而将蛋白与PEG分离，以利于使用超滤或透析将PEG回收利用，含有 蛋白的上相经进一步浓缩、干燥得到产品；

(2)聚合物PEG的循环：在大规模的蛋白分离过程中，成相材料的回收和循环利用， 不仅减少废水处理的费用，还可以节约化学试剂，降低成本。PEG的回收可采用是加入 NaCl使目标蛋白质转入富盐相，然后使用超滤或透析将PEG回收利用。

(3)NH₄SO₄的循环：在大量分离蛋白的过程中，也需要消耗一定的硫酸铵，若将这 部分硫酸盐回收，将会为企业或者工厂节约大量生产成本。通常先将含无机盐相(富盐相) 冷却，结晶，然后用离心机分离收集。