[发明专利]一种ε-聚赖氨酸复合物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种ε‑聚赖氨酸复合物及其制备方法和应用，所述制备方法包括以下步骤：(1)对ε‑聚赖氨酸发酵液进行固液分离，得到ε‑聚赖氨酸清液；(2)将阴离子高分子聚合物与步骤(1)所述ε‑聚赖氨酸清液进行混合，固液分离，得到ε‑聚赖氨酸复合物粗品；(3)对步骤(2)中的ε‑聚赖氨酸复合物粗品进行纯化、干燥，得到ε‑聚赖氨酸复合物纯品。本发明的工艺简单，环保，不仅对ε‑聚赖氨酸的回收率高，且分离纯化得到的ε‑聚赖氨酸复合物稳定性好，产品适用度更加广泛。此外，本发明还将该分离纯化工艺和ε‑聚赖氨酸的应用有机的结合起来，形成了一个完整的生态产业链，为ε‑聚赖氨酸的整体布局提供了良好的思路。

技术领域

本发明属于发酵工程技术领域，涉及一种ε-聚赖氨酸复合物及其制备方法和应用。

背景技术

ε-聚赖氨酸(ε-PL)是一种具有广谱抗菌性的天然发酵产品，对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌、霉菌、噬菌体等均有良好的抑制作用，相比于传统化学防腐剂如苯甲酸类、山梨酸类等，ε-聚赖氨酸具有抑菌谱广、抑菌能力强、耐高温(120℃)、水溶性好、不影响食品风味、使用量低和安全性高等优点，是具有优良防腐性能和巨大商业潜力的天然发酵食品防腐剂。

上世纪八十年代，日本、韩国已经开始作为食品添加剂使用，2003年美国FDA批准使用，而我国2014年国家卫计委才批准ε-聚赖氨酸在食品领域使用。由于我国ε-聚赖氨酸研究起步较晚，近几年，我国几家企业已开始尝试生产，但落后于日本，存在发酵水平低、产品总收率低、生产成本高、品相差等问题，并对其机理缺乏深入研究，极大的限制了ε-聚赖氨酸在我国的开发和应用。因此，针对发酵液后续分离纯化过程中存在的污染严重、产品纯度低、得率不高、色泽差等问题进行工艺研究具有重大意义。

CN111777760A公开了一种ε-聚赖氨酸分离纯化工艺及应用，该发明步骤(1)中微滤前通过对经固液分离后的发酵液清液进行pH调整，从而使得ε-聚赖氨酸从带正电荷状态转变成不带电荷或者带负电荷状态，从而削弱了ε-聚赖氨酸与其他杂质的静电吸附作用，为后续ε-聚赖氨酸的分离纯化降低难度；步骤(3)由于经该工艺步骤(2)得到的ε-聚赖氨酸溶液品质已经达到要求而无需额外的活性炭脱色单元，减少了ε-聚赖氨酸的损失，从而提高了ε-聚赖氨酸产品的回收率。对发酵液的前处理、对离子交换树脂吸附后的洗脱处理的改进提高了ε-聚赖氨酸纯度。该发明工艺整体操作简单，环境友好，不仅对ε-聚赖氨酸的回收率高，且分离纯化得到的ε-聚赖氨酸纯度优异。

CN106380592A公开了一种从发酵液中提取ε-聚赖氨酸及其盐酸盐的方法，该发明采用超滤对离子交换的上样液进行深度预处理，提高上样液澄清度的同时提高了减树脂的使用寿命；去除了上样液中的大分子杂质(如蛋白质、核酸等)，有效地提升了树脂的吸附量和使用效率；采用两级离子交换对目标产品ε-PL进行正吸附和负吸附，以最大程度地去除杂质，提高离子交换树脂提纯的效果；采用纳滤方式进行脱盐，大程度上去除分离提取过程中因反复调节pH值而引入的盐分，确保成品的灰分控制在合理水平，显著提升了成品纯度，这是ε-PL提取工艺中首次引入脱盐操作单元。

CN108641078A公开了一种提取ε-聚赖氨酸的方法，该发明采用树脂直接从未经预处理的发酵液中提取ε-PL，省去了菌体分离操作，减少了提取步骤，降低了生产成本；工艺流程简单、操作时间短、投资成本低、便于工业放大，具有很高的实际应用价值且优势明显。

然而，上述发明依旧没有摆脱必须先拿到ε-聚赖氨酸纯品才能进行后续产品开发的命运。此外，ε-聚赖氨酸本身的阳离子导致其在使用过程中，特别是在液体中使用时，因和阴离子型的高分子如多糖、蛋白等相互聚集沉淀从而导致抑菌活性降低。

因此，在本领域中，期望开发一种不需分离纯化ε-聚赖氨酸而可以直接使用、并且工艺流程简单的ε-聚赖氨酸复合物。

发明内容