膜浓缩结合气流干燥法提取微生物多糖絮凝剂的方法.pdf

本发明提供一种膜浓缩结合气流干燥法提取微生物多糖絮凝剂的方法，该方法是将微生物多糖絮凝剂产生菌节杆菌LF-Tou2经发酵产生的发酵液进行过滤、分离浓缩、羧化沉淀、干燥制备制微生物多糖絮凝剂，该方法与现有技术相比具有制备效率高、产品纯度及活性高，使用无二次污染，适合工业化生产，能够进行大规模推广应用，尤其是饮用水原水的处理应用等特点，应用前景广阔。

1.  膜浓缩结合气流干燥法提取微生物多糖絮凝剂的方法，其特征在于，将微生物多糖絮凝剂产生菌节杆菌LF-Tou2经发酵产生的发酵液进行过滤、分离浓缩、羧化沉淀、干燥制备制微生物多糖絮凝剂，具体包括以下步骤：
a)发酵液的菌体去除：
将发酵液的温度控制在20-40℃，用离心机在4000-7000转/分条件下离心去除发酵液中所含有的菌体，得发酵清液备用；
b)发酵清液纯化：
把发酵清液的温度控制在18-28℃，加入阴离子交换树脂，搅拌吸附静止20-60min，用水漂洗去除杂蛋白，用pH7.2-8.0的20-80mmol/L的NaCl漂洗1-3次，再用0.6-3mol/L的NaCl在搅拌后进行静态洗脱，静止30-70min后，抽取洗脱液，抽干的树脂再用0.6-3mol/L NaCl溶液洗脱一次，合并二次的洗脱液，得多糖含量为0.4-1.0g/L的纯化发酵清液备用；
c)纯化发酵清液的膜分离浓缩：
把纯化发酵清液的温度控制在25-35℃，用孔径30000-120000分子量的有机平板膜在0.2-2kg/cm²压力下进行循环分离浓缩，浓缩多糖大分子至原有浓度的3-8倍，得纯化多糖絮凝剂浓缩液备用；
d)羧化与沉淀：
把纯化多糖絮凝剂浓缩液的温度控制在10-25℃，加入终浓度为0.015-0.09mol/L的NaOH溶液对纯化多糖絮凝剂浓缩液进行羧化处理10-40min后，加入0.05％-0.15％的钙离子和1.8-2.8倍体积的无水乙醇，静止15-60min得沉淀，将沉淀用离心机离心5-20min，将所得固形物用无水乙醇充分洗涤，得醇洗纯化多糖絮凝剂备用；
e)醇洗纯化多糖絮凝剂的干燥：
将醇洗纯化多糖絮凝剂用气流干燥器在70-95℃温度下干燥，用粉碎机粉碎成80目细粉，得粉状微生物絮凝剂成品。

膜浓缩结合气流干燥法提取微生物多糖絮凝剂的方法
技术领域
本发明涉及一种微生物絮凝剂的制备方法，具体地说是一种膜浓缩结合气流干燥法提取微生物多糖絮凝剂的方法。
背景技术
微生物絮凝剂是由特殊代谢功能的微生物产生的具有絮凝功能的生物大分子，微生物多糖絮凝剂是微生物絮凝剂的一种，是代表着絮凝剂发展方向的新型水处理剂，其功能表现为对液体体系中悬浮颗粒、无机离子、有机物等进行吸附、絮凝去除。采用先进与高效的方法组合，对生物絮凝剂进行高效率、高纯度及高活性提取代表着微生物工程领域极有前途的研究方向。
微生物絮凝剂是由微生物产生的生物大分子，具备本身无毒、使用安全、具有生物降解性、应用无二次污染、可进行大规模工业化生产等特点，主要有多糖类、糖蛋白类、蛋白质类、蛋白多糖类及DNA类等。在现有技术中，本发明人于2007年授权的专利号为“ZL200310105515.X”，发明名称为“由节杆菌制备生物絮凝剂的方法”该专利申请中已经报道的微生物絮凝剂的提取方法涉及到先通过离心或过滤的方法去除杂质和菌体，然后根据发酵液的性质以及絮凝剂物质的特点相应采取无机盐、有机物与有机溶剂反复沉淀，真空干燥制取，现有技术的由发酵液提取微生物多糖絮凝剂在实际应用中存在的不足是效率低、操作繁索、成本高等，很难广泛推广和应用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种效率高、易于操作、成本低、并适合于大规模生产的膜浓缩结合气流干燥法提取微生物多糖絮凝剂的方法。
本发明的目的是按以下方式实现的，将微生物多糖絮凝剂产生菌节杆菌LF-Tou2经发酵产生的发酵液进行过滤、分离浓缩、羧化沉淀、干燥制备制微生物多糖絮凝剂，具体包括以下步骤：
a)发酵液的菌体去除：
将发酵液的温度控制在20-40℃，用离心机在4000-7000转/分条件下离心去除发酵液中所含有的菌体。得发酵清液备用；
b)发酵清液纯化：
把发酵清液的温度控制在18-28℃，加入一定量的阴离子交换树脂，搅拌吸附，然后静止20-60min，用水漂洗去除杂蛋白等。用pH7.2-8.0的20-80mmol/L的NaCl漂洗1-3次，再用0.6-3mol/L的NaCl在搅拌后进行静态洗脱，静止30-70min后，抽取洗脱液。抽干的树脂再用0.6-3mol/L NaCl溶液洗脱一次，合并二次的洗脱液。得多糖含量为0.4-1.0g/L的纯化发酵清液备用；
c)纯化发酵清液的膜分离浓缩：
把纯化发酵清液的温度控制在25-35℃，用孔径30000-120000分子量的有机平板膜在0.2-2kg/cm²压力下进行循环分离浓缩，浓缩多糖大分子至3-8倍，得纯化多糖絮凝剂浓缩液备用；
d)羧化与沉淀：
把纯化多糖絮凝剂浓缩液的温度控制在10-25℃，加入终浓度为0.015-0.09mol/L的NaOH溶液对纯化多糖絮凝剂浓缩液进行羧化处理10-40min后，加入0.05％-0.15％的钙离子和1.8-2.8倍体积的无水乙醇，静止15-60min得沉淀，将沉淀用离心机离心5-20min，将所得固形物用无水乙醇充分洗涤，得醇洗纯化多糖絮凝剂备用；
e)醇洗纯化多糖絮凝剂的干燥：
将醇洗纯化多糖絮凝剂用气流干燥器在70-95℃干燥，用粉碎机粉碎成80目粉状微生物絮凝剂，粉状产品采用真空包装，其包装规格在1-25kg之间不等。
本发明的膜浓缩结合气流干燥法提取微生物多糖絮凝剂的方法与现有技术相比，有益效果是具有效率高、成本低、更适合大规模工业化生产的特点。经制备生产的微生物多糖絮凝剂絮凝无毒、纯度高、效率高、可生物降解、应用无二次污染、可进行大规模推广应用，应用前景广阔。
具体实施方式
本发明的膜浓缩结合气流干燥法提取微生物多糖絮凝剂的方法是采用LF-Tou2进行发酵，用获得的发酵液制备微生物多糖絮凝剂。发酵液通过专利号为“ZL200310105515.X”，发明名称为“由节杆菌制备生物絮凝剂的方法”中获得。
实施例1
a)发酵液的菌体去除：
将发酵液的温度控制在23℃，用离心机在4000转/分条件下离心去除发酵液中所含有的菌体。得发酵清液备用；
b)发酵清液纯化：
把发酵清液的温度控制在26℃，加入一定量的阴离子交换树脂，搅拌吸附，然后静止40min，用水漂洗去除杂蛋白等。用pH7.2的70mmol/L的NaCl漂洗3次，再用2.8mol/L的NaCl在搅拌后进行静态洗脱，静止60min后，抽取洗脱液。抽干的树脂再用2.8mol/L NaCl溶液洗脱一次，合并二次的洗脱液。得多糖含量为0.4-1.0g/L的纯化发酵清液备用；
c)纯化发酵清液的膜分离浓缩：
把纯化发酵清液的温度控制在33℃，用孔径100000分子量的有机平板膜在1.8kg/cm²压力下进行循环分离浓缩，浓缩多糖大分子至7倍，得纯化多糖絮凝剂浓缩液备用；
d)羧化与沉淀：
把纯化多糖絮凝剂浓缩液的温度控制在18℃，加入终浓度为0.08mol/L的NaOH溶液对纯化多糖絮凝剂浓缩液进行羧化处理25min后，加入0.13％的钙离子和1.8倍体积的无水乙醇，静止15min得沉淀，将沉淀用离心机离心8min，将所得固形物用无水乙醇充分洗涤，得醇洗纯化多糖絮凝剂备用；
e)醇洗纯化多糖絮凝剂的干燥：
将醇洗纯化多糖絮凝剂用气流干燥器在75℃干燥，用粉碎机粉碎成80目粉状微生物絮凝剂，粉状产品采用真空包装，其包装规格在1-25kg之间不等。
实施例2
a)发酵液的菌体去除：
将发酵液的温度控制在25℃，用离心机在6000转/分条件下离心去除发酵液中所含有的菌体。得发酵清液备用；
b)发酵清液纯化：
把发酵清液的温度控制在20℃，加入一定量的阴离子交换树脂，搅拌吸附，然后静止50min，用水漂洗去除杂蛋白等。用pH7.6的40mmol/L的NaCl漂洗3次，再用2.0mol/L的NaCl在搅拌后进行静态洗脱，静止40min后，抽取洗脱液。抽干的树脂再用2.0mol/L NaCl溶液洗脱一次，合并二次的洗脱液。得多糖含量为0.4-1.0g/L的纯化发酵清液备用；
c)纯化发酵清液的膜分离浓缩：
把纯化发酵清液的温度控制在26℃，用孔径50000分子量的有机平板膜在1.0kg/cm²压力下进行循环分离浓缩，浓缩多糖大分子至5倍，得纯化多糖絮凝剂浓缩液备用；
d)羧化与沉淀：
把纯化多糖絮凝剂浓缩液的温度控制在15℃，加入终浓度为0.05mol/L的NaOH溶液对纯化多糖絮凝剂浓缩液进行羧化处理15min后，加入0.09％的钙离子和2.2倍体积的无水乙醇，静止30min得沉淀，将沉淀用离心机离心15min，将所得固形物用无水乙醇充分洗涤，得醇洗纯化多糖絮凝剂备用；
e)醇洗纯化多糖絮凝剂的干燥：
将醇洗纯化多糖絮凝剂用气流干燥器在90℃干燥，用粉碎机粉碎成80目粉状微生物絮凝剂，粉状产品采用真空包装，其包装规格在1-25kg之间不等。
由本方法生产的微生物多糖絮凝剂可广泛地应用于供水原水、内陆湖泊水、污水的净化处理及发酵工业发酵液处理等。产品应储存在阴凉、干燥处。