ε-聚赖氨酸绿色生产关键技术及产业化示范

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项目简介

国产ε-聚赖氨酸(ε-PL)存在发酵水平低、分离纯化过程酸碱用量大、污染严重、耗水量大、产品收率低、品相差、成本高等问题。2017年至今,课题组与江苏一鸣生物股份有限公司合作,针对ε-聚赖氨酸发酵液后续纯化存在的污染严重、产品纯度及得率不高、色泽差等问题,开展了系统的研究,提出了新的绿色生产方案,目前已顺利完成实验室放大(100L发酵液)的工艺验证。下一步将进行4×10m3发酵罐及分离纯化生产线的建设及调试。课题组经过两年科技攻关,打破传统分离纯化思路,针对发酵液的高粘性,采用新型固液分离方式,将前处理用水量降低70%以上。采用“膜过滤解聚色素杂质(研究过程发现ε-PL与色素杂质存在自聚集行为),阳柱洗脱分离”工艺,替换传统的“两级阴柱联合活性炭脱色”工艺,大幅度减少了酸碱用量及用水量,去掉了原有工艺的活性炭脱色操作单元(损失15%PL),提高了收率。针对其他杂质(主要为酚羟基类),创造性提出“膜过滤-离子交换-等电洗脱”三步联合除杂技术,将ε-PL纯度及回收率大幅提高至日本水平;去除浓缩单元,生产能耗大幅降低。

应用领域

ε-聚赖氨酸作为一种天然的生物代谢产品,具有广谱抗菌性,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,是目前天然防腐中具有优良防腐性能和巨大商业潜力的微生物类食品防腐剂,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。可替代目前化学合成的苯甲酸类、山梨酸类等传统化学防腐剂,可稳定地应用到各种食品、饮料、水果、肉类、水产等加工领域,对保障我国食品安全具有重要战略意义。同时,ε-PL也广泛应用在医药、化工、电子材料、生物工程等领域,具有超百亿美元的市场。

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