普魯蘭多糖是種由類酵母發酵產生的胞外水溶性多糖,普魯蘭多糖具有較高的水溶性,且成膜性能、透氣性能、混凝性能優異,在醫藥包裝,食品加工、石油化工等領域具有巨大的應用前景。同時,普魯蘭多糖是種綠色環保原料,一旦棄於環境可被微生物有效降解,且對自然環境不會有副作用。普魯蘭多糖研究的持續深入和完善,為該類糖的進一步發展,提供了巨大的應用平臺。與此同時,成熟、高效的普魯蘭多糖分離提取技術對於實現該類糖的規模化、集成化生產至關重要。
生產普魯蘭多糖的方法主要是生物發酵法。生物發酵技術可實現連續、批量生產,但生產的發酵液具有成分複雜、色素含量高、粘度大等缺點,難以實現目標產物的有效分離提純。隨著膜分離技術的快速發展,微濾膜、超濾膜和納濾膜等膜技術已在食品發酵工業得到廣泛應用。萊特萊德使用德蘭梅爾超濾+納濾膜組件工藝體系對比分離提純普魯蘭多糖的傳統工藝做了驗證性實驗,對膜分離集成工藝技術實現多功能多糖(普魯蘭多糖)的分離與純化做了驗證性分析,以實現功能性多糖的規模化、集成化生產。
針對普魯蘭多糖發酵液性質,結合超濾和納濾膜的分離特點,試驗確定了為超濾和納濾膜為核心的關鍵分離技術,設計超濾納濾膜集成工藝,並在技術可行的基礎上,開展試驗研究,得到分離結果如下:
(1)超濾膜的最佳工藝操作條件:操作壓力為0.10MPa,錯流速度0.052m/s,稀釋倍數為5.0,普魯蘭多糖的回收率達到98%以上。
(2)納濾膜的最佳工藝操作條件:操作壓力為0.10MPa,錯流速度0.057m/s,溫度為20℃,料液pH為4.2,普魯蘭多糖的回收率達93%以上。
(3)通過超濾和納濾膜的集成工藝,在最優的工藝操作條件下,通過恆體積操作,可溶性蛋白不斷被洗出,普魯蘭多糖的回收率達95%,可溶性蛋白的去除率為82%。
(4)採用物理化學清洗方法對超濾和納濾膜進行清洗。首先用去離子水衝洗20min,初步實現膜通量的恢復;然後採用NaOH(0.01mol/L)和HCl(0.01mol/L)進行化學清洗;最後用大量的去離子水清洗至出水為中性,膜通量基本恢復。
自主創新是關鍵,膜產業發展未來可期。德蘭梅勒作為一流的膜分離設備研發及生產廠家,將膜技術應用在各個行業流體分離領域中,綠色循環的產業模式、安全高效的生產方式,有效地幫助不同領域的客戶提高生產效率。