一种聚谷氨酸提取新工艺.pdf

本发明所公开了一种聚谷氨酸提取新工艺，即首先采用稀酸调发酵液pH至3.0-5.0以降低发酵液粘度，然后高速离心发酵液除去菌体，离心清液加酶进一步水解蛋白，高速离心除去不溶物，再调酸用超滤膜透析浓缩除去色素盐类等小分子杂质，随后用乙醇沉淀胶渣，最后用乙醇加盐提取胶体，进行固液分离，固体胶体用真空低温或真空冷冻干燥得到成品聚谷氨酸。本发明工艺简单、生产成本低，产品质量好。

1.  一种聚谷氨酸提取新工艺，其特征是按下述工艺步骤操作：
(1)检测发酵液中γ-PGA含量、pH、可溶蛋白含量；
(2)开搅拌，用1-15％稀盐酸缓慢调发酵液pH至3.0-5.0；
(3)用泵输送发酵液到高速离心机进行菌体分离，分离清液转至酶解罐中，开搅拌用1-20％的氢氧化钠溶液调发酵液pH至6.0-8.0，开蒸汽缓慢升温，使发酵液温度保持在30℃-50℃之间，根据发酵液中可溶蛋白含量，按0.1％-10％的比例添加蛋白酶，开搅拌保温作用一定时间，使酶水解蛋白彻底；
(4)除蛋白后的清液再次高速离心除去不溶物，用1-15％稀盐酸缓慢调酶解后的离心清夜pH至3.0-5.0，用泵输送到超滤膜进行透析浓缩；
(5)经超滤浓缩，去除色素及盐类、其它氨基酸等小分子杂质，超滤浓缩液转至一次提取罐中；
(6)开搅拌用1-20％的碱液缓慢调超滤浓缩液pH至6.0-8.0或2.0-4.0，缓慢流加60-90度的乙醇，使发酵液形成乳白色的悬浊液同时有灰色或黄色的胶渣出现；
(7)悬浊液及胶渣用泵转至离心机，离心除去胶渣，得到纯净乳浊液；
(8)乳浊液转至二次提取罐中，开搅拌缓慢加入适量固体食盐析出胶体，直至胶体析出完全，停搅拌沉降胶体1-5小时，转移上部乙醇；
(9)开搅拌多次加入适量80-100度乙醇浸泡胶体1-3小时，降低胶体粘度，用泵转至离心机进行固液分离，分离后的胶体进行真空冷冻干燥或真空低温干燥，制得γ-聚谷氨酸成品。

一种聚谷氨酸提取新工艺
技术领域
本发明属于聚谷氨酸生产技术领域，涉及一种聚谷氨酸提取新工艺。
背景技术
γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是由多种杆菌产生的一种胞外多肽，它是某些微生物荚膜的主要组分，是一种水溶性和可生物降解的高分子物质。它是由D-型或L-型谷氨酸通过γ酰胺键连接而成。γ-PGA最早发现于1937年，研究人员在炭疽芽孢杆菌的细胞荚膜中以及糖化菌的细胞荚膜中发现了γ-PGA，并证明其是某些微生物荚膜的主要成分之一。之后在枯草芽孢杆菌及纳豆杆菌中也发现γ-PGA。γ-PGA是由D-谷氨酸(D-GLu)和L-谷氨酸(L-GLu)单体以γ-羧基与α-氨基以肽键的形式缩合而成的一种多肽分子。γ-PGA的分子链上具有大量活性较高的侧链羧基，具有极高的保湿性和吸水性(1∶3500，m/v)。易于和一些药物结合生成稳定的复合物，是一类理想的可生物降解的医药用高分子材料。γ-PGA对环境无污染，为绿色生物产品。20世纪90年代日本、美国等一些发达国家对它制备和应用的研究十分活跃，开展了利用液体深层发酵生产γ-PGA的研究。日本的γ-PGA研究开发位于世界前列，味之素株式会社已成功地开发了γ-PGA的生物生产工艺。目前，提取的方法主要有：有机溶剂沉淀法、化学沉淀法或膜分离沉淀法获得γ-PGA。但现有技术提取的方法存在生产成本高、提取工艺复杂的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单、生产成本低的聚谷氨酸提取新工艺。
本发明按下述工艺步骤操作：
(1)检测发酵液中γ-PGA含量、pH、可溶蛋白含量；
(2)开搅拌，用1-15％稀盐酸缓慢调发酵液pH至3.0-5.0；
(3)用泵输送发酵液到高速离心机进行菌体分离，分离清液转至酶解罐中，开搅拌用1-20％的氢氧化钠溶液调发酵液pH至6.0-8.0，开蒸汽缓慢升温，使发酵液温度保持在30℃-50℃之间，根据发酵液中可溶蛋白含量，按0.1％-10％的比例添加蛋白酶，开搅拌保温5-7小时，使酶水解蛋白彻底；
(4)除蛋白后的清液再次高速离心除去不溶物，用1-15％稀盐酸缓慢调酶解后的离心清夜pH至3.0-5.0，用泵输送到超滤膜进行透析浓缩；
(5)经超滤浓缩，去除色素及盐类、其它氨基酸等小分子杂质，超滤浓缩液转至一次提取罐中；
(6)开搅拌用1-20％的碱液缓慢调超滤浓缩液pH至6.0-8.0或2.0-4.0，缓慢流加60-90度的乙醇，使发酵液形成乳白色的悬浊液，同时有灰色或黄色的胶渣出现；
(7)悬浊液及胶渣用泵转至离心机，离心除去胶渣，得到纯净乳浊液；
(8)乳浊液转至二次提取罐中，开搅拌缓慢加入适量固体食盐析出胶体，直至胶体析出完全，停搅拌沉降胶体1-5小时，转移上部乙醇；
(9)开搅拌多次加入适量80-100度乙醇浸泡胶体1-3小时，降低胶体粘度，)用泵转至离心机进行固液分离，分离后的胶体进行真空冷冻干燥或真空低温干燥，制得γ-聚谷氨酸成品。
本发明γ-聚谷氨酸提取新工艺，采用多种有效手段去除发酵液中杂质，提升了最终产品质量，具有以下突出优点：
1、用稀酸调发酵液pH至3.0-5.0降低发酵液粘度，高速离心发酵液除去菌体，工艺简单高效适合规模化生产；
2、离心清液加酶水解蛋白进一步纯化料液；
3、酶解后的离心清液调酸经超滤浓缩透析，除去色素、盐类、其它水解氨基酸等小分子杂质，同时有效节省了蒸汽、乙醇用量；
4、添加食盐配合乙醇提取胶体，与单独使用乙醇相比提取节省了乙醇用量；
5、冷冻干燥或真空低温干燥，保证了产品质量；
具体实施方式
以罐体容积100L发酵罐为例，采用本发明提取γ-PGA工艺，步骤如下：
(1)检测发酵液胶含量4.6g/100ml、pH6.6 5、可溶蛋白含量0.54g/L，体积50L；
(2)开搅拌，用10％稀盐酸缓慢调发酵液pH至3.0；
(3)用泵输送发酵液到高速离心机进行13000r/min高速分离菌体，分离清液转至酶解罐中，开搅拌用10％的氢氧化钠碱液调发酵液pH至6.6，开蒸汽缓慢升温，使发酵液温度保持在40℃，根据发酵液可溶蛋白含量添加1.4g蛋白酶，开搅拌保温作用6小时，使酶作用彻底；
(4)用泵输送酶解发酵液到高速离心机进行13000r/min高速分离不溶物，酶解后离心清液用1-15％稀盐酸缓慢调pH至3.0，用泵输送到超滤膜进行透析浓缩；
(5)经超滤透析浓缩，去除其中的色素及盐类.游离氨基酸等小分子杂质，浓缩后料液体积40L，超滤浓缩液转至一次提取罐中；
(6)开搅拌用10％的氢氧化钠碱液缓慢调超滤浓缩液pH6.0，缓慢流加80度的乙醇，使发酵液形成乳白色的悬浊液同时又有灰色或黄灰色的胶渣出现；
(7)悬浊液及胶渣用泵转至离心机，4000r/min离心除去胶渣，得到纯净乳浊液；
(8)乳浊液转至二次提取罐中，开搅拌缓慢加入固体食品级食盐析出胶体，直至胶体析出完全，停搅拌沉降胶体1小时，转移上部乙醇；
(9)开搅拌多次加入适量95度乙醇浸泡胶体3小时，用泵转至离心机500r/min进行固液分离，分离后的胶体进行冷冻干燥或真空干燥，制得1.35Kg成品γ-PGA。