一种聚谷氨酸提取新方法.pdf

本发明公开了一种聚谷氨酸提取新方法，即在一定pH、温度的发酵液中按比例添加溶菌酶、蛋白酶，作用一定时间除去发酵液中的菌体，然后加入适量的乙醇制成乳浊液并沉淀出胶渣，离心除去胶渣，再加入适量钠盐沉淀胶体同时分离色素、盐类等杂质，胶体再复水溶解，经超滤浓缩进一步脱盐、色素等小分子杂质，超滤浓缩液再加入乙醇析出胶体，多次置换高度乙醇降低胶体粘度，经离心分离乙醇后，真空烘干或冷冻烘干制的产品γ-PGA。本发明提取工艺简单、生产成本低、产品质量好。

1、  一种聚谷氨酸提取新方法，其特征是按下述工艺步骤操作：
(1)检测发酵液中聚谷氨酸胶体含量、PH、菌体含量；
(2)开搅拌用1-20％的碱液调料液PH至6.0-8.0，开蒸汽升温使发酵液温度保持在30℃-50℃之间；
(3)根据发酵液中菌体含量的重量比添加0.05％-10％的溶菌酶、蛋白酶；
(4)开搅拌保温作用5-7小时，使酶作用彻底；
(5)搅拌缓慢流加60-90度的乙醇，在乙醇流加量为发酵液一倍体积时用1-20％的碱液调料液PH至8.0-10.0；
(6)继续缓慢流加60-90度的乙醇提取，制的乳白色悬浊液并出现灰色或灰黄色胶渣，停止流加乙醇；
(7)抽取胶体悬浊液至离心机中，分离胶渣；胶渣去烘干制造工业级聚谷氨酸；
(8)分离后的乳浊液转至提取罐中；
(9)开搅拌慢慢加入适量食品级食盐，絮凝聚谷氨酸；
(10)待聚谷氨酸絮凝完全，乙醇变清，停止加入钠盐；
(11)停搅拌使胶体沉淀；
(12)完全转移上部的乙醇，然后加入发酵液体积比为1∶0.8-1.2的清水；
(13)开搅拌重新溶解胶体，并用1-15％稀酸调PH至2.0-5.0；
(14)调酸后的胶体溶液用超滤膜过滤透析浓缩，去除色素、盐类等小分子杂质；
(15)超滤浓缩液用1-20％的碱液调料液PH至6.0-8.0，缓慢加入90-95度的乙醇提取胶体，提取完全；
(16)停搅拌静置1-5小时，转移上部乙醇；
(17)缓慢加入90-95度的乙醇开搅拌，用1-15％稀盐酸或碱液缓慢调PH至1.0-3.0或5.0-7.5，浸泡胶体2小时，充分吸收胶体内部多余的水分，使胶体内外PH一致；
(18)转至离心机，进行固液分离，固体胶体经真空低温干燥或冷冻干燥得到钠型或氢型胶体γ-PGA。

一种聚谷氨酸提取新方法
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方法。
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，是一种水溶性可生物降解物质，由D-型或L-型谷氨酸通过γ酰胺键连接而成。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的生物生产方法，产品正逐步应用于农业、化工、医药领域，其它一些发达国家对它制备和应用的研究也十分活跃。目前，通过微生物发酵得到高粘度的γ-PGA发酵液，通常采用有机溶剂沉淀法、化学沉淀法或膜分离沉淀法提取γ-PGA，但现有技术存在提取工艺复杂、生产成本高的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种提取工艺简单、生产成本低的聚谷氨酸提取新方法‘
本发明按下述工艺步骤操作：
(1)检测发酵液中聚谷氨酸含量、pH、菌体含量；
(2)开搅拌用1％-20％的碱液调料液pH至6.0-8.0，开蒸汽升温使料液温度保持在30℃-50℃；
(3)根据发酵液菌体含量的重量比添加0.05％-10％的溶菌酶、蛋白酶；
(4)开搅拌保温作用5-7小时，使酶作用彻底；
(5)搅拌缓慢流加60-90度的乙醇，在乙醇流加量为发酵液一倍体积时，用1-20％的碱液调料液pH至8.0-10.0；
(6)继续缓慢流加60-90度的乙醇提取，制得乳白色悬浊液并出现灰色或灰黄色沉淀，停止流加乙醇；
(7)抽取胶体悬浊液至离心机中，分离沉淀；沉淀烘干制做工业级聚谷氨酸；
(8)分离后的乳浊液转至提取罐中；
(9)开搅拌慢慢加入适量食品级食盐，待絮凝完全，停搅拌使胶体沉淀；
(10)待聚谷氨酸絮凝完全，乙醇变清，停止加入食盐；
(11)停搅拌使胶体沉淀；
(12)完全转移上部的乙醇，然后加入发酵液体积比为1∶0.8-1.2的清水；
(13)开搅拌重新溶解胶体，并用1-15％稀酸调pH至2.0-5.0；
(14)调酸后的胶体溶液用超滤膜过滤透析浓缩，去除色素、盐类等小分子杂质；
(15)超滤浓缩液用1％-20％的碱液调pH至6.0-8.0，缓慢加入90-95度的乙醇提取胶体，提取完全；
(16)停搅拌静置1-5小时，转移上部乙醇；
(17)开搅拌缓慢加入适量90-95度的乙醇，用1％-15％稀盐酸或碱液缓慢调pH至1.0-3.0或5.0-7.5，浸泡胶体2小时；
(18)转至离心机，进行固液分离，固体胶体经真空低温干燥或冷冻干燥得到钠型或氢型γ-PGA。
本发明γ-谷氨酸提取新工艺，有效去除料液杂质，提升产品质量，具有以下突出优点：
1、发酵液添加溶菌酶、蛋白酶去除菌体分解蛋白纯化了发酵液；
2、发酵液酶解除渣复水后调酸去超滤透析浓缩，除去色素、盐类、其它水解氨基酸等小分子杂质，并有效节省蒸汽、乙醇用量；
3、添加低分子量钠盐配合乙醇提取胶体，节省乙醇用量；
4、冷冻干燥或真空干燥，保证了产品质量；
具体实施方式
实施例1  以罐体容积100L发酵罐为例，采用本发明方法提取γ-PGA，工艺步骤如下：
(1)发酵液体积50L，测得γ-PGA含量4.6g/100ml含菌体量1.37g/100ml，pH6.65；
(2)开搅拌用10％的氢氧化钠碱液调料液pH至6.8，开蒸汽升温使料液温度保持在40℃；
(3)根据发酵液菌体含量添加60g的溶菌酶、蛋白酶；
(4)开搅拌保温作用6小时，使酶作用彻底；
(5)搅拌缓慢流加80度的乙醇，在乙醇流加量为发酵液一倍体积时用10％的氢氧化钠溶液调料液pH至8.0；
(6)继续缓慢流加80度的乙醇提取，制的乳白色悬浊液并出现灰色或灰黄色胶渣，停止流加乙醇；
(7)抽取胶体悬浊液至离心机中，分离胶渣；胶渣去烘干制造工业级聚谷氨酸；
(8)分离后的乳浊液转至提取罐中；
(9)开搅拌慢慢加入适量食品级食盐，絮凝聚谷氨酸；
(10)待聚谷氨酸絮凝完全，乙醇变清，停止加入食盐；
(11)停搅拌使胶体沉淀；
(12)完全转移上部的乙醇，然后加入60L清水；
(13)开搅拌重新溶解胶体；并用10％稀酸调pH至3.0；
(14)调酸后的胶体溶液用超滤膜过滤透析浓缩，去除色素、盐类等小分子杂质，浓缩体积为45L；
(15)超滤浓缩液用10％的碱液调料液pH至6.0缓慢加入90度的乙醇提取胶体，提取完全；
(16)停搅拌静置1小时，转移上部乙醇；
(17)开搅拌缓慢加入适量95度的乙醇，用10％稀碱液缓慢调pH至6.0，浸泡胶体2小时，充分吸收胶体内部多余的水分，胶体内外pH一致；
(18)转至离心机进行固液分离，固体胶体经真空低温干燥或冷冻干燥1.8Kg钠型γ-PGA。
实施例2  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)发酵液体积62L，测得γ-PGA含量4.3g/100ml，pH6.57、1.45g/100ml；
(2)开搅拌用10％的氢氧化钠碱液调料液pH至6.8，开蒸汽升温使料液温度保持在40℃；
(3)根据发酵液菌体含量添加70g的溶菌酶、蛋白酶；
(4)开搅拌保温作用6小时，使酶作用彻底；
(5)搅拌缓慢流加80度的乙醇，在乙醇流加量为发酵液一倍体积时用10％的氢氧化钠溶液调料液pH至8.0；
(6)继续缓慢流加80度的乙醇提取，制的乳白色悬浊液并出现灰色或灰黄色胶渣，停止流加乙醇；
(7)抽取胶体悬浊液至离心机中，分离胶渣；胶渣去烘干制造工业级聚谷氨酸；
(8)分离后的乳浊液转至提取罐中；
(9)开搅拌慢慢加入适量食品级食盐，絮凝聚谷氨酸；
(10)待聚谷氨酸絮凝完全，乙醇变清，停止加入食盐；
(11)停搅拌使胶体沉淀；
(12)完全转移上部的乙醇，然后加入80L清水；
(13)开搅拌重新溶解胶体；并用10％稀酸调pH至3.0；
(14)调酸后的胶体溶液用超滤膜过滤透析浓缩，去除色素、盐类等小分子杂质，浓缩体积为40L；
(15)超滤浓缩液用10％的碱液调料液pH至6.0缓慢加入90度的乙醇提取胶体，提取完全；
(16)停搅拌静置2小时，转移上部乙醇；
(17)开搅拌缓慢加入95度的乙醇，用10％稀碱液或盐酸缓慢调pH2.5，浸泡胶体2小时，充分吸收胶体内部多余的水分，胶体内外pH一致；
(18)转至离心机进行固液分离，得到氢型胶体，固体胶体经真空低温干燥或冷冻干燥得到1.6Kg氢型γ-PGA。