CN101503511B - 一种采用双水相体系从原发酵液中提取聚谷氨酸的方法 - Google Patents

一种采用双水相体系从原发酵液中提取聚谷氨酸的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101503511B
CN101503511B CN2009100680536A CN200910068053A CN101503511B CN 101503511 B CN101503511 B CN 101503511B CN 2009100680536 A CN2009100680536 A CN 2009100680536A CN 200910068053 A CN200910068053 A CN 200910068053A CN 101503511 B CN101503511 B CN 101503511B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyglutamic acid
solution
aqueous phase
phase system
molecular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2009100680536A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101503511A (zh
Inventor
李楠
王雷
黄登禹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University of Commerce
Original Assignee
Tianjin University of Commerce
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University of Commerce filed Critical Tianjin University of Commerce
Priority to CN2009100680536A priority Critical patent/CN101503511B/zh
Publication of CN101503511A publication Critical patent/CN101503511A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101503511B publication Critical patent/CN101503511B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Polyethers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种采用双水相体系从原发酵液中提取聚谷氨酸的方法，旨在提供一种高效、简便、降低生产成本的提取聚谷氨酸的方法。包括下述步骤：在常温下，将PEG1000溶液、pH值为8.0的磷酸盐缓冲液、未除菌的原发酵液和水制成混合溶液，其中，PEG1000为23％，磷酸盐为23％，未除菌的原发酵液为10％，余量的水；将混合溶液在3000r/min条件下离心5-10分钟分相；取上相，用截留分子量为6000的超滤膜回收聚乙二醇，将聚谷氨酸浓缩液冷冻干燥得到聚谷氨酸粉末。本发明的方法可使除菌和分离提取聚谷氨酸一步完成，分离纯化方法简便、高效。而且，提取率更高，纯度更高，可节省设备的投入费用和降低生产成本。

Description

一种采用双水相体系从原发酵液中提取聚谷氨酸的方法
技术领域
本发明涉及一种聚氨基酸的分离纯化技术，更具体的说是涉及一种采用双水相体系从原发酵液中提取聚谷氨酸的方法。
背景技术
聚氨基酸类物质，如聚谷氨酸[γ-polyglutamic acid，以下简称γ-PGA]是微生物合成的一种水溶性的高分子，通常由5000个左右谷氨酸单体组成，相对分子质量一般在10万～100万之间。由于其发酵液具有粘稠特性，造成聚谷氨酸和菌体的分离难当困难，通常的分离提取方法都收不到理想的效果，提取效率只有40-50％，产品的纯度仅有30-40％。
双水相(Aqueous two-phase system，简称ATPS)萃取技术，是近年出现的一种极具应用前途的新型生物化工分离技术。它是由两种化学结构不同的亲水性聚合物，或一种亲水性聚合物和无机盐，在水中以适当的浓度形成互不相溶的两相，利用待分离组分在两相间分配的差异，从而达到物质分离提纯的目的。ATPS具有生物相容性高、单级分离提纯效率高、溶质分配过程温和、与其它技术间相互集成性强、能进行萃取性的生物转化、操作容易、能够精确地按比例放大、对环境污染小、成相物质可回收等特点。
成功利用双水相萃取技术分离聚谷氨酸的关键是寻找合适的双水相体系和寻找合适的萃取条件，包括系统条件和环境条件。目前在生化工程中应用最广泛的两种双水相体系是聚合物/聚合物体系、聚合物/盐体系，聚乙二醇/葡聚糖、聚乙二醇/磷酸盐或聚乙二醇/硫酸盐是这两者的代表。
在本实验室既往的研究中，王雷、李楠等人采用分子量为1500的聚乙二醇与磷酸盐组成双水相体系对除茵后的发酵液进行聚谷氨酸的分离，经过自然分相，聚谷氨酸的分配系数为31.7，上相收率为96.8％，分离提取产品纯度为81％。该方法由于发酵生产使用的菌体为纳豆芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌，菌体细小，在实际生产的离心除菌操作时需要使用转速为12000-15000r/m以上高速连续排渣或间歇式离心机，而此种离心机的造价昂贵，设备投资大。再有，从整个生产周期来考虑，采用离心除菌和自然分相工艺所需的处理时间较长，致使生产周期延长。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种高效、简便、降低生产成本的采用双水相体系从原发酵液中提取聚谷氨酸的方法。
本发明通过下述技术方案实现：
一种采用双水相体系从原发酵液中提取聚谷氨酸的方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)在常温下，将平均分子量为1000的聚乙二醇溶液、pH值为8.0的磷酸盐缓冲液、未除菌的原发酵液和水制成混合溶液，其中，平均分子量为1000的聚乙二醇(PEG1000)的质量百分含量为23％，磷酸盐的质量百分含量为23％，未除菌的原发酵液的质量百分含量为10％，余量的水；
(2)将上述混合溶液在3000r/min条件下离心5分钟分相。经离心后菌体被分离到容器的底部，而上相与下相清楚地得到分离。分别测定上相、下相中聚谷氨酸的含量，通过上下相中聚谷氨酸的浓度计算出双水相萃取的分配系数，然后根据上下相的体积计算出上下相中聚谷氨酸的提取率，综合分配系数和提取率。分配系数和提取率越高，体系的分配效果越好。
(3)取上相，用截留分子量为6000的超滤膜回收聚乙二醇，得到聚谷氨酸浓缩液，将聚谷氨酸浓缩液冷冻干燥得到聚谷氨酸粉末。
所述磷酸盐为磷酸钠钾盐。
平均分子量为1000的聚乙二醇溶液的质量分数为50％，磷酸盐缓冲液的质量分数为30％。
本发明具有下述技术效果：
1.本发明的方法采用PEG1000与磷酸盐组成双水相体系对未经除菌的原发酵液直接进行聚谷氨酸的分离纯化，可使除菌和分离提取聚谷氨酸一步完成，从而缩短了提取时间和生产周期，降低了生产成本，并节省了高速离心设备的投资，分离纯化方法简便、高效。而且，分离效果更好，提取率更高，纯度更高，可节省设备的投入费用和降低生产成本。
2.本发明的方法采用离心操作，既能达到除菌的目的，又能达到分相的目的，一举两得。
3.本发明的方法利用膜分离技术浓缩料液，还可以同时回收聚乙二醇，经过简单处理后可重复使用，从而节省了双水相试剂的用量，降低了生产成本。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明详细说明。
实施例1
将PEG1000配置成质量分数为50％的溶液。依照Henderson-Hasselbach方程计算出HPO4 2-与H2PO4 -的比率，用磷酸氢二钾、磷酸二氢钾配置成pH值为8.0、质量分数为30％的磷酸钾盐缓冲液。未除菌的原发酵液中γ-PGA的含量为6.4mg/g(w/w)。
在室温条件下，上述配置的PEG1000溶液、磷酸钾盐缓冲液、未除菌的原发酵液和水制成混合溶液，混合液中聚乙二醇的质量百分含量为23％，磷酸钾盐的质量百分含量为23％，发酵液的质量百分含量为10％。放入离心机中在3000r/min条件下离心5分钟分相，分别测定上、下相中聚谷氨酸的浓度和含量，此时聚谷氨酸的分配系数K＝37.5，上相提取率为97.8％。将上相分离出，采用截流体积为6000的超滤膜分离出PEG1000，得到聚谷氨酸浓缩液。将聚谷氨酸浓缩液真空冷冻干燥得到聚谷氨酸粉末，测得其纯度为89.5％。
使用本发明的聚乙二醇/磷酸钾盐双水相体系萃取聚谷氨酸，在5分钟内便可完成除菌分相，并与膜分离和冷冻干燥等其它生物分离技术集成，优化了聚谷氨酸的制备工艺，缩短了操作周期，提高了产品的收率和纯度，为聚谷氨酸的产业化打下基础。

Claims (3)

1.一种采用双水相体系从原发酵液中提取聚谷氨酸的方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)在常温下，将平均分子量为1000的聚乙二醇溶液、pH值为8.0的磷酸盐缓冲液、未除菌的原发酵液和水制成混合溶液，其中，平均分子量为1000的聚乙二醇的质量百分含量为23％，磷酸盐的质量百分含量为23％，未除菌的原发酵液的质量百分含量为10％，余量的水；
(2)将上述混合溶液在中速3000r/min条件下离心5分钟分相；
(3)取上相，用截留分子量为6000的超滤膜回收聚乙二醇，得到聚谷氨酸浓缩液，将聚谷氨酸浓缩液冷冻干燥得到聚谷氨酸粉末。
2.根据权利要求1所述的采用双水相体系从原发酵液中提取聚谷氨酸的方法，其特征在于，所述磷酸盐为磷酸钾盐。
3.根据权利要求1或2所述的采用双水相体系从原发酵液中提取聚谷氨酸的方法，其特征在于，平均分子量为1000的聚乙二醇溶液的质量分数为50％，磷酸盐缓冲液的质量分数为30％。
CN2009100680536A 2009-03-06 2009-03-06 一种采用双水相体系从原发酵液中提取聚谷氨酸的方法 Expired - Fee Related CN101503511B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100680536A CN101503511B (zh) 2009-03-06 2009-03-06 一种采用双水相体系从原发酵液中提取聚谷氨酸的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100680536A CN101503511B (zh) 2009-03-06 2009-03-06 一种采用双水相体系从原发酵液中提取聚谷氨酸的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101503511A CN101503511A (zh) 2009-08-12
CN101503511B true CN101503511B (zh) 2011-05-04

Family

ID=40975902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009100680536A Expired - Fee Related CN101503511B (zh) 2009-03-06 2009-03-06 一种采用双水相体系从原发酵液中提取聚谷氨酸的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101503511B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101857673B (zh) * 2010-05-31 2012-05-23 杭州普济医药技术开发有限公司 从发酵液中分离纯化γ-聚谷氨酸的方法
CN102174193B (zh) * 2010-12-28 2012-10-03 哈尔滨工业大学 一种γ-聚谷氨酸的高效提取方法
CN105274158B (zh) * 2015-11-23 2020-01-31 上海应用技术学院 一种采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法
CN105441499A (zh) * 2015-12-04 2016-03-30 上海应用技术学院 一种从发酵液中提取γ-聚谷氨酸的方法
CN106750387B (zh) * 2016-12-30 2019-09-27 广东迪美新材料科技有限公司 一种高温喷雾干燥制备γ-聚谷氨酸粉末的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1346891A (zh) * 2001-09-29 2002-05-01 南京工业大学 γ－聚谷氨酸及其盐的制备方法
CN1644677A (zh) * 2004-12-29 2005-07-27 浙江大学 枯草芽孢杆菌及其用于制备γ－聚谷氨酸的方法
CN100999745A (zh) * 2006-12-18 2007-07-18 浙江大学 一种制备γ－聚谷氨酸的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1346891A (zh) * 2001-09-29 2002-05-01 南京工业大学 γ－聚谷氨酸及其盐的制备方法
CN1644677A (zh) * 2004-12-29 2005-07-27 浙江大学 枯草芽孢杆菌及其用于制备γ－聚谷氨酸的方法
CN100999745A (zh) * 2006-12-18 2007-07-18 浙江大学 一种制备γ－聚谷氨酸的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101503511A (zh) 2009-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101503511B (zh) 一种采用双水相体系从原发酵液中提取聚谷氨酸的方法
US10669309B2 (en) Method for extracting epsilon-polylysine and its hydrochloride salt from fermentation broth
CN102639722B (zh) 糖液的制造方法
Kwon et al. Extractive lactic acid fermentation in poly (ethyleneimine)‐based aqueous two‐phase system
US9139856B2 (en) Process for production of galactooligosaccharides (GOS)
CN102701507B (zh) 一种处理谷氨酸高浓度废水的方法
CN102835651B (zh) 一种基于膜技术提取虫草头孢菌丝体的方法
WO2014078924A1 (pt) Processo e equipamento para fermentação contínua multiestagio com recuperação, reativação e reciclo de fermento para obtenção de vinhos com alto teor alcoólico
CN102775466A (zh) 富硒酵母中含硒蛋白的制备方法
CN103750258A (zh) 利用啤酒废酵母制备风味酵母提取物及多糖的方法
CN105274179A (zh) 一种提取l-异亮氨酸的工艺
CN109136299B (zh) 一种制备、提取以及纯化苏氨酸的方法
CN103695490B (zh) 一种高纯度精氨酸生产工艺
CN101962635B (zh) 生姜蛋白酶的三步双水相萃取方法
CN101580587B (zh) 一种聚谷氨酸提取工艺
CN109750073B (zh) 一种从产朊假丝酵母发酵液中提取谷胱甘肽的方法
CN102835652B (zh) 一种基于膜技术提取虫草被孢菌丝体的方法
CN102702508B (zh) 一种以工业规模提取聚谷氨酸的方法
Jianlong et al. Extractive fermentation of lactic acid by immobilized Lactobacillus casei using ion—exchange resin
CN101481403A (zh) 一种酵母来源重组蛋白发酵液的双水相固液分离方法
CN102863433A (zh) 莫匹罗星的一种纯化方法
CN106967704B (zh) 一种用于制备6‑氨基青霉烷酸的青霉素酰化酶的分离纯化与固定化耦合方法
CN219297478U (zh) 一种微生物发酵制剂工业平台
JP3759229B2 (ja) ポリ−γ−グルタミン酸の単離法
CN102584985A (zh) 从鸡蛋清中提取卵传铁蛋白的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Tianjin Xuanzhen Biomedical Technology Development Co., Ltd.

Assignor: Tianjin University Of Commerce

Contract record no.: 2012120000022

Denomination of invention: Method for extracting polyglutamic acid from original fermentation liquor by double aqueous phase system

Granted publication date: 20110504

License type: Exclusive License

Open date: 20090812

Record date: 20120406

C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110504

Termination date: 20140306