CN102382865A - 回流工艺生产γ-聚谷氨酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种回流工艺生产γ-聚谷氨酸的方法，是利用芽孢杆菌进行γ-聚谷氨酸的发酵生产，将发酵液除去菌体后进入提取过程，在超滤过程中的小分子透过液流加进入发酵罐中进行补料，发酵生产γ-聚谷氨酸。而超滤过程中产生的回流液则进行活性炭脱色，醇沉又用水复溶后，喷雾干燥，制备γ-聚谷氨酸纯品。由于透过液中有很多发酵未被消耗的谷氨酸及无机盐离子，是发酵培养中的重要成分，节约了成本。
Description
技术领域：
本发明属于微生物发酵领域，特别涉及回流工艺生产γ-聚谷氨酸的方法。
背景技术：
γ-聚谷氨酸(γ-ploy glumatic acid，γ-PGA)是一种生物可降解的高分子聚合氨基酸，由L型和D型谷氨酸聚合而成的生物高分子物质，其分子量一般在100kD～300kDK之间。聚合度约为1000～15000。目前，γ-聚谷氨酸主要通过微生物发酵法制备，包括不添加前体物质谷氨酸的固态发酵法和需要添加前体物质谷氨酸的深层液体发酵法两种。除此之外，还有化学合成法和提取法等制备方法。化学法一般是将谷氨酸单体进行聚合，合成的聚谷氨酸为α-PGA，并不具有生物合成的聚谷氨酸的一些优良特性，与微生物发酵法合成的γ-PGA相比较来说，一般分子量在9,000Da以下。分子量小，合成步骤多，副产物较多，路线也复杂，合成过程涉及有毒有害气体等缺点，限制了化学法的发展。提取法是从含有聚谷氨酸的发酵产品中获取聚谷氨酸，产率低下，副产物多，不能形成规模。在微生物发酵法生产中，不需要添加前体物质谷氨酸的固态发酵法，虽然其成本低，但是研究较少，主要原因在于其产率低，工业化放大比较困难。因此，这方面的研究主要集中在添加前体物质谷氨酸的深层液体发酵中。
生产γ-聚谷氨酸的微生物主要是芽孢杆菌属的一些细菌，比如枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和纳豆芽孢杆菌等。γ-聚谷氨酸可以应用到食品、环保、化妆品、工业、医药等各领域，范围较广。但是在目前的主流研究中，以添加前体物质谷氨酸的深层液体发酵为主，生产过程中谷氨酸的投入量较大，但是菌体又不能全部消耗，约有一半量的谷氨酸会被残留在发酵液中。而目前来说，这部分剩余的谷氨酸原料是被当做废料排放掉的，这就造成生产成本高、原料利用率低、浪费严重等问题，而且这部分残余的谷氨酸对后期的提取过程又有较大的影响，必须将其除去，但是如果再次精制成谷氨酸的话，工艺较困难，成本更高。
在现有的聚谷氨酸提取工艺中，提取过程产生的废液中含有大量的味精(谷氨酸钠)和无机盐，这种废液直接排放，未经任何的措施进行处理或者再利用，不仅是对原料的大量浪费，更是对环境的污染。
发明内容：
本发明提供一种回流生产γ-聚谷氨酸的方法，采用本发明方法发酵生产γ-聚谷氨酸，使得成本大大降低。
本发明的技术方案如下：
γ-聚谷氨酸发酵培养24h后，流加或分批添加γ-聚谷氨酸发酵液小分子透过液；
发酵条件为37℃培养，溶氧控制在10％，通风搅拌培养72h，通风比为1∶1～1.5.初始PH为7.0。
所述γ-聚谷氨酸发酵液小分子透过液制备方法如下：发酵结束后的γ-聚谷氨酸发酵液过滤或者离心除去菌体，上清液经活性炭脱色、超滤膜过滤获得小分子透过液，灭菌待用。
所述超滤膜的的技术参数是平板超滤装置，截留分子量为3000Da，蠕动泵的控制压力为0.1-0.2MPa。
所述回流的时间是在发酵24h-48h。
所述小分子透过液含有约40g/L的谷氨酸和少量无机盐等。
所述小分子透过液的添加量使发酵液中谷氨酸浓度维持在60g/L.。
有益效果：
本发明改变了现有生产工艺步骤，将提取过程中的超滤透过液回流发酵生产，不仅将γ-聚谷氨酸的产量提高了约33％，而且避免了原料的浪费，成本综合降低了5％，减少了约60％的废液排放，提高了原料的利用率，减少环境污染。
具体实施方式：
下面通过具体的实施方案叙述本发明中γ-聚谷氨酸的生产方法。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。
实施例1：
30L发酵罐，装入13.5L培养基，接种1.5L地衣芽孢杆菌的种子液，37℃培养，溶氧控制在10％，通风搅拌培养72h，通风比为1∶1～1∶1.5.初始PH为7.0。
培养结束后，过滤除去菌体，上清液进行脱色处理，然后用超滤膜进行过滤。回流液经过活性炭脱色，醇沉后复溶于水，进行喷雾干燥，得到γ-聚谷氨酸纯品。小分子透过液灭菌后留待以后流加用。
实施例2：
30L发酵罐，装入13.5L培养基，接种1.5L地衣芽孢杆菌的种子液，37℃培养，溶氧控制在10％，通风搅拌培养72h，通风比为1∶1～1∶1.5.初始PH为7.0.发酵24h以后进行流加上述灭过菌的透过液，维持谷氨酸浓度为60g/L左右，维持24个小时，到48h停止流加，至72h培养结束。
培养结束后，过滤除去菌体，上清液进行脱色处理，然后用超滤膜进行过滤。回流液经过活性炭脱色，醇沉后复溶于水，进行喷雾干燥，得到γ-聚谷氨酸纯品。小分子透过液灭菌后留待以后流加用。
表1
| 实施例 | γ-聚谷氨酸产量(g/L) |
| 实施例1 | 15 |
| 实施例2 | 20 |
实施例3：
30L发酵罐，装入13.5L培养基，接种1.5L枯草芽孢杆菌的种子液，37℃培养，溶氧控制在10％，通风搅拌培养72h，通风比为1∶1～1∶1.5.初始PH为7.0.发酵24h以后进行流加灭过菌的小分子透过液，维持谷氨酸浓度为60g/L，维持24个小时，到48h停止流加，至72h培养结束。
培养结束后，过滤除去菌体，上清液进行脱色处理，然后用超滤膜进行过滤。回流液经过活性炭脱色，醇沉后复溶于水，进行喷雾干燥，得到γ-聚谷氨酸纯品。小分子透过液灭菌后留待以后流加用。
表2
| 实施例 | γ-聚谷氨酸产量(g/L) |
| 实施例1 | 15 |
| 实施例3 | 20 |
实施例4：
30L发酵罐，装入13.5L培养基，接种1.5L纳豆芽孢杆菌的种子液，37℃培养，溶氧控制在10％，通风搅拌培养72h，通风比为1∶1～1∶1.5.初始PH为7.0.发酵24h以后进行流加灭过菌的小分子透过液，维持谷氨酸浓度为60g/L，维持24个小时，到48h停止流加，至72h培养结束。
培养结束后，过滤除去菌体，上清液进行脱色处理，然后用超滤膜进行过滤。回流液经过活性炭脱色，醇沉后复溶于水，进行喷雾干燥，得到γ-聚谷氨酸纯品。小分子透过液灭菌后留待以后流加用。
表3
| 实施例 | γ-聚谷氨酸产量(g/L) |
| 实施例1 | 15 |
| 实施例4 | 20 |
实施例5：
500ml三角瓶，装液量为45ml，向培养基中接入5ml地衣芽孢杆菌的种子培养液，37℃培养，转速220r/min，振荡培养48h。
培养后的γ-聚谷氨酸产量如表4所示。
实施例6：
500ml三角瓶，装液量为45ml，向培养基中接入5ml地衣芽孢杆菌的种子培养液，37℃培养，转速220r/min，振荡培养24h，补加提取过程中超滤的透过液，使其谷氨酸终浓度达到60g/L，继续培养至48h。
培养后的γ-聚谷氨酸产量如表4所示。
表4
| 实施例 | γ-聚谷氨酸产量(g/L) |
| 实施例5 | 12.5 |
| 实施例6 | 17.5 |
实施例7：
500ml三角瓶，装液量为45ml，向培养基中接入5ml地衣芽孢杆菌的种子培养液，37℃培养，转速220r/min，振荡培养72h。
培养后的γ-聚谷氨酸产量如表5所示。
实施例8：
500ml三角瓶，装液量为45ml，向培养基中接入5ml地衣芽孢杆菌的种子培养液，37℃培养，转速220r/min，振荡培养24h，补加提取过程的超滤透过液，使其谷氨酸终浓度达到60g/L，继续培养至72h。
培养后的γ-聚谷氨酸产量为21g/L.
Claims (7)
1.一种回流工艺生产γ-聚谷氨酸的方法，其特征在于：γ-聚谷氨酸发酵培养24h后，流加或分批添加γ-聚谷氨酸发酵液小分子透过液。
2.按照权利要求1所述的回流工艺生产γ-聚谷氨酸的方法，其特征在于，γ-聚谷氨酸发酵液小分子透过液可由下述方法获得：γ-聚谷氨酸发酵液过滤或者离心除去菌体，上清液经活性炭脱色、超滤膜过滤获得小分子透过液，灭菌后即可。
3.按照权利要求1所述的回流工艺生产γ-聚谷氨酸的方法，其特征在于，所述发酵生产的条件为37℃培养，溶氧控制在10％，通风搅拌培养72h，通风比为1∶1～1.5.初始PH为7.0。
4.按照权利要求1所述的回流工艺生产γ-聚谷氨酸的方法，其特征在于所述回流的时间是在发酵24h-48h。
5.按照权利要求1所述的回流工艺生产γ-聚谷氨酸的方法，其特征在于所述回流过程中保持谷氨酸浓度为60g/L。
6.按照权利要求1所述的回流工艺生产γ-聚谷氨酸的方法，其特征在于所述超滤膜的的技术参数是平板超滤装置，截留分子量为3000Da，蠕动泵的控制压力为0.1-0.2MPa。
7.按照权利要求1所述的回流工艺生产γ-聚谷氨酸的方法，30L发酵罐，装入13.5L培养基，接种1.5L地衣芽孢杆菌的种子液，37℃培养，溶氧控制在10％，通风搅拌培养72h，通风比为1∶1～1∶1.5.初始PH为7.0.发酵24h以后进行流加上述灭过菌的小分子透过液，维持谷氨酸浓度为60g/L，维持24个小时，到48h停止流加，至72h培养结束。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106750387A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 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 |
| CN107937449A (zh) * | 2016-10-12 | 2018-04-20 | 镇江市天益生物科技有限公司 | 用金针菇废料生产γ‑聚谷氨酸的方法 |
| CN112480394A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-12 | 广西大学 | 一种从高黏发酵液中分离纯化超高分子量聚γ-谷氨酸的方法 |
| CN113881722A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-04 | 枣庄市杰诺生物酶有限公司 | 一种新型发酵生产聚谷氨酸的方法及其发酵罐 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100999745A (zh) * | 2006-12-18 | 2007-07-18 | 浙江大学 | 一种制备γ－聚谷氨酸的方法 |
| CN101078021A (zh) * | 2006-05-22 | 2007-11-28 | 天津科技大学 | 回流工艺生产ε－聚－L－赖氨酸的方法 |
| CN101538593A (zh) * | 2009-04-13 | 2009-09-23 | 浙江大学 | 一种微生物发酵和膜分离技术耦合生产γ-聚谷氨酸的方法 |
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2011
- 2011-10-27 CN CN2011103317880A patent/CN102382865A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101078021A (zh) * | 2006-05-22 | 2007-11-28 | 天津科技大学 | 回流工艺生产ε－聚－L－赖氨酸的方法 |
| CN100999745A (zh) * | 2006-12-18 | 2007-07-18 | 浙江大学 | 一种制备γ－聚谷氨酸的方法 |
| CN101538593A (zh) * | 2009-04-13 | 2009-09-23 | 浙江大学 | 一种微生物发酵和膜分离技术耦合生产γ-聚谷氨酸的方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107937449A (zh) * | 2016-10-12 | 2018-04-20 | 镇江市天益生物科技有限公司 | 用金针菇废料生产γ‑聚谷氨酸的方法 |
| CN106750387A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 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 |
| CN112480394A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-12 | 广西大学 | 一种从高黏发酵液中分离纯化超高分子量聚γ-谷氨酸的方法 |
| CN113881722A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-04 | 枣庄市杰诺生物酶有限公司 | 一种新型发酵生产聚谷氨酸的方法及其发酵罐 |
| CN113881722B (zh) * | 2021-10-22 | 2023-08-11 | 枣庄市杰诺生物酶有限公司 | 一种新型发酵生产聚谷氨酸的方法及其发酵罐 |
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