CN1038346C - 一种净化谷氨酸发酵液的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是谷氨酸发酵液中去除菌体、菌体自溶物及杂蛋白的净化方法。在发酵液中加入阳离子聚电解质捕集发酵液中的菌体、菌体自溶物及杂蛋白，形成一定大小的颗粒，再加入离子型表面活性剂，产生的气泡与颗粒结合，由于气泡上浮，夹带颗粒脱离液相，从实现发酵液净化的目的。本方法简便易行，成本低、能耗低、除菌效率高，节约结晶时酸用量，改善了结晶效果，本方法特别适用于谷氨酸等电结晶工序前发酵液的预处理。

Description

一种净化谷氨酸发酵液的方法

本发明属于一般的物理或化学的净化方法，特别涉及的是从谷氨酸发酵液中去除菌体、菌体自溶物及杂蛋白的净化方法。

谷氨酸发酵液中含有2％～7％的菌体、菌体自溶物及杂蛋白，这些物质不利于谷氨酸的浓缩、纯化和结晶。若先将发酵液进行净化，可使谷氨酸在高浓度下结晶，总收率提高8％左右，并且产品质量和收率相当稳定。

目前，对谷氨酸发酵液的净化方法，主要有三种：

一.离心法。国外味精生产厂一般用大型高速离心机对谷氨酸发酵液菌体进行分离。国内也有引进的大型蝶片式高速喷嘴离心机，效果较好，除菌率达60％～75％，但设备需引进，投资大，设备的运行、维修、保养要求高，操作能耗大，而且对分离出占总发酵液量25％～30％的重液，必须进行处理。

二.絮凝剂结合板框过滤法。此法需选用适合的有机絮凝剂，过滤时要加入助滤剂，并且板框操作劳动强度大，周期长。有机絮凝剂对许多大分子杂质较难除去，因此发酵液OD值降低较少。

三.超滤法。用较细密的膜做过滤介质，对发酵液进行处理。由于发酵液中杂质粒度分布较宽，膜孔易被堵塞。膜材料价格昂贵，强度与寿命都有限，因此用此法处理大批量的发酵液较困难。

本发明的目的在于提供一种处理量大，发酵液损失小、既经济、操作又简单，而且能进行批式或连续操作的谷氨酸发酵液净化方法

实现本发明的目的所采取的技术方案是在谷氨酸发酵液中加入阳离子聚电解质，即搜集剂。因为在一般的生物培养液中，菌体是带负电荷的，采用带正电荷的阳离子聚电解质，可以更牢固地与菌体相作用。而且聚电解质多为长链有机化合物，存在一定的空间结构，可更好地使发酵液中的杂质被聚集成颗粒。再加入水溶性的阳离子表面活性剂或阴离子表面活性剂，即起泡剂。加入起泡剂后，一方面加强了气泡的强度，另一方面增加了聚电解质团的疏水性，使之能较牢固地粘附于气泡表面，菌体颗粒被带出液相。这样就实现了菌体、菌体自溶物质及杂质蛋白质从发酵中分离出来，达到净化谷氨酸发酵液的目的。

下面进一步介绍本发明的具体技术内容是如何实现发明目的。在常温、常压下向菌体浓度为1％～7％的发酵液中加入5ppm～500ppm的阳离子聚电解质(搜集剂)，阳离子聚电解质可以是有氨基的天然化合物、是天然长链氨基多糖类、可以是甲壳素。天然改性化合物可以是接枝淀粉，合成有机化合物可以是聚乙烯胺。当阳离子聚电解质与发酵液中的菌体、菌体自溶物及其杂质蛋白质形成直径为5～20μm的颗粒后，再加入10ppm～1000ppm的水溶性阳离子表面活性剂或阴离子表面活性剂(起泡剂)，搅拌均匀，10分钟后，保持溶液的PH值不变，或用盐酸调整PH直为7～3.5，再搅拌5分钟，将溶液加入到泡载分离器或浮选槽中，再将空气从泡载分离器的下部通入，空气的线速度为0.1～2cm/sec，调节空气量，使分离器内出来的泡沫均匀、稳定，含液量少。在泡载分离器的上部收集加入起泡剂后形成的气泡上浮夹带出的菌体颗粒，在泡载分离器的底部排出净化后的谷氨酸发酵液。本方法可根据情况，实行一级或多级操作。

阳离子表面活性剂其极性基团可以是-N⁺H₃或-N⁺(CH₃)₃的有机铵盐。有机盐包括单烷基季铵盐，如氯化物或溴化物；二烷基季铵盐、单烷基伯胺盐，如醋酸盐、盐酸盐(溴化物)。

阴离子表面活性剂可以是烷基羧酸盐、烷基硫酸盐、烷基磷酸盐、烷基苯磺酸盐。都可以是钠盐或钾盐。

上述所提的各种药剂，在市场上均可购到。

本发明净化谷氨酸发酵液的方法，具有明显的效果：

1.除菌效率较高，一般在85％以上。除菌效率定义如下：

镜检菌体微量。

2.净化过的发酵液透明，因除去了菌体，所以可节省结晶时的酸用量。净化酸用量为20ml浓盐酸/L发酵液，净化后酸用量可忽略。

3.结晶效果明显改善。净化后的发酵液，谷氨酸结晶颗粒大、均匀、结晶量大、沉淀快。

4.本发明方法，易于掌握，较适合于谷氨酸结晶前的予处理，方法简单，不受环境影响，投资少，见效快，特别适用于谷氨酸等电结晶工序前发酵液的予处理，具有较高推广价值。

以下结合实施例对本发明进一步阐述：

实施例1：

取200ml新鲜谷氨酸发酵液，加入用稀盐酸或醋酸溶解好的甲壳素溶液，控制发酵液中甲壳素的量为50ppm，搅拌混合10分钟后，加入阴离子表面活性剂，选用十二烷基硫酸钠，控制其浓度为100pm，搅拌10分钟，之后用盐酸调整PH值为4.5，再搅拌5分钟，将配好的220ml发酵液倒入泡载分离器中，并通入水饱和空气，控制空气的线速度为0.1～2cm/sec，100分钟后，停止通气，从泡载分离器底部排出净化后的谷氨酸发酵液除菌率在85％以上，镜检液体中未发现菌体。由泡载分离器上部收集气泡上浮夹带出的菌体颗粒及其碎片，这部分含谷氨酸＜10％，可进一步离心回收。

实施例2：取200ml新鲜谷氨酸发酵液，加入预先配好的阳离子型聚电解质——接枝淀粉溶液，控制其浓度为50ppm，搅拌混合10分钟，继续搅拌，加入十二烷基硫酸钠，控制其浓度为100ppm，搅拌10分钟后将配好的220ml发酵液倒入泡载分离器中通入水饱和空气，控制泡沫流出量，120分钟后，停上通气，排出分离菌体后净化的谷氨酸发酵液，收集由上部泡沫夹带出的液体，其中的谷氨酸可进一步回收。

实施例3：本例所用溶液与操作方法与实施例1相同，不同点是加入阳离子表面活性剂，十六烷基三甲基溴化铵，最后测液体的除菌效率是91％，镜检液体中有少量菌体，剩余液体体积为190ml。

Claims (1)

1.一种净化谷氨酸发酵液的方法，其特征是在常温、常压下向菌体浓度为1％～7％的发酵液中加入5ppm～500ppm的阳离子聚电解质，当阳离子聚电解质与发酵液中的菌体、菌体自溶物及杂质蛋白质形成直径为5～20μm的颗粒后，再加入10ppm～1000ppm的水溶性阳离子表面活性剂或阴离子表面活性剂(起泡剂)搅拌均匀，10分钟后保持溶液的pH值不变或用盐酸调整pH值为7～3.5，再搅拌5分钟将溶液加入到泡载分离器或浮选槽中，再将空气从泡载分离器的下部通入，空气的线速度为0.1～2cm/sec，在泡载分离器的上部收集加入起泡剂后形成的气泡上浮夹带出的菌体颗粒，在泡载分离器的底部排出净化后的谷氨酸发酵液，其中所说的阳离子聚电解质是甲壳素或接枝淀粉，阳离子表面活性剂是十六烷基三甲基溴化铵，阴离子表面活性剂是十二烷基硫酸钠。