CN106085592B - 一种谷氨酸发酵废醪菌渣中油脂的提取制备及检测方法 - Google Patents

一种谷氨酸发酵废醪菌渣中油脂的提取制备及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种谷氨酸发酵废醪菌渣中油脂的提取制备方法，步骤如下：取一定量谷氨酸发酵废醪菌渣，向该谷氨酸发酵废醪菌渣中加水进行多次超声处理；每次超声处理后过滤，滤液留存待用；同时向所得滤渣中加水再次进行超声处理并过滤，超声结束后，将所得所有滤液合并；向合并后的滤液中加入一定量乙醚，搅拌均匀，分层，取乙醚层，经蒸发除乙醚后即得菌体油脂。同时本发明还公开了基于GC‑MS对上述油脂成分的检测方法。本发明提取方法简单，不需要昂贵复杂设备，油脂得率为菌渣干重的0.5‑0.62％；同时基于GC‑MS对提取后的油脂脂肪酸成分进行了分析鉴定，分析方法简单、快速、准确、可靠。

Description

一种谷氨酸发酵废醪菌渣中油脂的提取制备及检测方法
技术领域
本发明属于食品领域，特别涉及一种谷氨酸发酵废醪菌渣中油脂的提取制备及检测方法。
背景技术
我国是一个味精生产大国，味精产量稳居世界第一位。目前，我国有几十家大型味精生产企业，这些味精企业绝大多数以粮食、淀粉为原料进行发酵生产。国内主要以谷氨酸短杆菌为发酵菌种，发酵生产谷氨酸，进而精制出味精。伴随着味精的生产，产生了大量的工业副产品。谷氨酸发酵废醪菌渣是味精产业的主要副产品，每年产量可达上百万吨。过去这些谷氨酸发酵废醪菌渣通过废水排放，既造成环境污染又浪费了资源。目前则主要用作饲料、肥料加工，价格较低。因此，对谷氨酸发酵废醪菌渣等味精工业副产品综合开发，实现粮食资源的全方位利用，具有重要的实际意义。
近年来，研究人员对谷氨酸发酵废醪菌渣中的营养成分进行了检测和分析，如蒋新英(CN103954726B)等对谷氨酸菌渣中制备胞壁酸及其检测方法进行了研究，同时还检测了该过程中盐酸氨基葡萄糖的存在；杨晓玲等则对谷氨酸发酵废醪菌渣中的游离氨基酸、蛋白质等进行了检测分析。由于生产谷氨酸的菌是一个活的生命体，菌体中成分复杂多样。因此有必要对菌体中其他营养成分进行进一步提取制备，从而使菌渣精细化利用，以期提高谷氨酸发酵废醪菌渣利用附加值。
发明内容
针对谷氨酸菌渣中活性成分研究开发问题，本发明提供了一种谷氨酸菌渣中油脂的提取制备方法，该方法提取步骤简单，耗能少。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种谷氨酸发酵废醪菌渣中油脂的提取制备方法，步骤如下：
取一定量谷氨酸发酵废醪菌渣，向该谷氨酸发酵废醪菌渣中加水进行多次超声处理；每次超声处理后过滤，滤液留存待用；同时向所得滤渣中加水再次进行超声处理并过滤，超声结束后，将所得所有滤液合并；向合并后的滤液中加入一定量乙醚，搅拌均匀，分层，取乙醚层，经蒸发除乙醚后即得菌体油脂。
优选的，所述超声处理条件为：超声处理2秒间隙2秒，超声频率为20KHz，超声处理功率为700W；
进一步优选的，每次超声处理时间为2h，共超声处理3次，即超声处理共计6h；
优选的，所述超声处理条件为：超声处理2秒间隙2秒，超声频率为20KHz，超声处理功率为1000W；
进一步优选的，第一次超声处理时间为2.5h，第二次超声处理时间为2h，共超声2次，即超声处理共计4.5h；
优选的，所述超声处理条件为：超声处理2秒间隙2秒，超声频率为20KHz，超声处理功率为1500W；
进一步优选的，每次超声处理1.5h，共超声2次，即超声处理共计3h；
优选的，所述超声处理条件为：超声处理2秒间隙2秒，超声频率为20KHz，超声处理功率为1200W；
进一步优选的，每次超声处理2h，共超声2次，即超声处理共计4h。
优选的，所述谷氨酸发酵废醪菌渣为湿菌渣，所述谷氨酸发酵废醪菌渣干重为湿重的45-55％，进一步优选的，所述谷氨酸发酵废醪菌渣干重为湿重的50％；
优选的，所述谷氨酸发酵废醪菌渣与水的重量体积比为1kg：4-6L，进一步优选的，所述所述谷氨酸发酵废醪菌渣与水的重量体积比为1kg：5L；
优选的，所述滤渣与水的重量体积比为1kg：4-6L，进一步优选的，所述滤渣与水的重量体积比为1kg：5L；
优选的，所述合并后的滤液与乙醚的体积比为7-10：1。
本发明还公开了由上述方法提取制备得到的油脂。
最后，本发明还公开了对上述油脂成分的检测方法，检测方法步骤如下：
(1)菌体油脂的甲酯化：配制7％浓硫酸甲醇溶液，取上述制备得到的菌体油脂加入7％浓硫酸甲醇溶液中，水浴加热后冷至室温向其中加入正己烷，手摇震荡并静止，取上清层(正己烷层)将上清层正己烷溶液挥发得检测样品；
(2)向步骤(1)所述检测样品中加入正己烷溶解进行GC-MS检测，GC-MS检测条件：色谱柱1#agilent 19091n-213，初始值：温度为80℃，保持2min后以10-15℃/min的速率升到230℃，流速为3-5ml/min；滞留时间为0.78092分钟，流速为3-5ml/min；进样口氦气为载气，总流速36ml/min；隔垫吹扫流量1～3ml/min，分流比10：1，分流流量10～30ml/min。
优选的，步骤(1)中所述菌体油脂与7％浓硫酸甲醇的质量体积比为10mg:1ml；所述水浴加热温度为65℃；所述正己烷与所述7％浓硫酸甲醇的体积比为2：1；
优选的，步骤(2)中GC-MS的检测条件为：色谱柱1#agilent 19091n-213，初始值：温度为80℃，保持2min后以10℃/min的速率在25min内升到230℃，压力为10.816psi，流速为3ml/min，平均速率为64.027cm/sec。滞留时间为0.78092分钟，流速为3ml/min；进样口氦气为载气，压力9.597psi，总流速36ml/min；隔垫吹扫流量3ml/min，分流比10:1，分流流量30ml/min。
检测完毕后用脂肪酸数据库来确定脂肪酸的种类。经检测：所述油脂中所含脂肪酸主要是棕榈酸、油酸、辛酸、硬脂酸、二十烷酸和二十二烷酸。
本发明的有益效果：本发明首次公开一种从谷氨酸发酵废醪菌渣中提取制备油脂的方法，能够有效除去菌渣中的杂质，得到纯化的油脂；提取方法简单，不需要昂贵复杂设备，油脂得率为菌渣干重的0.5-0.62％；同时基于GC-MS对提取后的油脂脂肪酸成分进行了分析鉴定，分析方法简单、快速、准确、可靠。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
提取：取谷氨酸发酵废醪菌渣(干重为湿菌渣的50％)100g加水至500ml，在20KHz，700W，超声2秒间隙2秒条件下超声2h，倒出液体过滤，得到滤液350ml，剩余滤渣加水至500ml，按上述超声条件再超声2h，过滤得滤液，重复以上过程，共超声3次，每次2h，共6h。共得滤液1000ml，向滤液中加乙醚100ml，搅匀静置分层，将上层(即乙醚层)取出，蒸除乙醚得菌体油脂0.25g。
检测：1.菌体油脂的甲酯化：配制7％浓硫酸甲醇溶液。取5毫克制备的菌体油脂加入到0.5毫升7％浓硫酸甲醇溶液中，65℃水浴加热20分钟，冷至室温后向其中加入1毫升正己烷，手摇震荡1分钟，静止6分钟后，用移液枪吸取上清(正己烷层)2毫升离心管中，在通风厨中挥发10小时得检测样品。
2.样品中加正己烷20ul溶解进行GC-MS检测。GC-MS检测条件：色谱柱1#agilent19091n-213，初始值：温度为80℃，保持2min后以10℃/min的速率在25min内升到230℃，压力为10.816psi，流速为3ml/min，平均速率为64.027cm/sec。滞留时间为0.78092分钟，流速为3ml/min。进样口氦气为载气，压力9.597psi，总流速36ml/min；隔垫吹扫流量3ml/min，分流比10:1，分流流量30ml/min。
检测完毕后用脂肪酸数据库来确定脂肪酸的种类。经检测：菌体油脂中所含脂肪酸主要是：棕榈酸、油酸、辛酸、硬脂酸、二十烷酸、二十二烷酸。
实施例2
取取谷氨酸发酵废醪菌渣100g(干重为湿菌渣的50％)，加水至500ml，在20KHz，1000W，超声2秒间隙2秒条件下超声2.5h，倒出液体过滤得到滤液，剩余滤渣加水至500ml，按上述超声条件再超声2h，共4.5h，过滤得滤液。两次滤液合并，共得滤液700ml，向滤液中加乙醚100ml，搅匀静置分层，将上层(即乙醚层)取出，蒸除乙醚得菌体油脂0.3g。
检测：1.菌体油脂的甲酯化：配制7％浓硫酸甲醇溶液。取5毫克制备的菌体油脂加入到0.5毫升7％浓硫酸甲醇溶液中，65℃水浴加热20分钟，冷至室温后向其中加入1毫升正己烷，手摇震荡1分钟，静止6分钟后，用移液枪吸取上清(正己烷层)2毫升离心管中，在通风厨中挥发10小时得检测样品。
2.样品中加正己烷20ul溶解进行GC-MS检测。GC-MS检测条件：色谱柱1#agilent19091n-213，初始值：温度为80℃，保持2min后以10℃/min的速率在25min内升到230℃，压力为10.816psi，流速为3ml/min，平均速率为64.027cm/sec。滞留时间为0.78092分钟，流速为3ml/min。进样口氦气为载气，压力9.597psi，总流速36ml/min；隔垫吹扫流量3ml/min，分流比10:1，分流流量30ml/min。
检测完毕后用脂肪酸数据库来确定脂肪酸的种类。经检测：菌体油脂中所含脂肪酸主要是：棕榈酸、油酸、辛酸、硬脂酸、二十烷酸、二十二烷酸。
实施例3
取取谷氨酸发酵废醪菌渣100g(干重为湿菌渣的50％)，加水至500ml，在20KHz，1500W，超声2秒间隙2秒条件下超声2h，倒出液体过滤得到滤液，剩余滤渣加水至500ml，按上述超声条件再超声1.5h，两次超声共3.5h，过滤得滤液。两次滤液合并，共得滤液710ml，向滤液中加乙醚100ml，搅匀静置分层，将上层(即乙醚层)取出，蒸除乙醚得菌体油脂0.31g。
检测：1.菌体油脂的甲酯化：配制7％浓硫酸甲醇溶液。取5毫克制备的菌体油脂加入到0.5毫升7％浓硫酸甲醇溶液中，65℃水浴加热20分钟，冷至室温后向其中加入1毫升正己烷，手摇震荡1分钟，静止6分钟后，用移液枪吸取上清(正己烷层)与2毫升离心管中，在通风厨中挥发10小时得检测样品。
2.样品中加正己烷20ul溶解进行GC-MS检测。GC-MS检测条件：色谱柱1#agilent19091n-213，初始值：温度为80℃，保持2min后以10℃/min的速率在25min内升到230℃，压力为10.816psi，流速为3ml/min，平均速率为64.027cm/sec。滞留时间为0.78092分钟，流速为3ml/min。进样口氦气为载气，压力9.597psi，总流速36ml/min；隔垫吹扫流量3ml/min，分流比10:1，分流流量30ml/min。
检测完毕后用脂肪酸数据库来确定脂肪酸的种类。经检测：菌体油脂中所含脂肪酸主要是：棕榈酸、油酸、辛酸、硬脂酸、二十烷酸、二十二烷酸。
实施例4
取取谷氨酸发酵废醪菌渣100g(干重为湿菌渣的50％)，加水至500ml，在20KHz，1200W，超声2秒间隙2秒条件下超声2h，倒出液体过滤得到滤液，剩余滤渣加水至500ml，按上述超声条件再超声2h，共4h，过滤得滤液。两次滤液合并，共得滤液720ml，向滤液中加乙醚100ml，搅匀静置分层，将上层(即乙醚层)取出，蒸除乙醚得菌体油脂0.31g。
检测：1.菌体油脂的甲酯化：配制7％浓硫酸甲醇溶液。取5毫克制备的菌体油脂加入到0.5毫升7％浓硫酸甲醇溶液中，65℃水浴加热20分钟，冷至室温后向其中加入1毫升正己烷，手摇震荡1分钟，静止6分钟后，用移液枪吸取上清(正己烷层)与2毫升离心管中，在通风厨中挥发10小时得检测样品。
2.样品中加正己烷20ul溶解进行GC-MS检测。GC-MS检测条件：色谱柱1#agilent19091n-213，初始值：温度为80℃，保持2min后以10℃/min的速率在25min内升到230℃，压力为10.816psi，流速为3ml/min，平均速率为64.027cm/sec。滞留时间为0.78092分钟，流速为3ml/min。进样口氦气为载气，压力9.597psi，总流速36ml/min；隔垫吹扫流量3ml/min，分流比10:1，分流流量30ml/min。
检测完毕后用脂肪酸数据库来确定脂肪酸的种类。经检测：菌体油脂中所含脂肪酸主要是：棕榈酸、油酸、辛酸、硬脂酸、二十烷酸、二十二烷酸。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种谷氨酸发酵废醪菌渣中油脂的提取制备方法，其特征在于，所述提取步骤如下：
取一定量谷氨酸发酵废醪菌渣，向该谷氨酸发酵废醪菌渣中加水进行多次超声处理；每次超声处理后过滤，滤液留存待用；同时向所得滤渣中加水再次进行超声处理并过滤，超声结束后，将所得所有滤液合并；向合并后的滤液中加入一定量乙醚，搅拌均匀，分层，取乙醚层，经蒸发除乙醚后即得菌体油脂；
其中，所述谷氨酸发酵废醪菌渣为湿菌渣；谷氨酸发酵废醪菌渣干重为湿重的50％；
所述谷氨酸发酵废醪菌渣与水的重量体积比以及滤渣与水的重量体积比都为1kg：5L；
超声处理条件为：超声处理2秒间隙2秒，超声频率为20KHz，超声处理功率为1200W；每次超声处理2h，共超声2次，即超声处理共计4h；或，超声处理2秒间隙2秒，超声频率为20KHz，超声处理功率为1500W；第一次超声处理时间为2h，第二次超声处理时间为1.5h，共超声2次，即超声处理共计3.5h；
所述合并后的滤液与乙醚的体积比为7-10：1。
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