CN110923157A - 一种生产谷胱甘肽培养基的制作及谷胱甘肽分离方法 - Google Patents

一种生产谷胱甘肽培养基的制作及谷胱甘肽分离方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110923157A
CN110923157A CN202010039444.1A CN202010039444A CN110923157A CN 110923157 A CN110923157 A CN 110923157A CN 202010039444 A CN202010039444 A CN 202010039444A CN 110923157 A CN110923157 A CN 110923157A
Authority
CN
China
Prior art keywords
glutathione
corn
culture medium
corn starch
fermentation
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.)
Granted
Application number
CN202010039444.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110923157B (zh
Inventor
王成忠
胡大佐
赵晓红
任振峰
王允虎
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.)
Qilu University of Technology
Original Assignee
Qilu University of Technology
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 Qilu University of Technology filed Critical Qilu University of Technology
Priority to CN202010039444.1A priority Critical patent/CN110923157B/zh
Publication of CN110923157A publication Critical patent/CN110923157A/zh
Priority to AU2020102898A priority patent/AU2020102898A4/en
Application granted granted Critical
Publication of CN110923157B publication Critical patent/CN110923157B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
    • C12N1/16—Yeasts; Culture media therefor
    • C12N1/18—Baker's yeast; Brewer's yeast
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K5/00—Peptides containing up to four amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • C07K5/02—Peptides containing up to four amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof containing at least one abnormal peptide link
    • C07K5/0215—Peptides containing up to four amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof containing at least one abnormal peptide link containing natural amino acids, forming a peptide bond via their side chain functional group, e.g. epsilon-Lys, gamma-Glu
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P21/00—Preparation of peptides or proteins
    • C12P21/02—Preparation of peptides or proteins having a known sequence of two or more amino acids, e.g. glutathione

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明运用玉米胚粕与玉米淀粉黄浆混合物作为培养基的原料，制作了一种新型生产谷胱甘肽的培养基。并且将玉米胚粕与玉淀粉黄浆混合，调整混合物的淀粉浓度，采用蒸汽气流液化，糖化酶进行糖化，然后进行培养基的制作，S.cerevisiae L5267按5~10%接种量接种发酵，反胶束萃取，膜分离，冷冻干燥。本发明采用低廉原材料制备出高纯度谷胱甘肽，提高玉米胚粕和玉米淀粉黄浆利用率，对于减少环境污染，增强经济效益，提高谷胱甘肽生产效率有着十分重要的意义。

Description

一种生产谷胱甘肽培养基的制作及谷胱甘肽分离方法
技术领域
本发明涉及了一种利用玉米胚芽提取油和蛋白后的下脚料玉米胚粕与玉米淀粉黄浆混合物制作新型培养基发酵生产谷胱甘肽及分离的方法，属于生物技术领域。
背景技术
目前，对于玉米胚芽的应用多数是提取油和蛋白，但提取玉米胚芽油和蛋白后的玉米胚粕利用较少。玉米胚粕是玉米胚芽提油和蛋白的剩余物，其中淀粉含量在25~30%之间，并且含有1‰的谷胱甘肽。对于玉米胚粕一般作为饲料出售，造成了资源浪费，目前对于玉米胚粕再利用的领域研究较少。本发明利用玉米胚粕作为酵母细胞发酵生产谷胱甘肽的培养基原料，实现了玉米胚粕的二次利用，提高了经济效益，有效节约了资源。
玉米淀粉黄浆是玉米淀粉生产过程中的废弃物，工业上对玉米淀粉黄浆的直接应用较少，一般做饲料售出或直接排放，但直接排放会造成水污染。玉米淀粉黄浆中含有淀粉、蛋白、多种维生素、无机盐以及氨基酸，其成分非常适合制备酵母细胞培养基。而且玉米淀粉黄浆价格十分低廉，简单易得。本发明利用玉米胚粕与玉米淀粉黄浆的混合物制备酵母细胞发酵培养基生产谷胱甘肽，为玉米胚粕和玉米淀粉黄浆找到了一种新的利用途径。
谷胱甘肽（Glutathione，GSH）是一种由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成的、具有特殊活性基团（巯基和γ-谷氨酰基）的三肽。在自然界中有两种存在形式，分别为氧化型和还原型， 而谷胱甘肽的活性成分为还原型谷胱甘肽，约占其总量的95%。它能参与体内氧化还原过程，与过氧化物及自由基结合，以对抗氧化剂对巯基的破坏，保护细胞膜中含巯基的蛋白质和含巯基酶不被破坏，同时还可对抗自由基对重要脏器的损害。目前，对于酵母细胞中谷胱甘肽的分离提取应用最多。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种以提取玉米胚芽油和蛋白后的下脚料—玉米胚粕与玉米淀粉黄浆为原料制作培养基，发酵生产谷胱甘肽的方法。并通过三效蒸发浓缩提高玉米淀粉黄浆混合物的浓度。本发明的方法是利用酿酒酵母自身的酶系，以玉米胚粕和玉米淀粉黄浆混合物为培养基的碳源及氮源，生产谷胱甘肽，降低了生产成本，提高了经济效益。
为实现上述目标，本发明采取的技术方案是：
本发明技术方案如下：
(1)玉米胚粕与玉米淀粉黄浆糖化液的制备
对玉米胚芽进行油和蛋白提取，提取后的剩余物， 37℃烘干，过40目筛，即为玉米胚粕备用。对脱皮、脱胚芽、粉碎的玉米40℃水浴浸泡，浸泡完毕后打浆，过滤，滤液即为玉米淀粉黄浆，对玉米淀粉黄浆进行三效蒸发浓缩。调整玉米胚粕和玉米淀粉黄浆混合液淀粉浓度30~35%，采用0.3~0.5 MPa蒸汽喷射进行液化，液化后的混合液加入糖化酶90~110u/g进行糖化，糖化后DE值达到90以上，糖化液备用。
(2)培养基的制作及发酵过程
取糖化液100g，加入酵母粉2.2~2.5g、L-cys0.4~0.6 g、MgSO4 0.125~0.135 g、肌醇0.0375~0.045g、KCl 1.74~1.86g、蒸馏水250ml制成培养基；扩培后S.cerevisiae L5267按5%~10%接种量接种到培养基进行发酵培养，发酵温度28~32℃，控制溶氧饱和度为 20%~40%，发酵时间22~24h左右，得到发酵液。
(3)谷胱甘肽的分离纯化
取发酵液50ml，以阴离子表面活性剂7mmol/L Aliquat 366溶于有机溶剂正庚醇制备的反胶束体系对发酵液进行萃取，发酵液pH=2.5，反胶束与发酵液体积比为2:1，调节混合液K+浓度为0.1~0.3mol/L，萃取时间为15min。萃取完毕后，对 Aliquat 366与正庚醇形成的聚集体进行反萃：采用1.1~1.3mol/L的NaCl水相进行反萃，控制温度为20℃，调节pH值为5.8~6.1，反萃完毕后收集水相得到谷胱甘肽水溶液，膜分离，冻干。
本发明有益效果：
(1)使生产玉米淀粉的下脚料玉米胚粕与玉米淀粉黄浆得到了综合利用，
有效节约了资源，提高经济效益，并且减少污染。
(2)以玉米胚粕和玉米淀粉黄浆为原料制作培养基，节约了培养基的制作成本。
(3)反胶束萃取谷胱甘肽提高了谷胱甘肽的分离效率，而且提升了最终谷胱甘肽产品的纯度。
具体实施措施
下面结合实施例对本发明的方法作进一步说明，但不限于此。
实施例1：
(1)玉米胚粕与玉米黄浆糖化液的制备
对玉米胚芽进行油和蛋白提取，提取后的剩余物， 37℃烘干，过40目筛，即为玉米胚粕备用。对脱皮、脱胚芽、粉碎的玉米40℃水浴浸泡，浸泡完毕后打浆，过滤，滤液即为玉米淀粉黄浆，对玉米淀粉黄浆进行三效蒸发浓缩；调整玉米胚粕和玉米淀粉黄浆混合液淀粉浓度33%，采用0.3 MPa蒸汽喷射进行液化，液化后加入糖化酶90u/g进行糖化。DE值达到91，糖化液备用。
(2) 培养基的制作及发酵过程
取糖化液100g，加入酵母粉2.2g、L-cys0.4 g、MgSO4 0.125 g、肌醇0.0375g、KCl1.74g、蒸馏水250ml制成培养基；扩培后S.cerevisiae L5267按5%接种量接种到培养基进行发酵培养，发酵温度28℃，控制溶氧饱和度为 20%，发酵时间22h，得到发酵液。
(3)谷胱甘肽的分离纯化
取发酵液50ml，将7mmol/L Aliquat 366溶于有机溶剂正庚醇制成反胶束，发酵液pH=2.5，反胶束与发酵液体积比为2:1，调节混合液K+浓度为0.1mol/L，萃取时间15min。萃取完毕后， 采用1.1mol/L的NaCl水相进行反萃：温度20℃，pH6.1，反萃完毕后收集水相得到谷胱甘肽水溶液，膜分离，冻干。最终谷胱甘肽含量达到9.418mg/g。
实施例2
(1)玉米胚粕与玉米黄浆糖化液的制备
对玉米胚芽进行油和蛋白提取，提取后的剩余物， 37℃烘干，过40目筛，即为玉米胚粕备用。对脱皮、脱胚芽、粉碎的玉米40℃水浴浸泡，浸泡完毕后打浆，过滤，滤液即为玉米淀粉黄浆，对玉米淀粉黄浆进行三效蒸发浓缩，调整玉米胚粕和玉米淀粉黄浆混合液淀粉浓度34%，采用0.4 MPa蒸汽喷射进行液化，液化后加入糖化酶100u/g进行糖化。DE值达到93，糖化液备用。
(2) 培养基的制作及发酵过程
取糖化液100g，加入酵母粉2.3g、L-cys0.4 g、MgSO4 0.125g、肌醇0.0375g、KCl1.80g、蒸馏水250ml制成培养基；扩培后S.cerevisiae L5267按7%接种量接种到培养基进行发酵培养，发酵温度30℃，控制溶氧饱和度为 30%，发酵时间23h左右，得到发酵液。
(3)谷胱甘肽的分离纯化
取发酵液50ml，将7mmol/L Aliquat 366溶于有机溶剂正庚醇制成反胶束，发酵液pH=2.5，反胶束与发酵液体积比为2:1，调节混合液K+浓度为0.2mol/L，萃取时间15min。萃取完毕后， 采用1.2mol/L的NaCl水相进行反萃：温度20℃，pH6.1，反萃完毕后收集水相得到谷胱甘肽水溶液，膜分离，冻干。最终谷胱甘肽含量达到10.012mg/g。
实施例3
(1)玉米胚粕与玉米黄浆糖化液的制备
对玉米胚芽进行油和蛋白提取，提取后的剩余物， 37℃烘干，过40目筛，即为玉米胚粕备用。对脱皮、脱胚芽、粉碎的玉米40℃水浴浸泡，浸泡完毕后打浆，过滤，滤液即为玉米淀粉黄浆，对玉米淀粉黄浆进行三效蒸发浓缩，调整玉米胚粕和玉米淀粉黄浆混合液淀粉浓度31%，采用0.4 MPa蒸汽喷射进行液化，液化后加入糖化酶110u/g进行糖化。DE值达到90，糖化液备用。
(2)培养基的制备及发酵过程
取糖化液100g，加入酵母粉2.5g、L-cys0.6 g、MgSO4 0.135 g、肌醇0.045g、
KCl 1.86g、蒸馏水250ml制成培养基；扩培后S.cerevisiae L5267按10%接
种量接种到培养基进行发酵培养，发酵温度32℃，控制溶氧饱和度为 40%，
发酵时间24h左右，得到发酵液。
(3)谷胱甘肽的分离纯化
取发酵液50ml，将7mmol/L Aliquat 366溶于有机溶剂正庚醇制成反胶束，发酵液pH=2.5，反胶束与发酵液体积比为2:1，调节混合液K+浓度为0.3mol/L，萃取时间15min。萃取完毕后， 采用11.3mol/L的NaCl水相进行反萃：温度20℃，pH6.1，反萃完毕后收集水相得到谷胱甘肽水溶液，膜分离，冻干。最终谷胱甘肽含量达到9.503mg/g。

Claims (5)

1.利用玉米胚芽提取油和蛋白后玉米胚粕与玉米淀粉黄浆混合物制作培养基生产谷胱甘肽步骤如下：
(1）对玉米胚芽进行油和蛋白提取，提取后的剩余物， 37℃烘干，过40目筛，即为玉米胚粕备用;(2）对脱皮、脱胚芽、粉碎的玉米40℃水浴浸泡，浸泡完毕后打浆，过滤，滤液即为玉米淀粉黄浆，对玉米淀粉黄浆进行三效浓缩，玉米淀粉黄浆浓缩液备用;(3)将步骤(1)中玉米胚粕与步骤(2)中玉米淀粉黄浆混合进行液化，加糖化酶糖化，调整DE值达到90以上，糖化液备用;(4)培养基的制作、接种、发酵、谷胱甘肽分离。
2.根据权利要求书1( 2）中三效浓缩其特征为：一效蒸发温度70~80℃，二效蒸发温度65~73℃，三效蒸发温度47~55℃，出料浓度45%~55%。
3. 根据权利要求书1 ( 3）中糖化其特征为：根据权利要求书1 ( 1)和( 2)玉米胚粕和玉米淀粉黄浆浓缩液淀粉含量确定二者的比例和用水量，使料液中淀粉浓度为30%~35%；蒸汽喷射器（0.3~0.5MPa）进行液化，液化液加入糖化酶进行糖化，糖化酶添加量为90u/g~110u/g，以糖化液DE值大于90为指标。
4.根据权利要求书1（4）中培养基的制作及发酵过程其特征为：取权利要求书1（3）中糖化液100g，加入酵母粉2.2~2.5g、L-cys0.4~0.6 g、MgSO4 0.125~0.135 g、肌醇0.0375~0.045g、KCl 1.74~1.86g、蒸馏水250ml制成培养基；扩培后S.cerevisiae L5267按5%~10%接种量接种到培养基进行发酵培养，发酵温度28~32℃，控制溶氧饱和度为 20%~40%，发酵时间22~24h左右，得到发酵液。
5.根据权利要求书1（4）谷胱甘肽分离过程其特征如下：取发酵液50ml，以阴离子表面活性剂7mmol/L Aliquat 366溶于有机溶剂正庚醇制备的反胶束体系对发酵液进行萃取，发酵液pH=2.5，反胶束与发酵液体积比为2:1，调节混合液K+浓度为0.1~0.3mol/L，萃取时间为15min。萃取完毕后，对 Aliquat 366与正庚醇形成的聚集体进行反萃：采用1.1~1.3mol/L的NaCl水相进行反萃，控制温度为20℃，调节pH值为5.8~6.1，反萃完毕后收集水相得到谷胱甘肽水溶液，膜分离，冻干。
CN202010039444.1A 2020-01-15 2020-01-15 一种生产谷胱甘肽培养基的制作及谷胱甘肽分离方法 Active CN110923157B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010039444.1A CN110923157B (zh) 2020-01-15 2020-01-15 一种生产谷胱甘肽培养基的制作及谷胱甘肽分离方法
AU2020102898A AU2020102898A4 (en) 2020-01-15 2020-10-20 A Method for Producing Glutathione Culture Medium and Separating Glutathione

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010039444.1A CN110923157B (zh) 2020-01-15 2020-01-15 一种生产谷胱甘肽培养基的制作及谷胱甘肽分离方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110923157A true CN110923157A (zh) 2020-03-27
CN110923157B CN110923157B (zh) 2022-04-15

Family

ID=69854757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010039444.1A Active CN110923157B (zh) 2020-01-15 2020-01-15 一种生产谷胱甘肽培养基的制作及谷胱甘肽分离方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN110923157B (zh)
AU (1) AU2020102898A4 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113912671B (zh) * 2021-11-26 2024-04-19 江西诚志生物工程有限公司 谷胱甘肽分离纯化工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011061713A1 (en) * 2009-11-21 2011-05-26 Silvia Bradamante Method for the production of extracellular glutathione with high yields
CN103695506A (zh) * 2013-12-05 2014-04-02 成都雅途生物技术有限公司 发酵合成谷胱甘肽的方法
CN106520887A (zh) * 2016-12-20 2017-03-22 驻马店华中正大有限公司 一种添加木瓜蛋白酶的金霉素发酵培养基及其应用
CN107043797A (zh) * 2016-12-26 2017-08-15 泰州学院 一种酿酒酵母发酵生产谷胱甘肽的工艺
CN108130292A (zh) * 2018-01-04 2018-06-08 上海交通大学 海洋链霉菌s063及其抗补体活性应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011061713A1 (en) * 2009-11-21 2011-05-26 Silvia Bradamante Method for the production of extracellular glutathione with high yields
CN103695506A (zh) * 2013-12-05 2014-04-02 成都雅途生物技术有限公司 发酵合成谷胱甘肽的方法
CN106520887A (zh) * 2016-12-20 2017-03-22 驻马店华中正大有限公司 一种添加木瓜蛋白酶的金霉素发酵培养基及其应用
CN107043797A (zh) * 2016-12-26 2017-08-15 泰州学院 一种酿酒酵母发酵生产谷胱甘肽的工艺
CN108130292A (zh) * 2018-01-04 2018-06-08 上海交通大学 海洋链霉菌s063及其抗补体活性应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
QING-LONG CHANG等: "Effect of the cosolvent type on the extraction of a-amylase with reversed micelles: Circular dichroism study", 《ENZYME AND MICROBIAL TECHNOLOGY》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110923157B (zh) 2022-04-15
AU2020102898A4 (en) 2020-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110183394A1 (en) Method of producing yeast biomass
CN103937846B (zh) 一种利用棉籽饼粕制备复合氨基酸液的方法
CN101434913A (zh) 一种酿酒酵母菌株及其发酵秸秆生产乙醇的方法
CN103993042B (zh) 一种木质纤维素类物质联产生物乙醇和普鲁兰糖的方法
CN102352381A (zh) 以木糖生产废液制造丙酮、丁醇的方法
CN101824395B (zh) 一种以固体秸秆为碳源培养发酵种子液的方法
CN101423855A (zh) 一种利用灵芝菌种发酵海带下脚料制备多糖的方法
CN110923157B (zh) 一种生产谷胱甘肽培养基的制作及谷胱甘肽分离方法
CN105543289A (zh) 一种栎属橡子单宁提取与淀粉浓醪发酵耦合方法
CN101041836A (zh) 一种木质纤维素水解液发酵产酒精联产核酸的方法
CN101386870A (zh) 用微生物混合菌株制备红景天液态转化发酵物的方法
CN106893682B (zh) 一种液化醪扩培酵母菌的方法及其应用和发酵乙醇的方法
CN107446868A (zh) 一株甲基营养型芽孢杆菌及其降解羽毛产寡肽的应用
CN109486644B (zh) 制备生物氮源营养剂进行分割式浓醪酒精发酵酿造老陈醋的方法
CN101250558B (zh) 用石蒜属植物生产燃料乙醇的方法
CN106491661B (zh) 一种鲜虫草原浆的提取方法
CN111172204B (zh) 一种提高柠檬酸发酵效率的制备方法
CN101629190B (zh) 一种以洋姜为原料生产燃料乙醇的方法
CN112746088B (zh) 一种以木质纤维素为原料发酵联产木糖醇和燃料乙醇的方法
CN101659925A (zh) 一种光滑球拟酵母突变株及其在发酵生产丙酮酸中的应用
Palasak et al. Comparison of yeast extract prepared by autolysis or steam explosion as a cheap nutrient supplement for very high gravity ethanol fermentation of cassava starch.
CN109266563A (zh) 一种全水稻生产制备酒母的方法
CN108118073B (zh) 一种以微藻为原料生产2,3-丁二醇的方法
CN102174601A (zh) 一种利用青稞麸皮生产发酵用原料、食用油及蛋白的方法
PRANEETRATTANANON et al. Fundamental Study of Kitchen Refuse Utilization for Ethanol Fermentation by Saccharomyces ceyevisiae

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant