CN113403349A - 一种稳定型液体γ-聚谷氨酸的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种稳定型液体γ‑聚谷氨酸的生产方法，涉及微生物发酵技术领域。该稳定型液体γ‑聚谷氨酸的生产方法，包括以下步骤：步骤一、制作发酵培养物质；步骤二、将发酵菌种添加进步骤一中有γ‑聚谷氨酸培养物质的发酵罐内发酵；步骤三、对添加发酵菌种之后的正常发酵的γ‑聚谷氨酸发酵溶液进行发酵液加热处理；步骤四、向加热结束之后发酵罐的‑聚谷氨酸发酵液内添加稳定剂。通过γ‑聚谷氨酸液体发酵、发酵液加热处理以及添加稳定剂。处理后的γ‑聚谷氨酸可以在37℃下保持稳定，放置12月后γ‑聚谷氨酸含量可保持88‑95%，放置24月后γ‑聚谷氨酸含量最高可保持78‑88%,值得大力推广。
Description
技术领域
本发明涉及微生物发酵技术领域，具体为一种稳定型液体γ-聚谷氨酸的生产方法。
背景技术
γ-聚谷氨酸是一种由谷氨酸单体通过肽键连接形成的一种中性高分子聚合物，分子量通常介于100KD-1000KD之间。γ-聚谷氨酸具有良好的水溶性、超强的吸附能力及具有生物降解性，并且其降解产物对人体和环境无毒害性，可作为增稠剂、保水剂、缓释剂等应用于工业、农业、食品及医学等领域。
γ-聚谷氨酸多由微生物发酵合成得到，但是液体γ-聚谷氨酸稳定型差，容易被酸、碱及微生物降解，在自然环境中不易保存，为后续的工业化应用带来很多不便。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种稳定型液体γ-聚谷氨酸的生产方法，解决了液体γ-聚谷氨酸稳定型差，容易被酸、碱及微生物降解，在自然环境中不易保存的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种稳定型液体γ-聚谷氨酸的生产方法，包括以下步骤：
步骤一、制作发酵培养物质，将多种营养物质均匀混合得到γ-聚谷氨酸培养物质，将γ-聚谷氨酸培养物质转入至发酵罐内；
步骤二、将发酵菌种添加进步骤一中有γ-聚谷氨酸培养物质的发酵罐内，添加好之后在一定发酵条件内进行γ-聚谷氨酸液体的发酵；
步骤三、在步骤二发酵结束之后，将步骤二发酵罐中液体γ-聚谷氨酸发酵溶液的pH至7.0，之后对添加发酵菌种之后的正常发酵的γ-聚谷氨酸发酵溶液进行发酵液加热处理；
步骤四、步骤三进行结束之后，向加热结束之后发酵罐的-聚谷氨酸发酵液内添加稳定剂，得到稳定型液体γ-聚谷氨酸。
所述步骤二中γ-聚谷氨酸液体发酵条件为：发酵温度为35-45℃，发酵时候发酵罐的通气量为1.0-2.0vvm，发酵时候对发酵液的搅拌速度为 150-250rpm，发酵PH为6.5-7.0，发酵时长为48-60h。
所述步骤二中发酵菌种为贝莱斯芽孢杆菌Bacillus velezensis PG1-2，该菌种已保藏于中国微生物菌种保藏中心，保藏编号为CGMCC No.15718，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期均为2018年5月2日。
所述步骤一种发酵培养物质(g/L)以质量分数为标准的组分配方为：蔗糖60-70份、酵母粉20-30份，谷氨酸钠60-70份，KH2PO4 1-2份，K2HPO4 1-2份，CaCl2 0.2-0.3份，初始pH 7.0-7.2。
所述步骤三中进行加热处理时，加热处理温度为50-70℃，处理时长2-6h。
所述稳定剂为苯甲酸钠或山梨酸钾以及碳酸钙。
所述稳定剂用量为：苯甲酸钠或山梨酸钾：0.5-1.5％、碳酸钙：0.5-2％。
(三)有益效果
本发明提供了一种稳定型液体γ-聚谷氨酸的生产方法。具备以下有益效果：
本发明通过发酵罐中对添加发酵菌种之后的正常发酵的γ-聚谷氨酸发酵溶液进行发酵液加热处理，通过苯甲酸钠或山梨酸钾以及碳酸钙等稳定剂方法处理液体γ-聚谷氨酸，处理后的γ-聚谷氨酸可以在37℃下保持稳定，放置12月后γ-聚谷氨酸含量可保持88-95％，放置24月后γ-聚谷氨酸含量最高可保持78-88％，处理后的液体γ-聚谷氨酸稳定性好，不容易被酸、碱及微生物降解，在自然环境中容易保存，为后续的工业化应用带来方便，值得大力推广。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本发明实施例提供一种稳定型液体γ-聚谷氨酸的生产方法，包括以下步骤：
步骤一、制作发酵培养物质，将多种营养物质均匀混合得到γ-聚谷氨酸培养物质，将γ-聚谷氨酸培养物质转入至发酵罐内；
步骤二、将发酵菌种添加进步骤一中有γ-聚谷氨酸培养物质的发酵罐内，添加好之后在一定发酵条件内进行γ-聚谷氨酸液体的发酵；
步骤三、在步骤二发酵结束之后，将步骤二发酵罐中液体γ-聚谷氨酸发酵溶液的pH至7.0，之后对添加发酵菌种之后的正常发酵的γ-聚谷氨酸发酵溶液进行发酵液加热处理；
步骤四、步骤三进行结束之后，向加热结束之后发酵罐的-聚谷氨酸发酵液内添加稳定剂，得到稳定型液体γ-聚谷氨酸。
步骤二中γ-聚谷氨酸液体发酵条件为：发酵温度为35℃，发酵时候发酵罐的通气量为1.0vvm，发酵时候对发酵液的搅拌速度为150rpm，发酵PH为 6.5，发酵时长为48h，得到液体γ-聚谷氨酸，γ-聚谷氨酸含量为21.0g/L。
步骤二中发酵菌种为贝莱斯芽孢杆菌Bacillus velezensis PG1-2，该菌种已保藏于中国微生物菌种保藏中心，保藏编号为CGMCC No.15718，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期均为2018年5月2日。
步骤一种发酵培养物质(g/L)以质量分数为标准的组分配方为：蔗糖60 份、酵母粉20份，谷氨酸钠60份，KH2PO4 1份，K2HPO4 1份，CaCl2 0.2 份，初始pH 7.0-7.2。
步骤三中进行加热处理时，加热处理温度为50℃，水浴处理时长6h之后，检测γ-聚谷氨酸含量为20.5g/L，与发酵产品液相比，含量下降2.4％，处理后的液体γ-聚谷氨酸稳定性好，不容易被酸、碱及微生物降解，在自然环境中容易保存，为后续的工业化应用带来方便。
稳定剂为苯甲酸钠或山梨酸钾以及碳酸钙。
稳定剂用量为：苯甲酸钠0.5％、碳酸钙0.5％；
根据以上条件不变的情况下，在37℃环境存储12个月后，检测γ-聚谷氨酸含量为18.5g/L，与发酵产品液相比，含量下降12％；37℃存储24个月后，检测γ-聚谷氨酸含量为16.4g/L，与发酵产品液相比，含量下降22％。
实施例二：
本发明实施例提供一种稳定型液体γ-聚谷氨酸的生产方法，包括以下步骤：
步骤一、制作发酵培养物质，将多种营养物质均匀混合得到γ-聚谷氨酸培养物质，将γ-聚谷氨酸培养物质转入至发酵罐内；
步骤二、将发酵菌种添加进步骤一中有γ-聚谷氨酸培养物质的发酵罐内，添加好之后在一定发酵条件内进行γ-聚谷氨酸液体的发酵；
步骤三、在步骤二发酵结束之后，将步骤二发酵罐中液体γ-聚谷氨酸发酵溶液的pH至7.0，之后对添加发酵菌种之后的正常发酵的γ-聚谷氨酸发酵溶液进行发酵液加热处理；
步骤四、步骤三进行结束之后，向加热结束之后发酵罐的-聚谷氨酸发酵液内添加稳定剂，得到稳定型液体γ-聚谷氨酸。
步骤二中γ-聚谷氨酸液体发酵条件为：发酵温度为37℃，发酵时候发酵罐的通气量为1.5vvm，发酵时候对发酵液的搅拌速度为200rpm，发酵PH为 7.0，发酵时长为48h，得到液体γ-聚谷氨酸，γ-聚谷氨酸含量为23.2g/L，处理后的液体γ-聚谷氨酸稳定性好，不容易被酸、碱及微生物降解，在自然环境中容易保存，为后续的工业化应用带来方便。
步骤二中发酵菌种为贝莱斯芽孢杆菌Bacillus velezensis PG1-2，该菌种已保藏于中国微生物菌种保藏中心，保藏编号为CGMCC No.15718，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期均为2018年5月2日。
步骤一种发酵培养物质(g/L)以质量分数为标准的组分配方为：蔗糖60 份、酵母粉20份，谷氨酸钠60份，KH2PO4 1份，K2HPO4 1份，CaCl2 0.2 份，初始pH 7.0-7.2。
步骤三中进行加热处理时，加热处理温度为60℃，水浴处理时长4h。
稳定剂为苯甲酸钠或山梨酸钾以及碳酸钙。
稳定剂用量为：山梨酸钾：0.5％、碳酸钙：1％；
以上条件不变化的情况下，37℃存储12个月后，检测γ-聚谷氨酸含量为21.6g/L，与发酵产品液相比，含量下降7％；37℃存储24个月后，检测γ-聚谷氨酸含量为19.5g/L，与发酵产品液相比，含量下降16％。
实施例三：
本发明实施例提供一种稳定型液体γ-聚谷氨酸的生产方法，包括以下步骤：
步骤一、制作发酵培养物质，将多种营养物质均匀混合得到γ-聚谷氨酸培养物质，将γ-聚谷氨酸培养物质转入至发酵罐内；
步骤二、将发酵菌种添加进步骤一中有γ-聚谷氨酸培养物质的发酵罐内，添加好之后在一定发酵条件内进行γ-聚谷氨酸液体的发酵；
步骤三、在步骤二发酵结束之后，将步骤二发酵罐中液体γ-聚谷氨酸发酵溶液的pH至7.0，之后对添加发酵菌种之后的正常发酵的γ-聚谷氨酸发酵溶液进行发酵液加热处理；
步骤四、步骤三进行结束之后，向加热结束之后发酵罐的-聚谷氨酸发酵液内添加稳定剂，得到稳定型液体γ-聚谷氨酸。
步骤二中γ-聚谷氨酸液体发酵条件为：发酵温度为42℃，发酵时候发酵罐的通气量为2.0vvm，发酵时候对发酵液的搅拌速度为250rpm，发酵PH为 7.0，发酵时长为60h，得到液体γ-聚谷氨酸，γ-聚谷氨酸含量为25.6g/L。
步骤二中发酵菌种为贝莱斯芽孢杆菌Bacillus velezensis PG1-2，该菌种已保藏于中国微生物菌种保藏中心，保藏编号为CGMCC No.15718。
步骤一种发酵培养物质(g/L)以质量分数为标准的组分配方为：蔗糖60 份、酵母粉20份，谷氨酸钠60份，KH2PO4 1份，K2HPO4 1份，CaCl2 0.2 份，初始pH 7.0-7.2，处理后的液体γ-聚谷氨酸稳定性好，不容易被酸、碱及微生物降解，在自然环境中容易保存，为后续的工业化应用带来方便。
步骤三中进行加热处理时，加热处理温度为70℃，处理时长2h。
稳定剂为苯甲酸钠或山梨酸钾以及碳酸钙。
稳定剂用量为：苯甲酸钠：1.5％、碳酸钙：2％；
以上条件不变化的情况下，37℃存储12个月后，检测γ-聚谷氨酸含量为24.3g/L，与发酵产品液相比，含量下降5％；37℃存储24个月后，检测γ-聚谷氨酸含量为22.5g/L，与发酵产品液相比，含量下降12％。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种稳定型液体γ-聚谷氨酸的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、制作发酵培养物质，将多种营养物质均匀混合得到γ-聚谷氨酸培养物质，将γ-聚谷氨酸培养物质转入至发酵罐内；
步骤二、将发酵菌种添加进步骤一中有γ-聚谷氨酸培养物质的发酵罐内，添加好之后在一定发酵条件内进行γ-聚谷氨酸液体的发酵；
步骤三、在步骤二发酵结束之后，将步骤二发酵罐中液体γ-聚谷氨酸发酵溶液的pH至7.0，之后对添加发酵菌种之后的正常发酵的γ-聚谷氨酸发酵溶液进行发酵液加热处理；
步骤四、步骤三进行结束之后，向加热结束之后发酵罐的-聚谷氨酸发酵液内添加稳定剂，得到稳定型液体γ-聚谷氨酸。
2.根据权利要求1所述的一种稳定型液体γ-聚谷氨酸的生产方法，其特征在于：所述步骤二中γ-聚谷氨酸液体发酵条件为：发酵温度为35-45℃，发酵时候发酵罐的通气量为1.0-2.0vvm，发酵时候对发酵液的搅拌速度为150-250rpm，发酵PH为6.5-7.0，发酵时长为48-60h。
3.根据权利要求1或2所述的一种稳定型液体γ-聚谷氨酸的生产方法，其特征在于：所述步骤二中发酵菌种为贝莱斯芽孢杆菌Bacillus velezensis PG1-2，该菌种已保藏于中国微生物菌种保藏中心，保藏编号为CGMCC No.15718，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期均为2018年5月2日。
4.根据权利要求1或2所述的一种稳定型液体γ-聚谷氨酸的生产方法，其特征在于：所述步骤一种发酵培养物质(g/L)以质量分数为标准的组分配方为：蔗糖60-70份、酵母粉20-30份，谷氨酸钠60-70份，KH2PO4 1-2份，K2HPO4 1-2份，CaCl2 0.2-0.3份，初始pH 7.0-7.2。
5.根据权利要求1所述的一种稳定型液体γ-聚谷氨酸的生产方法，其特征在于：所述步骤三中进行加热处理时，加热处理温度为50-70℃，处理时长2-6h。
6.根据权利要求1所述的一种稳定型液体γ-聚谷氨酸的生产方法，其特征在于：所述稳定剂为苯甲酸钠或山梨酸钾以及碳酸钙。
7.根据权利要求1或6所述的一种稳定型液体γ-聚谷氨酸的生产方法，其特征在于：所述稳定剂用量为：苯甲酸钠或山梨酸钾：0.5-1.5％、碳酸钙：0.5-2％。
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