CN113912671B - 谷胱甘肽分离纯化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供谷胱甘肽分离纯化工艺,涉及谷胱甘肽生产领域。该谷胱甘肽分离纯化工艺,包括发酵菌体破碎:将发酵液进行过滤,接将发酵菌体置于去离子水中,发酵菌体吸水涨破,接着进行浓缩处理,获得浓缩液;萃取:在浓缩液中加入烯醇,充分搅拌后分离烯醇溶液;分离:向烯醇溶液中加入氧化亚铜,并过滤获得沉淀物,接着将沉淀物置于水‑醇二相液体中,并向液体中充入硫化氢,静置获取水相溶液;过滤:使用微滤膜,获得滤液;制粉:滤液通过冻干粉技术获得谷胱甘肽粉料。通过预先过滤,在发酵菌体破碎后进行淬体,可减少非有机物的杂质,经铜盐发获取的沉淀和硫化氢在水‑醇二相液体中制取谷胱甘肽,可减少硫化氢逸散。
Description
技术领域
本发明涉及谷胱甘肽生产技术领域,具体为谷胱甘肽分离纯化工艺。
背景技术
谷胱甘肽是一种含γ-酰胺键和巯基的三肽,由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成,存在于几乎身体的每一个细胞。谷胱甘肽能帮助保持正常的免疫系统功能,并具有抗氧化作用、整合解毒作用。半胱氨酸上的巯基为其活性基团,易与某些药物、毒素等结合,使其具有整合解毒作用。谷胱甘肽不仅可用于药物,更可作为功能性食品的基料,在延缓衰老、增强免疫力、抗肿瘤等功能性食品广泛应用。
目前,谷胱甘肽的生产方法主要有萃取法、化学合成法、酶法转化及微生物发酵法。批量生产谷胱甘肽,大多采用微生物发酵法。通过对微生物破碎,提起谷胱甘肽。提取方法有铜盐法和离子交换法。离子交换法进行提取谷胱甘肽所需的设备成本高。现有的铜盐法,是直接将铜盐置于微生物破碎液中生产目标产物的沉淀,但是存在杂质过多。同时在充入硫化氢时,硫化氢容易逸散,并且残存的硫化氢影响谷胱甘肽的产品。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了谷胱甘肽分离纯化工艺,解决了现有铜盐法杂质过多、硫化氢逸散危害大的问题。
(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:谷胱甘肽分离纯化工艺,包括以下步骤:
步骤一、发酵菌体破碎:将发酵液进行过滤,截留发酵菌体,接将发酵菌体置于去离子水中,发酵菌体吸水涨破,静止3~5h,接着进行浓缩处理,获得浓缩液;
步骤二、萃取:在浓缩液中加入烯醇,充分搅拌后分离烯醇溶液;
步骤三、分离:向烯醇溶液中加入氧化亚铜,并过滤获得沉淀物,使用去离子水冲洗3~5次,接着将沉淀物置于水-醇二相液体中,并向液体中充入硫化氢,并进行充分搅拌后,静置获取水相溶液;
步骤四、过滤:使用微滤膜,获得滤液;
步骤五、制粉:滤液通过冻干粉技术获得谷胱甘肽粉料。
优选的,所述步骤一中,过滤时,可采用生理盐水冲洗过滤膜,待液体中发酵菌体湿重质量不低于800g/L即可停止过滤。
优选的,所述步骤一中,浓缩处理时,浓缩温度为50~70℃、浓缩压强为0.5~0.85个大气压,浓缩至原液的三分之一。
优选的,所述步骤二中与浓缩液等量加入烯醇。
优选的,所述步骤二中烯醇采用丙烯醇或者丁烯醇。
优选的,所述步骤三中水-醇二相液体中所使用的醇和水不相溶。
优选的,所述步骤五中冻干温度为-12~-5℃、压强为0.3~0.6个大气压。
(三)有益效果
本发明提供了谷胱甘肽分离纯化工艺。具备以下有益效果:
1、本发明,将破碎的发酵菌体液中加入烯醇,萃取出目标产物,并使用铜盐获取目标产物的沉淀物,改方式极大降低沉淀物中杂质的含量。
2、本发明,沉淀物在水-醇二相液体中和硫化氢反应,由于硫化氢更易溶解在醇中,故水相中的硫化氢含量更少。
3、本发明,水-醇二相液体的使用,使得硫化氢固定在醇中,减少硫化氢的逸散,提高生产的安全性。
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:
本发明实施例提供谷胱甘肽分离纯化工艺,包括以下步骤:
步骤一、发酵菌体破碎:将发酵液进行过滤,过滤时,可采用生理盐水冲洗过滤膜,发酵菌体的大小一般在几微米到几十微米之间,根据发酵菌体合适选择滤网,避免网孔堵塞,故采用冲洗滤网,将附着在滤网上的发酵菌体冲落,同时采用生理盐水,避免发酵液的离子浓度发生变化,因渗透压的改变导致发酵菌体破,可以滤液的一侧进行负压加持,提高过滤的效率,截留发酵菌体,待液体中发酵菌体湿重质量不低于800g/L即可停止过滤,综合过滤效率和过滤效果,接着将发酵菌体置于去离子水中,加入的去离子水是发酵菌体液体容量的一至两倍,发酵菌体吸水涨破,由于发酵菌体内的离子浓度高,故在渗透压的作用下,水进入发酵菌体内部,该发酵菌体破碎方式简单,静止3~5h,保证破碎得充分,接着进行浓缩处理,获得浓缩液,浓缩处理时,浓缩温度为50℃、浓缩压强为0.5个大气压,浓缩至原液的三分之一,即在低温低压下,快速进行水的蒸发;
步骤二、萃取:在浓缩液中加入烯醇,且与浓缩液等量加入烯醇,浓缩液中的有机物和目标产物溶解在烯醇中,充分搅拌后分离烯醇溶液,采用丙烯醇,保证目标产物的产出率,可萃取一次后,再进行萃取一到两次;
步骤三、分离:向烯醇溶液中加入氧化亚铜,以氧化亚铜粉末加入后,氧化牙痛和目标产物结合,发生沉淀,并过滤获得沉淀物,使用去离子水冲洗3~5次,用于去除沉淀物上残留的有机物,接着将沉淀物置于水-醇二相液体中,水-醇二相液体中所使用的醇和水不相溶,可选用丙醇,同时醇的加入量不得少于水的三分之一,并向液体中充入硫化氢,硫化氢和目标产物中的铜结合生成硫化铜沉淀,同时释放出目标产物,并且目标产物不溶解于醇,故目标产物容接在水中,同时硫化氢虽然能够溶解在水中,但是更易溶解在醇中,相对来说,溶解在水中的硫化氢中的较少,并进行充分搅拌后,保证充分反应,静置获取水相溶液,该步骤中可在常温常压下进行,目标产物的获取操作简单,且降低目标产物的获取难度;
步骤四、过滤:使用微滤膜,微滤膜的网孔孔径在0.05微米左右,可以将大于1000分子质量的物质截留,而目标产物的分子质量为300左右,即可进一步提高目标产物的浓度,获得滤液;
步骤五、制粉:滤液通过冻干粉技术获得谷胱甘肽粉料,冻干温度为-12、压强为0.3个大气压。
实施例二:
本发明实施例提供谷胱甘肽分离纯化工艺,包括以下步骤:
步骤一、发酵菌体破碎:将发酵液进行过滤,过滤时,可采用生理盐水冲洗过滤膜,发酵菌体的大小一般在几微米到几十微米之间,根据发酵菌体合适选择滤网,避免网孔堵塞,故采用冲洗滤网,将附着在滤网上的发酵菌体冲落,同时采用生理盐水,避免发酵液的离子浓度发生变化,因渗透压的改变导致发酵菌体破,可以滤液的一侧进行负压加持,提高过滤的效率,截留发酵菌体,待液体中发酵菌体湿重质量不低于800g/L即可停止过滤,综合过滤效率和过滤效果,接着将发酵菌体置于去离子水中,加入的去离子水是发酵菌体液体容量的一至两倍,发酵菌体吸水涨破,由于发酵菌体内的离子浓度高,故在渗透压的作用下,水进入发酵菌体内部,该发酵菌体破碎方式简单,静止3~5h,保证破碎得充分,接着进行浓缩处理,获得浓缩液,浓缩处理时,浓缩温度为70℃、浓缩压强为0.85个大气压,浓缩至原液的三分之一,即在低温低压下,快速进行水的蒸发;
步骤二、萃取:在浓缩液中加入烯醇,且与浓缩液等量加入烯醇,浓缩液中的有机物和目标产物溶解在烯醇中,充分搅拌后分离烯醇溶液,采用丁烯醇,保证目标产物的产出率,可萃取一次后,再进行萃取一到两次;
步骤三、分离:向烯醇溶液中加入氧化亚铜,以氧化亚铜粉末加入后,氧化牙痛和目标产物结合,发生沉淀,并过滤获得沉淀物,使用去离子水冲洗3~5次,用于去除沉淀物上残留的有机物,接着将沉淀物置于水-醇二相液体中,水-醇二相液体中所使用的醇和水不相溶,可选用丁醇,同时醇的加入量不得少于水的三分之一,并向液体中充入硫化氢,硫化氢和目标产物中的铜结合生成硫化铜沉淀,同时释放出目标产物,并且目标产物不溶解于醇,故目标产物容接在水中,同时硫化氢虽然能够溶解在水中,但是更易溶解在醇中,相对来说,溶解在水中的硫化氢中的较少,并进行充分搅拌后,保证充分反应,静置获取水相溶液,该步骤中可在常温常压下进行,目标产物的获取操作简单,且降低目标产物的获取难度;
步骤四、过滤:使用微滤膜,微滤膜的网孔孔径在0.05微米左右,可以将大于1000分子质量的物质截留,而目标产物的分子质量为300左右,即可进一步提高目标产物的浓度,获得滤液;
步骤五、制粉:滤液通过冻干粉技术获得谷胱甘肽粉料,冻干温度为-12~-5℃、压强为0.3~0.6个大气压。
实施例三:
对实施例一和对实施例二所处生产的谷胱甘肽粉料进行随机抽样检查,得出谷胱甘肽粉料的产出率不低于65%,纯度不低于95%,谷胱甘肽粉料中硫化氢含量低于0.001ppm,且随着谷胱甘肽粉料存储的时间越长,硫化氢的含量越低,与氧气生产硫单质或者二氧化硫。
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 (4)
1.谷胱甘肽分离纯化工艺,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、发酵菌体破碎:将发酵液进行过滤,截留发酵菌体,接将发酵菌体置于去离子水中,发酵菌体吸水涨破,静止3~5h,接着进行浓缩处理,获得浓缩液;
步骤二、萃取:在浓缩液中加入烯醇,充分搅拌后分离烯醇溶液;
步骤三、分离:向烯醇溶液中加入氧化亚铜,并过滤获得沉淀物,使用去离子水冲洗3~5次,接着将沉淀物置于水-醇二相液体中,并向液体中充入硫化氢,并进行充分搅拌后,静置获取水相溶液;
步骤四、过滤:使用微滤膜,获得滤液;
步骤五、制粉:滤液通过冻干粉技术获得谷胱甘肽粉料;
所述步骤一中,过滤时,可采用生理盐水冲洗过滤膜,待液体中发酵菌体湿重质量不低于800g/L即可停止过滤;
所述步骤一中,浓缩处理时,浓缩温度为50~70℃、浓缩压强为0.5~0.85个大气压,浓缩至原液的三分之一;
所述步骤二中与浓缩液等量加入烯醇。
2.根据权利要求1所述的谷胱甘肽分离纯化工艺,其特征在于:所述步骤二中烯醇采用丙烯醇或者丁烯醇。
3.根据权利要求1所述的谷胱甘肽分离纯化工艺,其特征在于:所述步骤三中水-醇二相液体中所使用的醇和水不相溶。
4.根据权利要求1所述的谷胱甘肽分离纯化工艺,其特征在于:所述步骤五中冻干温度为-12~-5℃、压强为0.3~0.6个大气压。
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