專利名稱:玉米浸泡水發(fā)酵生產(chǎn)γ-聚谷氨酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于玉米深加工領(lǐng)域，利用玉米浸泡水發(fā)酵生產(chǎn)Y-聚谷氨酸。
背景技術(shù)
玉米浸泡水(參照《玉米淀粉工業(yè)手冊(cè)》2009年9月第一版)中幾乎包括了玉米粒中可溶性的全部營(yíng)養(yǎng)成分，加上原來(lái)一部分不溶解的物質(zhì)在浸泡過(guò)程中被乳酸水解轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)，玉米浸泡水中含有多種氨基酸、無(wú)機(jī)鹽和維生素。
Y-聚谷氨酸(Y-PGA)具有極佳的成膜性、成纖維性、阻氧性、可塑性、粘結(jié)性、保濕性和可生物降解等獨(dú)特的理化和生物學(xué)特性，因而具有增稠、乳化、凝膠、成膜、保濕和粘接等功能，被廣泛用于醫(yī)藥制造、食品加工、蔬菜、水果、海產(chǎn)品防凍、保鮮，化妝品工業(yè)、煙草、皮革制造工業(yè)和植物種子保護(hù)等許多領(lǐng)域，具有極大開發(fā)價(jià)值和應(yīng)用前景。是一種對(duì)人體和環(huán)境無(wú)毒害的生物相溶性新型天然高分子。
公開號(hào)CN 1880465 A的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種玉米浸泡水生產(chǎn)賴氨酸的方法；公開號(hào)CN 102154397 A的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種玉米浸泡水用于生物素亞適量發(fā)酵工藝生產(chǎn)谷氨酸的方法；公開號(hào)CN 102154396 A的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種玉米浸泡水用于溫敏性發(fā)酵工藝生產(chǎn)谷氨酸的方法；上述文獻(xiàn)探討了玉米浸泡水的合理利用，但以玉米浸泡水代替玉米漿及配料用水發(fā)酵生產(chǎn)Y-PGA的方法未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種玉米浸泡水發(fā)酵生產(chǎn)Y -聚谷氨酸的方法，以提高玉米浸泡水的利用價(jià)值。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案是包括下列步驟
(I)玉米浸泡水沉淀新鮮玉米浸泡水(參照《玉米淀粉工業(yè)手冊(cè)》2009年9月第一版)于儲(chǔ)罐沉淀24 h或采用板框過(guò)濾、離心分離；
(2)去除沉淀物打開儲(chǔ)罐底閥，排除沉淀物，無(wú)絮狀物時(shí)即為排放完全；
(3)輸送玉米浸泡水將除沉淀的玉米浸泡水用泵輸送到發(fā)酵配料崗位的儲(chǔ)罐內(nèi)備用;
(4)配料按照配比，將各種原料稱量好，溶解完全配成發(fā)酵培養(yǎng)基，
發(fā)酵培養(yǎng)基原料配比葡萄糖40 g，谷氨酸鈉30 g, K2HPO4 20 g，蛋白胨5 g，酵母膏 5 g, MgSO4 · 7H20 O. 25 g, CaCl2 O. 25 g，用 IL 玉米浸泡水配制，pH 7. O ；
(5)滅菌將配好的發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌，采用連消的方式滅菌，121-125 °C，滅菌10-15 min，將連消好的培養(yǎng)基在發(fā)酵罐內(nèi)冷卻至37 °C，等待接種；
(6)接種發(fā)酵一株從土壤中篩選枯草芽孢桿菌，Bacillus，subtilis，其在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心的保藏號(hào)為CGMCC No. 6421，保藏日期2012. 8. 13 ；
5 L發(fā)酵罐，裝液量3 L，接種量為10%(v/v)，發(fā)酵過(guò)程中采用5mol/L NaOH和2mol/L H2SO4, pH為6.0，攪拌轉(zhuǎn)速為150 200印!11，通氣量為1.0 vvm，發(fā)酵溫度為37 V,發(fā)酵時(shí)間為24 28 h ；
(7)提取將發(fā)酵液8000 r/min離心25 min去菌體，收集上清液用鹽酸調(diào)pH至3. 5，加入3倍體積的冷無(wú)水乙醇，低溫靜止過(guò)夜，傾去上清液得粗品；用適量蒸餾水溶解粗品，用透析袋進(jìn)行脫鹽，進(jìn)行真空冷凍干燥，得到乳白色晶體。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)利用玉米浸泡水替代Y -PGA發(fā)酵培養(yǎng)基配料用玉米漿及自來(lái)水，提高玉米浸泡水的利用價(jià)值，Y -PGA培養(yǎng)基成分不變，不影響發(fā)酵產(chǎn)酸量；解決利用玉米浸泡水生產(chǎn)玉米漿、粉所造成的環(huán)境污染和能源消耗問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明不改變?cè)械陌l(fā)酵流程，原料替代，實(shí)施方便，節(jié)水節(jié)能、廢物利用的資源效益顯著。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I(I)玉米浸泡水沉淀新鮮玉米浸泡水(參照《玉米淀粉工業(yè)手冊(cè)》2009年9月第一版)于儲(chǔ)罐沉淀24 h ；
(2)去除沉淀物打開儲(chǔ)罐底閥，排除沉淀物，無(wú)絮狀物時(shí)即為排放完全；
(3)輸送玉米浸泡水將除沉淀的玉米浸泡水用泵輸送到發(fā)酵配料崗位的儲(chǔ)罐內(nèi)備用;
(4)配料按照配比，將各種原料稱量好，溶解完全配成發(fā)酵培養(yǎng)基，
發(fā)酵培養(yǎng)基原料配比葡萄糖40 g，谷氨酸鈉30 g, K2HPO4 20 g，蛋白胨5 g，酵母膏 5 g, MgSO4 · 7H20 O. 25 g, CaCl2 O. 25 g，用 IL 玉米浸泡水配制，pH 7. O ；
(5)滅菌將配好的發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌，采用連消的方式滅菌，121 °C，滅菌15 min,將連消好的培養(yǎng)基在發(fā)酵罐內(nèi)冷卻至37 °C，等待接種；
(6)接種發(fā)酵一株從土壤中篩選枯草芽孢桿菌，Bacillus，subtilis，其在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心的保藏號(hào)為CGMCC No. 6421，保藏日期2012. 8. 13，保藏單位地址北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路I號(hào)院3號(hào)；
5 L發(fā)酵罐，裝液量3 L，接種量為10%(v/v)，發(fā)酵過(guò)程中采用5mol/L NaOH和2mol/L H2SO4, pH為6.0，攪拌轉(zhuǎn)速為150印111，通氣量為1.0 vvm，發(fā)酵溫度為37 °C，發(fā)酵時(shí)間為24 h ；
(7)提取將發(fā)酵液8000 r/min離心25 min去菌體，收集上清液用鹽酸調(diào)pH至3. 5，加入3倍體積的冷無(wú)水乙醇，低溫靜止過(guò)夜，傾去上清液得粗品；用適量蒸餾水溶解粗品，用透析袋進(jìn)行脫鹽，進(jìn)行真空冷凍干燥，得到乳白色晶體。
實(shí)施例2
(I)玉米浸泡水沉淀新鮮玉米浸泡水(參照《玉米淀粉工業(yè)手冊(cè)》2009年9月第一版)于儲(chǔ)罐沉淀24 h或采用板框過(guò)濾、離心分離；
(2)去除沉淀物打開儲(chǔ)罐底閥，排除沉淀物，無(wú)絮狀物時(shí)即為排放完全；
(3)輸送玉米浸泡水將除沉淀的玉米浸泡水用泵輸送到發(fā)酵配料崗位的儲(chǔ)罐內(nèi)備用;
(4)配料按照配比，將各種原料稱量好，溶解完全配成發(fā)酵培養(yǎng)基，
發(fā)酵培養(yǎng)基原料配比葡萄糖40 g，谷氨酸鈉30 g, K2HPO4 20 g，蛋白胨5 g，酵母膏 5 g，MgSO4 · 7H20 0. 25 g，CaCl2 0. 25 g，用 IL 玉米浸泡水配制，pH 7. O ；
(5)滅菌將配好的發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌，采用連消的方式滅菌，123 °C，滅菌13 min,將連消好的培養(yǎng)基在發(fā)酵罐內(nèi)冷卻至37 °C，等待接種；
(6)接種發(fā)酵一株從土壤中篩選枯草芽孢桿菌，Bacillus，subtilis，其在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心的保藏號(hào)為CGMCC No. 6421，保藏日期2012. 8. 13 ；
5 L發(fā)酵罐，裝液量3 L，接種量為10%(v/v)，發(fā)酵過(guò)程中采用5mol/L NaOH和2mol/L H2SO4, pH為6.0，攪拌轉(zhuǎn)速為180印111，通氣量為1.0 vvm，發(fā)酵溫度為37 °C，發(fā)酵時(shí)間為26 ；
(7)提取將發(fā)酵液8000 r/min離心25 min去菌體，收集上清液用鹽酸調(diào)pH至 3. 5，加入3倍體積的冷無(wú)水乙醇，低溫靜止過(guò)夜，傾去上清液得粗品；用適量蒸餾水溶解粗品，用透析袋進(jìn)行脫鹽，進(jìn)行真空冷凍干燥，得到乳白色晶體。
實(shí)施例3
(I)玉米浸泡水沉淀新鮮玉米浸泡水(參照《玉米淀粉工業(yè)手冊(cè)》2009年9月第一版)于儲(chǔ)罐沉淀24 h或采用板框過(guò)濾、離心分離；
(2)去除沉淀物打開儲(chǔ)罐底閥，排除沉淀物，無(wú)絮狀物時(shí)即為排放完全；
(3)輸送玉米浸泡水將除沉淀的玉米浸泡水用泵輸送到發(fā)酵配料崗位的儲(chǔ)罐內(nèi)備用;
(4)配料按照配比，將各種原料稱量好，溶解完全配成發(fā)酵培養(yǎng)基，
發(fā)酵培養(yǎng)基原料配比葡萄糖40 g，谷氨酸鈉30 g, K2HPO4 20 g，蛋白胨5 g，酵母膏 5 g, MgSO4 · 7H20 O. 25 g, CaCl2 O. 25 g，用 IL 玉米浸泡水配制，pH 7. O ；
(5)滅菌將配好的發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌，采用連消的方式滅菌，125 °C，滅菌10 min,將連消好的培養(yǎng)基在發(fā)酵罐內(nèi)冷卻至37 °C，等待接種；
(6)接種發(fā)酵一株從土壤中篩選枯草芽孢桿菌，Bacillus, subtilis,其在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心的保藏號(hào)為CGMCC No. 6421，保藏日期2012. 8. 13 ；
5 L發(fā)酵罐，裝液量3 L，接種量為10%(v/v)，發(fā)酵過(guò)程中采用5mol/L NaOH和2mol/L H2SO4, pH為6.0，攪拌轉(zhuǎn)速為200印111，通氣量為1.0 vvm，發(fā)酵溫度為37 °C，發(fā)酵時(shí)間為28 h ；
(7)提取將發(fā)酵液8000 r/min離心25 min去菌體，收集上清液用鹽酸調(diào)pH至3. 5，加入3倍體積的冷無(wú)水乙醇，低溫靜止過(guò)夜，傾去上清液得粗品；用適量蒸餾水溶解粗品，用透析袋進(jìn)行脫鹽，進(jìn)行真空冷凍干燥，得到乳白色晶體。
試驗(yàn)例本發(fā)明所述菌株篩選方法
一株從土壤中篩選枯草芽孢桿菌，Bacillus subtilis,其在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心的保藏號(hào)為CGMCC No. 6421，保藏日期2012年8月13日；
I、菌種篩選
稱取土壤樣品10 g放入90 mL無(wú)菌水中，170 r/min振蕩30 min,然后煮沸5min，冷卻后采用平板培養(yǎng)法進(jìn)行系列稀釋涂布，37 °C培養(yǎng)24 h，挑取生長(zhǎng)迅速并且能夠拉絲的單菌落，將初篩得到的菌株接種到種子培養(yǎng)基中，37 0C 170 r/min搖瓶20 h，然后按5%的接種量接種到搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)基中，37 V 200 r/min培養(yǎng)48 h，發(fā)酵液用NDJ-I黏度計(jì)測(cè)量表觀黏度，選擇黏度較大的菌株作為復(fù)篩菌株；將以上篩選獲得的黏度較大菌株的發(fā)酵液產(chǎn)物提取純化，將發(fā)酵產(chǎn)物利用氨基酸分析儀測(cè)定，挑選Y-PGA產(chǎn)量高的菌株，進(jìn)行生理生化鑒定及16S rDNA鑒定。
2、培養(yǎng)基
分離培養(yǎng)基(g/L):葡萄糖10，酵母膏5，谷氨酸鈉5，KH2PO4 · 3H20 0.5,MgSO4 · 7H20 O. 1，瓊脂 20。
種子培養(yǎng)基(g/L):葡萄糖20，酵母膏 5，K2HPO4 ·3Η20 2，MgS04.7H20 O. 25，谷氨酸鈉 10，pH 7.0。
搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)基(g/L):葡萄糖40，酵母膏5，蛋白胨5，K2HPO4 · 3H20 20，MgSO4 · 7H20 O. 25，CaCl2 O. 25，谷氨酸鈉 30，pH 7. O。
下邊通過(guò)具體對(duì)比試驗(yàn)例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明采用本發(fā)明菌株的有益效果。
試驗(yàn)例I :
生產(chǎn)菌種采用納豆芽孢桿菌和本發(fā)明枯草芽孢桿菌CGMCC No. 6421 ；
將種子液按5%(v/v)的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基中，500 mL三角瓶的裝液量為50^80 mL，在37 °C>150^200 r/min的條件下培養(yǎng)32 48 h。采用不同的培養(yǎng)基用水和生產(chǎn)菌種，結(jié)果見(jiàn)表I。
表I 500 mL三角瓶中的發(fā)酵結(jié)果
權(quán)利要求
1. 一種玉米浸泡水發(fā)酵生產(chǎn)Y-聚谷氨酸的方法，包括下列步驟 (1)玉米浸泡水沉淀新鮮玉米浸泡水于儲(chǔ)罐沉淀24h或采用板框過(guò)濾、離心分離； (2)去除沉淀物打開儲(chǔ)罐底閥，排除沉淀物，無(wú)絮狀物時(shí)即為排放完全； (3)輸送玉米浸泡水將除沉淀的玉米浸泡水用泵輸送到發(fā)酵配料崗位的儲(chǔ)罐內(nèi)備用； (4)配料按照配比，將各種原料稱量好，溶解完全配成發(fā)酵培養(yǎng)基， 發(fā)酵培養(yǎng)基原料配比葡萄糖40 g，谷氨酸鈉30 g,K2HPO4 20 g，蛋白胨5 g，酵母膏5g，MgSO4 · 7H20 O. 25 g, CaCl2 O. 25 g，用 IL 玉米浸泡水配制，pH 7. O ； (5)滅菌將配好的發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌，采用連消的方式滅菌，121-125°C，滅菌10-15min，將連消好的培養(yǎng)基在發(fā)酵罐內(nèi)冷卻至37 °C，等待接種； (6)接種發(fā)酵一株從土壤中篩選枯草芽孢桿菌,Bacillus,subtilis,其在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心的保藏號(hào)為CGMCC No. 6421，保藏日期2012. 8. 13 ； . 5 L發(fā)酵罐，裝液量3 L，接種量為10%(v/v)，發(fā)酵過(guò)程中采用5mol/L NaOH和2mol/LH2SO4, pH為6. 0，攪拌轉(zhuǎn)速為15(T200 rpm，通氣量為I. O vvm，發(fā)酵溫度為37 °C，發(fā)酵時(shí)間為24 28 h ； (7)提取將發(fā)酵液8000r/min離心25 min去菌體，收集上清液用鹽酸調(diào)pH至3. 5，加入3倍體積的冷無(wú)水乙醇，低溫靜止過(guò)夜，傾去上清液得粗品；用適量蒸餾水溶解粗品，用透析袋進(jìn)行脫鹽，進(jìn)行真空冷凍干燥，得到乳白色晶體。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種玉米浸泡水發(fā)酵生產(chǎn)γ-聚谷氨酸的方法，屬于玉米深加工領(lǐng)域。玉米浸泡水沉淀、輸送玉米浸泡水、配料、滅菌、接種發(fā)酵、提取，得到乳白色晶體。利用玉米浸泡水替代γ-PGA發(fā)酵培養(yǎng)基配料用玉米漿及自來(lái)水，提高玉米浸泡水的利用價(jià)值，本發(fā)明不改變?cè)械陌l(fā)酵流程，原料替代，實(shí)施方便，節(jié)水節(jié)能、廢物利用的資源效益顯著。
文檔編號(hào)C12R1/125GKCN102827890SQ201210327493
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月7日
發(fā)明者佟毅, 王宏齡, 關(guān)陽(yáng), 王國(guó)良, 張國(guó)峰, 王金枝, 張亮 申請(qǐng)人:吉林中糧生化科技有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan