一種從谷氨酰胺發(fā)酵液中分離提取谷氨酰胺的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種從葡萄糖合成制得谷氨酰胺的發(fā) 酵液中分離提取谷氨酰胺的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 谷氨酰胺，學(xué)名2-氨基-5-羧基戊酰胺，是L 一谷氨酸的γ -羧基酰胺化物，除 參與蛋白質(zhì)合成外，其酰胺氮又是合成含氮生物物質(zhì)的氮源，參與核酸和糖蛋白等合成，與 組織生長和修補(bǔ)有密切的關(guān)系。醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)表明，在人體中谷氨酰胺缺乏將引發(fā)多種疾病， 谷氨酰胺的補(bǔ)充則對肌體各種機(jī)能都有廣泛而重要的影響。谷氨酰胺有多種功能，例如增 強(qiáng)免疫功能、維護(hù)酸堿平衡、增加細(xì)胞體積、增強(qiáng)肌肉細(xì)胞蛋白質(zhì)合成等。目前谷氨酰胺在 醫(yī)藥領(lǐng)域的用途主要有以下幾個方面：1)用于治療運動綜合癥和高強(qiáng)度勞動或運動后的 疲勞恢復(fù)；2)重建免疫系統(tǒng)（燒傷、愛滋病、關(guān)節(jié)炎）；3)治療和支持肝臟功能；4)減少癌 癥治療中化療和放射性治療的副作用；5)治療腹部潰瘍、階段性回腸炎、過敏性腸炎、潰瘍 等；6)廣泛用于維持大腦機(jī)能，治療弱智、癲癇、帕金森綜合癥、肌肉萎縮和酒精中毒。由此 可見，谷氨酰胺具備了作為一種理想藥物的條件，具有極高的商業(yè)利潤和市場前景。
[0003] 微生物發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酰胺能實現(xiàn)穩(wěn)定的質(zhì)量控制，目前的研宄報道也比較多， 但是對于此類技術(shù)中谷氨酰胺的提取技術(shù)的研宄卻少之又少?，F(xiàn)有技術(shù)中，微生物發(fā)酵法 生產(chǎn)谷氨酰胺的提取方法主要有：全離子交換法、等電點法或濃縮等電點法、冷凍濃縮或 冷凍結(jié)晶法獲得谷氨酰胺，上述技術(shù)雖然已在工業(yè)化生產(chǎn)中使用，但是存在成本高、方法復(fù) 雜、提取產(chǎn)品純度低和質(zhì)量差的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種符合工業(yè)生產(chǎn)，工藝簡單， 生產(chǎn)成本低，且提取產(chǎn)品純度高、質(zhì)量好的從谷氨酰胺發(fā)酵液分離提取谷氨酰胺的方法。
[0005] 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的所采取的技術(shù)方案為：
[0006] 一種從谷氨酰胺發(fā)酵液中分離提取谷氨酰胺的方法，其特征在于其工藝步驟為： 將谷氨酰胺發(fā)酵液經(jīng)超濾，離子交換，納濾濃縮，減壓濃縮，結(jié)晶，離心甩濾，干燥后制得。
[0007] 其中谷氨酰胺發(fā)酵液為將谷氨酸棒桿菌或黃色短桿菌接種于葡萄糖為碳源的培 養(yǎng)基中，在30-34°C，大通風(fēng)條件下培養(yǎng)36-48小時所得。
[0008] 所述超濾采用分子截留量為10000-100000道爾頓的超濾膜。
[0009] 在所述超濾過程中，加入谷氨酰胺發(fā)酵液重量的20% -50%的去離子水分次透 析。
[0010] 所述離子交換采用陰、陽離子交換樹脂實現(xiàn)。
[0011] 所述納濾濃縮是指采用分子截留量為100-1000道爾頓的納濾膜實現(xiàn)。
[0012] 所述減壓濃縮是指將前一過程所得的納濾濃縮液減壓濃縮去除其體積的 80% -90% 的水。
[0013] 所述減壓濃縮所得的濃縮液在結(jié)晶鍋中梯度降溫至0°C -10°c，后靜置4小時。
[0014] 所述干燥采用回轉(zhuǎn)真空干燥器進(jìn)行，控制產(chǎn)品含水量在1%以下。
[0015] 具體工藝流程為：
[0016] 1、檢測谷氨酰胺發(fā)酵液中谷氨酰胺含量，PH等；
[0017] 2、將谷氨酰胺發(fā)酵液輸送至超濾膜（截留分子量10000-100000道爾頓）除菌，超 濾過程中加入發(fā)酵液重量的20% -50%的去離子水分次透析，以除去菌體及雜蛋白；
[0018] 3、將超濾液用陰、陽離子交換樹脂進(jìn)行脫鹽處理；
[0019] 4、將（3)所得離交液轉(zhuǎn)至納濾膜（截留分子量100-1000道爾頓）系統(tǒng)進(jìn)行濃縮 處理；
[0020] 5、將納濾濃縮液轉(zhuǎn)至濃縮罐，減壓濃縮去除納濾濃縮液體積的80% -90%的水；
[0021] 6、將濃縮液轉(zhuǎn)至結(jié)晶鍋，梯度降溫至0°C -KTC，然后靜置4小時；
[0022] 7、將結(jié)晶鍋中料液輸送至離心機(jī)甩濾，將濾液送至母液回收系統(tǒng)；
[0023] 8、將離心得濕品送至旋轉(zhuǎn)真空干燥器干燥至含水量達(dá)1. 0%以下，制得谷氨酰胺 產(chǎn)品。
[0024] 本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下技術(shù)優(yōu)勢：
[0025] 1、通過采用100000D孔徑以下的陶瓷膜或有機(jī)超濾膜系統(tǒng)可有效的去除菌體（發(fā) 酵菌株大小在0. 1-0. 2微米），對過濾液鏡檢視野無菌體。而傳統(tǒng)的工藝有機(jī)溶劑沉淀法或 化學(xué)沉淀法難以將菌體徹底除盡。
[0026] 2、采用100-1000D的有機(jī)納濾膜系統(tǒng)濃縮將料液的體積縮小了 3倍左右，對比傳 統(tǒng)工藝節(jié)約了用于蒸發(fā)這些體積水的蒸汽、產(chǎn)生蒸汽的煤以及冷凍水的消耗等，并且不存 在廣品過I旲丟失的情況。
[0027] 3、常規(guī)的高溫干燥辦法可使得產(chǎn)品發(fā)黃、焦糊、口味差。本發(fā)明采用低溫真空干燥 使得產(chǎn)品性質(zhì)好、質(zhì)量穩(wěn)定。
[0028] 綜上所述，本發(fā)明的一種從谷氨酰胺發(fā)酵液中分離提取谷氨酰胺的方法，可有效 去除發(fā)酵液中雜質(zhì)，提取產(chǎn)品純度高、質(zhì)量好，且工藝簡單，生產(chǎn)成本低，對比如下：
[0029]
【主權(quán)項】
1. 一種從谷氨酰胺發(fā)酵液中分離提取谷氨酰胺的方法，其特征在于其工藝步驟為：將 谷氨酰胺發(fā)酵液經(jīng)超濾，離子交換，納濾濃縮，減壓濃縮，結(jié)晶，離心甩濾，干燥后制得。
2. 按照權(quán)利要求1所述的從谷氨酰胺發(fā)酵液中分離提取谷氨酰胺的方法，其特征是： 所述谷氨酰胺發(fā)酵液為將谷氨酸棒桿菌或黃色短桿菌接種于葡萄糖為碳源的培養(yǎng)基中，在 30-34°C，大通風(fēng)條件下培養(yǎng)36-48小時所得。
3. 按照權(quán)利要求1所述的從谷氨酰胺發(fā)酵液中分離提取谷氨酰胺的方法，其特征是： 所述超濾采用分子截留量為10000-100000道爾頓的超濾膜。
4. 按照權(quán)利要求1或2所述的從谷氨酰胺發(fā)酵液中分離提取谷氨酰胺的方法，其特征 是：在所述超濾過程中，加入谷氨酰胺發(fā)酵液重量的20%-50%的去離子水分次透析。
5. 按照權(quán)利要求1所述的從谷氨酰胺發(fā)酵液中分離提取谷氨酰胺的方法，其特征是： 所述離子交換采用陰、陽離子交換樹脂實現(xiàn)。
6. 按照權(quán)利要求1所述的從谷氨酰胺發(fā)酵液中分離提取谷氨酰胺的方法，其特征是： 所述納濾濃縮是指采用分子截留量為100-1000道爾頓的納濾膜實現(xiàn)。
7. 按照權(quán)利要求1所述的從谷氨酰胺發(fā)酵液中分離提取谷氨酰胺的方法，其特征是： 所述減壓濃縮是指將前一過程所得的納濾濃縮液減壓濃縮去除其體積的80%-90%的水。
8. 按照權(quán)利要求1或7所述的從谷氨酰胺發(fā)酵液中分離提取谷氨酰胺的方法，其特征 是：所述減壓濃縮所得的濃縮液在結(jié)晶鍋中梯度降溫至〇°C -KTC，后靜置4小時。
9. 按照權(quán)利要求1所述的從谷氨酰胺發(fā)酵液中分離提取谷氨酰胺的方法，其特征是： 所述干燥采用回轉(zhuǎn)真空干燥器進(jìn)行，控制產(chǎn)品含水量在1%以下。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種從谷氨酰胺發(fā)酵液中分離提取谷氨酰胺的方法，其工藝步驟為：將谷氨酰胺發(fā)酵液經(jīng)超濾，離子交換，納濾濃縮，減壓濃縮，結(jié)晶，離心甩濾，干燥后制得。本發(fā)明的一種從谷氨酰胺發(fā)酵液中分離提取谷氨酰胺的方法，可有效去除發(fā)酵液中雜質(zhì)，提取產(chǎn)品純度高、質(zhì)量好，且工藝簡單，生產(chǎn)成本低。
【IPC分類】C07C231-24, C07C237-06
【公開號】CN104860838
【申請?zhí)枴緾N201510211606
【發(fā)明人】王唐, 高建濤, 陳桃生, 廖飛, 徐振華, 仇俊鵬
【申請人】寧夏誠志萬勝生物工程有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月29日