[发明专利]一种从发酵液中提取γ-聚谷氨酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物工程领域，涉及一种提取γ-聚谷氨酸的方法，具体来说是一种从发酵液中提取γ-聚谷氨酸的方法。

背景技术

γ-聚谷氨酸是由微生物合成的一种水溶性胞外高分子多肽，相对分子量在100kD-1000kD之间，由于具有优良的水溶性、超强的吸附性和生物可降解性，降解产物为无公害的谷氨酸，是一种优良的环保型高分子材料，可作为保水剂、重金属离子吸附剂、絮凝剂、缓释剂以及药物载体等，在化妆品、环境保护、食品、医药、农业、沙漠治理等产业均有很大的商业价值和社会价值，但γ-聚谷氨酸发酵液粘稠，预处理成本过大，且传统沉淀法会对γ-聚谷氨酸分子量造成破坏。双水相体系由于其制备工艺简单、成本低、反应温和，在蛋白质、酶类等生物活性成分的提取纯化中应用广泛。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种从发酵液中提取γ-聚谷氨酸的方法，所述的这种从发酵液中提取γ-聚谷氨酸的方法要解决现有技术中的γ-聚谷氨酸发酵液粘稠、预处理成本过大、传统的沉淀法会对γ-聚谷氨酸分子量造成破坏的技术问题。

本发明提供了一种从发酵液中提取γ-聚谷氨酸的方法，包括如下步骤：

1)一个制备混合溶液的步骤；所述的混合溶液由PEG1000、(NH₄)₂SO₄、发酵液和水组成，所述的发酵液由枯草芽孢杆菌经过液态发酵制得，发酵液的pH值为3.75-8.46，在所述的混合溶液中，PEG1000的质量分数为10％-30％、(NH₄)₂SO₄的质量分数为5％-25％、发酵液的质量分数为8-12％，余量为水；

2)一个自然分相的步骤，将制成的混合溶液静置自然分相，控制温度为20～40℃；

3)取步骤(2)混合溶液的上相，采用截留分子量为30KDa的超滤膜透过PEG1000，截留的γ-聚谷氨酸浓缩液经-10～-20℃冷冻后，再于-40～-60℃真空冷冻干燥10-30h，即得纯品。

进一步的，步骤(1)中，在所述的混合溶液中，PEG1000的质量分数为20％、(NH₄)₂SO₄的质量分数为5％、发酵液的pH值为3.75且质量分数为10％，余量为水；步骤(2)中控制温度为20℃。

进一步的，步骤(1)中，在所述的混合溶液中，PEG1000的质量分数为30％、(NH₄)₂SO₄的质量分数为25％、发酵液的pH值为8.46且质量分数为10％，余量为水；步骤(2)中控制温度为40℃。

进一步的，步骤(1)中，在所述的混合溶液中，PEG1000的质量分数为20％、(NH₄)₂SO₄的质量分数为15％、发酵液pH值为5.31且质量分数为10％，余量为水；步骤(2)中控制温度为30℃。

进一步的，步骤(1)中，在所述的混合溶液中，PEG1000的质量分数为15％、(NH₄)₂SO₄的质量分数为10％、发酵液pH值为4.66且质量分数为10％，余量为水；步骤(2)中控制温度为25℃。

进一步的，步骤(1)中，在所述的混合溶液中，PEG1000的质量分数为25％、(NH₄)₂SO₄的质量分数为20％、发酵液pH值为7.55且质量分数为10％，余量为水；步骤(2)中控制温度为40℃。

进一步的，采用上述方法所提取的γ-聚谷氨酸，其分配系数为0.81-2.31，提取率为45.06％-78.02％。

本发明利用发酵液中目标产物在两相(PEG1000溶液、(NH₄)₂SO₄溶液)中溶解度的差异，在混合溶液中发酵液质量分数一定的条件下，通过改变两相配比、发酵液pH值及外界温度，使发酵液中γ-聚谷氨酸能够富集到含水量更高的上相PEG1000溶液中。上相中PEG1000及富集的γ-聚谷氨酸混合溶液，采用30kD的超滤膜透过小分子量的PEG1000，截留液中γ-聚谷氨酸被不断浓缩，浓缩的γ-聚谷氨酸溶液经低温冷冻后，采用真空冷冻干燥制得γ-聚谷氨酸纯品。