[发明专利]一种高纯度谷胱甘肽的生产方法

说明书

技术领域  本发明属于生物化工领域，具体涉及一种从谷胱甘肽发酵液中提取谷胱甘肽的方法，属于谷胱甘肽制备技术领域。

背景技术 谷胱甘肽是一种具有重要生理活性的三肽，即r-L-谷氨酰-L-半胱氨酰-甘氨酸(glutathione，GSH)。半胱氨酸上的巯基为其活性基团，但巯基容易引起两个分子谷胱甘肽的偶联，谷胱甘肽有两种形式：还原型(GSH)和氧化型(GSSG)，在生理条件下以还原型谷胱甘肽占绝大多数，谷胱甘肽还原酶能催化两型间的互变。谷胱甘肽的相对分子量为307.33，熔点189～193℃，晶体呈无色透明长柱状，等电点为2.83。它易溶于水，可溶于稀醇、液氨，不溶于醇、醚和丙酮。它广泛分布于动物、植物和油料种子中。它在细胞中的功能之一就是抵御各种毒素和致癌剂。有研究表明(孙洪刚，等.谷胱甘肽的代谢和应用.卫生职业教育.2004，10：126-127)：谷胱甘肽在小肠中能被完全吸收，并且某些上皮细胞能利用外源谷胱甘肽去毒，这说明膳食中的谷胱甘肽决定着人体中细胞免受损伤的程度。除作为抗毒剂外，谷胱甘肽还对一些巯基酶有激活作用，可作为保护酶和其它蛋白巯基的抗氧化剂，在生物氧化、氨基酸转运、保护血红蛋白等过程中起一定作用。另外，谷胱甘肽还具有抑制衰老、预防糖尿病、消除疲劳等作用。谷胱甘肽在强化食品风味的同时对人体有保健作用，它的应用前景明显优于其它类型的抗氧化剂和防腐剂。最近研究还发现谷胱甘肽具有抑制艾滋病的作用。因此，研究谷胱甘肽对人类的健康和生活具有重要的意义。

酵母的谷胱甘肽粗提液浓度非常低，而且在谷胱甘肽粗提液中常常含有很多杂质，如蛋白质、多糖、多肽、氨基酸、盐类等等。因此高纯度、高收率的谷胱甘肽工业化分离较困难。目前报道的有萃取法、铜盐法、离子交换法、电渗析法、金属亲和层析法、双水相分离等方法提取分离发酵液中的谷胱甘肽。

其中：萃取法制备GSH所使用的溶剂可以是水、有机酸溶液和稀醇等，但提取收率低，且造成严重的环境污染。

铜盐法污染大，影响产品纯度。

复旦大学的苑小林等人(苑小林，等.鲜酵母中谷胱甘肽(GSH)分离纯化的初步研究[J].药物生物技术，1998，5(2)：89～91)将对氨基苯汞乙酸连接到聚苯乙烯-二乙烯基苯载体上，形成含有机汞的化学亲和树脂，用于吸附GSH，回收率为83％，但在高浓度盐作用下，汞容易从树脂上断开，影响后续分离和产品纯度。

在国家专利(申请号200610040606.3)“一种从谷胱甘肽发酵液中提取谷胱甘肽的方法”中指出：采用谷胱甘肽发酵液离心得酵母细胞、调节pH、沸水破壁方法，提取细胞中的谷胱甘肽；使用001×7阳离子交换技术去除小分子物质，最终达到从发酵液中浓缩纯化谷胱甘肽的目的，制得分子量为307.33，蛋白质含量为23％、提取收率为80.5％的白色粉末状谷胱甘肽成品。但是，离子交换树脂不能彻底的去除料液中的杂质与色素，尚不能达到结晶浓度，且在解析过程利用盐酸解析，解析液pH很低，欲进行结晶，必须用碱调节pH，在溶液中产生盐份，在浓缩结晶过程形成干扰，不利于结晶。无法做到药用98％以上的纯度要求。另外在细胞破壁时温度控制95～100℃，温度过高会导致GSH氧化，影响收率。而且在我国部分地区由于海拔高，在常压下无法达到该温度，不便于生产操作。

到目前为止，谷胱甘肽的工业化分离纯化存在收率低、污染严重、浓缩和层析过程成本高等问题。如何提高收率、降低成本、减小对环境污染，是实现工业化生产的重点。

发明内容 本发明的目的在于提供一种高收率、能够保证产品纯度，且能实现工业化生产的高纯度谷胱甘肽的生产方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种高纯度谷胱甘肽的生产方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)发酵液离心：将发酵水平至少达到1650mg/L的谷胱甘肽发酵液下罐后离心，离心转速为3000～5000rpm，时间为5～10min，得到湿酵母细胞体；

(2)热水破壁：将1份湿酵母细胞体加入到6～10份沸水的抽提罐中，进行搅拌，搅拌转速为300～350rpm，当抽提液温度达到85～95℃时，保温10～15分钟后，停止抽提，将抽提液倒出，将抽提液水浴冷却至室温；

(3)抽提液离心：将抽提液离心，离心转速为3000～5000rpm，时间为5～10min，除去酵母渣，得到含有GSH的抽提液；

(4)调节pH：在离心后的抽提液中加入酸，使料液体系处于pH 2.5～3.5的酸性环境中，可沉淀某些杂质，并使GSH处于稳定状态，防止氧化；