[发明专利]一种利用超滤纳滤技术精制生物发酵液中聚谷氨酸的方法

权利要求书

1.一种利用超滤纳滤技术精制生物发酵液中聚谷氨酸的方法，包括如下步骤：

发酵液制备：

将编号CGMCC3336的地衣芽孢杆菌发酵培养，得发酵液；

发酵液提取：

（1）除菌体

将发酵液PH调至3.0，粘度降低至原来的1/6，加入发酵液体积2%-3%的硅藻土，上述为质量体积百分比；800目滤布，板框过滤除菌体，0.22MPa压力，流速30～50ml/min；

（2）除杂蛋白及大分子活性有机物

去除菌体的发酵液调PH6～7，加热升温至90℃保温20min，使蛋白变性，除去热变性蛋白，冷却至室温，过0.45um中空纤维膜进行超滤，除掉80%以上杂蛋白；

（3）阳离子交换树脂除金属离子及一些带正电荷杂质

按发酵液体积30%的添加量加入阳离子交换树脂，室温下搅拌，进行静态吸附杂质30min，离子交换结束后，回调PH至7，引入少量离子后续纳滤会进行去除；

（4）脱色

加入1%～2%活性炭，进行常温慢速搅拌，脱色90～120min，抽滤，至液体基本澄清无色；

（5）除小分子氨基酸、离子杂质

发酵液稀释2～3倍后过纳滤膜；

（6）超滤分级提取

采用5万～50万超滤膜对上述处理过的清液进行加压循环超滤浓缩，0.1um中空纤维膜分离分子量15万上下的γ-PGA，500kDa超滤膜分离分子量35万上下的γ-PGA；分别得到分子量不同的清液：分子量<15万的γ-PGA清液；分子量在15万～35万的γ-PGA清液，分子量大于35万的γ-PGA清液；分子量小于15万的γ-PGA进行5kDa超滤浓缩进一步除去小分子杂质；分子量大于15万的γ-PGA清液进行2～3体积倍醇沉，沉淀物溶解于原体积1～2倍的水中；将上述溶液分别喷雾干燥，得到精制γ-PGA。

2.根据权利要求1所述利用超滤纳滤技术精制生物发酵液中聚谷氨酸的方法，包括如下步骤：

菌种活化：

将编号CGMCC3336的地衣芽孢杆菌在固体培养基斜面上于37℃培养16个小时，制备成熟的斜面种子；

种子培养：

将活化后的斜面种子接入一环装有50ml液体种子培养基的500ml三角瓶中，37℃，220rpm，培养16个小时到对数生长期；

发酵培养：

将种子培养液接入发酵培养液中，接种量为10%，220rpm下培养72h，发酵罐为10L，装液量为60%，当残糖降至5g/L时补加流加培养基至发酵结束前4小时，流加速度为1ml/min；下罐γ-PGA产量为30g/L～45g/L；

发酵液提取：

（1）除菌体

将发酵液PH调至3.0，粘度降低至原来的1/6，加入2%-3%质量体积百分比的硅藻土，800目滤布，板框过滤除菌体，0.22MPa压力，流速30～50ml/min；

（2）除杂蛋白及大分子活性有机物

去除菌体的发酵液用氢氧化钠调PH6～7，加热升温至90℃保温20min，使蛋白变性，除去热变性蛋白，冷却至室温，过0.45um中空纤维膜进行超滤，除掉80%以上杂蛋白；

（3）阳离子交换树脂除金属离子及一些带正电荷杂质

按发酵液体积30%（v：v）的添加量加入阳离子交换树脂，室温下搅拌，进行静态吸附杂质30min，经检测，能去除大部分金属离子和带正电荷杂质，离子交换结束后，用6M氢氧化钠回调PH至7，引入少量离子后续纳滤会进行去除；

（4）脱色

加入1%～2%活性炭，进行常温慢速搅拌，脱色90～120min，抽滤，液体基本澄清无色，脱色效果显著；

（5）除小分子氨基酸、离子杂质

发酵液稀释2～3倍后过纳滤膜，经检测，能去除大部分氨基酸、多肽、寡糖、盐离子等小分子杂质；

（6）超滤分级提取

采用5万～50万超滤膜对上述处理过的清液进行加压循环超滤浓缩，0.1um中空纤维膜分离分子量15万上下的γ-PGA，500kDa超滤膜分离分子量35万上下的γ-PGA；分别得到分子量不同的清液：分子量<15万的γ-PGA清液；分子量在15万～35万的γ-PGA清液，分子量大于35万的γ-PGA清液；分子量小于15万的γ-PGA进行5kDa超滤浓缩进一步除去小分子杂质；分子量大于15万的γ-PGA清液进行2～3体积倍醇沉，沉淀物溶解于原体积1～2倍的水中；将上述溶液分别喷雾干燥，得到精制γ-PGA。