[发明专利]谷胱甘肽废液在微生物生产中的应用及应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物领域，具体地说是谷胱甘肽废液在微生物生产中的应用及应用方法。

背景技术

谷胱甘肽，一般指还原性谷胱甘肽(Glutathione，GSH)，它是一种广泛存在于人体正常细胞内的生物活性物质，是人类细胞中自然合成的含量最丰富的含巯基的低分子三肽，临床证明还原性谷胱甘肽是一种用途广泛的小分子肽类活性物质，具有重要的抗氧化和整合解毒作用，用于病毒性、药物毒性、酒精毒性及其它化学物质引起的肝脏损害，也是癌症患者放化疗时的辅助治疗药物，对急性贫血、成人呼吸窘迫综合症、败血症联合治疗有着积极的作用。

目前，谷胱甘肽制备方法主要有溶剂提取法、化学合成法、酶合成法、微生物发酵法。溶剂提取法主要利用小麦胚芽、酵母为原料，虽然已经工业化，但工艺较落后，生产规模小且产量低，而且产品质量不高；化学合成法主要利用谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸为原料，工艺较成熟，但存在成本高、反应步骤多、反应时间长、操作复杂的缺点，同时产物为谷胱甘肽的左旋体和右旋体的混合物，化学拆分困难，由此造成了产品纯度不高，并且环境污染很严重限制了该方法的应用；酶合成法主要是以谷氨酸、半管氨酸、甘氨酸为底物，利用谷胱甘肽合成酶，加入ATP合成，处于研究阶段，虽然酶法生产工艺明确，产品纯度较高，但是操作复杂，而且需要底物氨基酸和昂贵的ATP，因此生产成本很高。

微生物发酵法生产谷胱甘肽主要以糖类为原料，利用酵母和大肠杆菌体内物质代谢来获得谷胱甘肽，具有反应条件温和、成本低、生产效率快等优点，其生产过程为：无菌条件下接入种子液，在一定温度下，通风培养，得到含有谷胱甘肽的发酵液，将发酵液离心过滤(1)，得到含有谷胱甘肽的菌体，将洗涤好的菌体制成菌悬液，离心过滤(2)，取滤液加入适量物料反应生成沉淀，将沉淀制成混悬液，离心过滤(3)，将滤液脱色、浓缩、结晶、离心(4)得到谷胱甘肽湿晶体，最后用真空干燥得到谷胱甘肽干品。

微生物发酵法生产谷胱甘肽过程中的设备清洗废水、发酵液离心后的残液、地面冲洗废水、离心结晶母液等各种废水共同构成谷胱甘肽发酵生产废液。各种废液直接排放不仅会严重污染环境，而且造成资源浪费。利用传统的物化处理技术、生物处理技术如凝聚法、蒸发浓缩法、吸附法、活性污泥法、生物活性炭法、生物膜法等进行废水处理，虽然能够达标，但是基建投资及运行维护费用高，工艺复杂，废弃物再生利用率低，易产生二次污染。

谷胱甘肽废液资源化是谷胱甘肽企业可持续发展的最佳战略，但相关研究成果还未见报道。

发明内容

本发明的技术任务是针对上述现有技术的不足，提供谷胱甘肽废液在微生物生产中的应用。

本发明进一步的技术任务是提供上述应用的应用方法。

谷胱甘肽废液中含有大量的氨基酸、糖类、粗蛋白、营养盐等营养成分，经过申请人大量实验验证得到，将谷胱甘肽废液应用于微生物生产中，可达到意想不到的技术效果。

在微生物生产中，可以以谷胱甘肽废液作为种子培养基有效成分使用。

为了更好地适应培养需要，可以将谷胱甘肽废液加纯水稀释5～20倍，在pH5.5～7.2，121℃～125℃，0.103MPa～0.168MPa条件下灭菌0.5～1h，降温至27～36℃后作为种子培养基使用。

利用种子培养基进行种子罐培养时，种子罐的培养基装料量控制在种子罐公称容积的50％～75％，优选60％，接种量控制在种子罐实际装料量的0.5％～2.0％(接入种子罐中的种子液体积与种子罐内装的料液体积之比)，在适当温度、pH值、通气量及搅拌速度下发酵一定时间，得到种子罐培养液。

种子罐培养时使用的种子液体，可通过现有技术中公知的菌种种子液制备方法得到。例如，可以首先对保藏菌种进行斜面活化，然后对活化后的菌种进行三角瓶种子制备。菌种活化、三角瓶种子制备时所使用培养基的类型、成分不影响本发明技术效果的实现。

在微生物生产中，还可以以谷胱甘肽废液作为发酵培养基有效成分使用。

为了更好地适应培养需要，可以将谷胱甘肽废液加纯水稀释5～20倍，在pH5.5～7.2，121℃～125℃，0.103MPa～0.168MPa条件下灭菌0.5～1h，降温至27～36℃后作为发酵培养基使用。

利用发酵培养基进行发酵罐培养时，发酵罐的培养基装料量控制在发酵罐公称容积的50％～75％，优选60％，培养液的接种量控制在发酵罐实际装料量的3％～10.0％(接入发酵罐中的种子液体积与发酵罐内装的料液体积之比)，在适当温度、pH值、通气量及搅拌速度下发酵一定时间，得到发酵液。