[发明专利]一种谷氨酰胺转氨酶发酵液的连续脱色方法

说明书

本发明公开一种谷氨酰胺转氨酶发酵液的连续脱色方法，所述方法包括：颗粒活性炭的改性处理、谷氨酰胺转氨酶发酵液中有色物质的连续脱除、活性炭的再生、活性炭的重复利用等步骤。本发明方法中采用改性的颗粒活性炭填充的层析柱对谷氨酰胺转氨酶发酵液进行连续脱色，与传统的粉末活性炭间歇脱色处理相比，活性炭可多次反复使用，具有劳动强度小、处理能力大、无废渣产生等优点。本发明可广泛应用于发酵法制备谷氨酰胺转氨酶中有色物质脱除过程。

技术领域

本发明涉及一种谷氨酰胺转氨酶发酵液的连续脱色方法。

背景技术

谷氨酰胺转胺酶，是一种催化酰基转移反应的转移酶，它能够促使蛋白质分子内交联，蛋白质分子间交联以及蛋白质和氨基酸之间的交联，可以在很大程度上改善蛋白质的功能性质，提高蛋白质的营养价值，在食品加工业中有着广泛的应用。谷氨酰胺转胺酶最早在豚鼠肝脏中首次发现，1989年首次从茂源链霉菌中分离得到，1997年实现规模化生产，2001年正式列为我国食品添加剂。谷氨酰胺转胺酶广泛存于自然界中，按来源可以将它分成三类：动物来源的谷氨酰胺转胺酶，植物来源的谷氨酰胺转胺酶和微生物来源的谷胺酰胺转胺酶。由于动植物来源的谷氨酰胺转胺酶来源少且成本昂贵，而微生物具有繁殖速度快、产酶量高等特点，目前生产的谷氨酰胺转胺酶主要通过微生物发酵获得。但是，从微生物发酵液中提取的谷氨酰胺转氨酶存在大量有色物质杂质，其中的杂质对谷氨酰胺转氨酶酶制剂的稳定性有很大的影响，脱色除杂效果直接影响到产品的质量和成产成本。

在本技术领域范围内，现有技术中活性炭脱色主要采用粉末活性炭进行间歇脱色操作，存在着加炭、过滤、洗炭、卸炭等繁琐操作，周期长、劳动强度大，尤其不适合对大批量发酵液进行快速脱色处理。而且粉末活性炭不易再生，脱色一次后只能作为废渣处理，成本高，污染大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种谷氨酰胺转氨酶发酵液的连续脱色方法，其适用于发酵法制备谷氨酰胺转氨酶的产品提取精制过程。所述方法包括如下步骤：

(1)活性炭改性：将颗粒活性炭加入氢氧化钠溶液中进行改性，经洗涤并调节至pH7-8，装填层析柱；

(2)连续脱色：将谷氨酰胺转氨酶发酵液上层析柱进行连续脱色；其中，所述谷氨酰胺转氨酶发酵液的pH为6.4-7.0；

(3)洗涤活性炭：收集前述步骤(2)层析得到的流出液返回前述步骤(2)继续脱色；

(4)活性炭再生：以NaOH溶液作为再生剂冲洗层析柱，再以去离子水冲洗层析柱，直至流出液的pH为7-8；得到再生后的活性炭层析柱；

(5)将再生后的活性炭层析柱用于前述步骤(2)-(4)；重复所述步骤(2)-(4)。

在具体实施方案中，本发明方法包括如下步骤：

(1)活性炭的改性：将颗粒活性炭加入氢氧化钠溶液中，在50-80℃下搅拌20-50min，过滤除水后用去离子水将改性后的活性炭洗涤至pH 7-8，装填层析柱；

(2)发酵液中有色物质的连续脱除：将pH 6.4-7.0的谷氨酰胺转氨酶发酵液以3-9BV/h的流速上步骤(1)得到的层析柱脱色，脱色过程中保温，同时在344nm下，以纯水为参比，检测层析柱流出液的透光率来表征有色物质的脱除效果，当流出液的透光率低于97％时，停止上柱脱色；

(3)活性炭的洗涤：将经过步骤(2)处理后的层析柱，用60-80℃的去离子水以3-5BV/h的流速冲洗层析柱，去离子水用量为1.5-3BV，收集前段1/4-2/3体积的流出液返回谷氨酰胺转氨酶发酵液，继续用于脱色；

(4)活性炭的再生：将经过步骤(3)洗涤后的层析柱，用NaOH溶液作为再生剂，以3-7BV/h的流速冲洗层析柱，NaOH溶液用量为2-5BV；再用60-80℃的去离子水以3-7BV/h的流速冲洗层析柱，直至流出液的pH为7-8；收集前段pH≥11的流出液用作再生剂；