技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于氨基酸發(fā)酵提取
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種新的谷氨酸提取工藝。
背景技術(shù)：
：谷氨酸，是一種酸性氨基酸。分子內(nèi)含兩個(gè)羧基，化學(xué)名稱為α-氨基戊二酸。谷氨酸是里索遜1856年發(fā)現(xiàn)的，為無色晶體，有鮮味，微溶于水，而溶于鹽酸溶液，等電點(diǎn)3.22。大量存在于谷類蛋白質(zhì)中，動(dòng)物腦中含量也較多。谷氨酸在生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)代謝過程中占重要地位，參與動(dòng)物、植物和微生物中的許多重要化學(xué)反應(yīng)。谷氨酸鈉俗稱味精，是重要的鮮味劑，對(duì)香味具有增強(qiáng)作用。谷氨酸鈉廣泛用于食品調(diào)味劑，既可單獨(dú)使用，又能與其它氨基酸等并用。用于食品內(nèi)，有增香作用。在食品中濃度為0.2%-0.5%，每人每天允許攝入量(ADl)為0—120微克/千克(以谷氨酸計(jì))。在食品加工中一般用量為0.2—1.5克/公斤。目前在我國谷氨酸工業(yè)生產(chǎn)中，大部分企業(yè)使用的菌株為谷氨酸溫度敏感突變株，該菌株具有溫度敏感的特性，在菌體進(jìn)入指數(shù)生長期時(shí)提高培養(yǎng)溫度，強(qiáng)制細(xì)胞由正常細(xì)胞轉(zhuǎn)型為細(xì)胞壁合成缺陷的細(xì)胞，促進(jìn)谷氨酸的分泌，從而達(dá)到大量合成并積累谷氨酸的目的。谷氨酸發(fā)酵培養(yǎng)基包括碳源、氮源、無機(jī)鹽、生長因子及水等。發(fā)酵培養(yǎng)基不僅是供給菌體生長繁殖所需要的營養(yǎng)和能量，而且是構(gòu)成谷氨酸的碳架來源。提高培養(yǎng)基的轉(zhuǎn)化率以及控制培養(yǎng)基成本是谷氨酸發(fā)酵企業(yè)的研究的方向。目前，國內(nèi)主流廠家分離提取谷氨酸的方法有等電點(diǎn)-離子交換法。等電點(diǎn)-離子交換法是發(fā)酵液經(jīng)等電法分離提取谷氨酸后，再將等電點(diǎn)母液通過離子交換樹脂柱進(jìn)行交換吸附，然后用堿液洗脫樹脂上的谷氨酸，收集高流分，將其與下一批發(fā)酵液混合，再用等電點(diǎn)法提取谷氨酸，該提取工藝消耗較高的硫酸和液氨。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)發(fā)酵培養(yǎng)基成本高，轉(zhuǎn)化率低、硫酸和液氨消耗較高等缺陷，提供了一種新的谷氨酸提取工藝。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種新的谷氨酸提取工藝，其包括如下步驟：1）稱取發(fā)酵培養(yǎng)基原料：按照重量百分比取各原料備用，其中：麥麩水解液7%，葡萄糖4%，秸稈處理物3%，米糠提取物1%，尿素0.05%，貝殼粉0.02%，硫酸鎂0.01%，磷酸二氫鉀0.01%，其余為水；2）制備發(fā)酵培養(yǎng)基：將麥麩水解液，葡萄糖，秸稈處理物，米糠提取物，尿素，貝殼粉，硫酸鎂以及磷酸二氫鉀依次添加到水中，攪拌均勻，然后在溫度108℃、維持時(shí)間8分鐘進(jìn)行滅菌處理，再降溫至32℃，制得發(fā)酵培養(yǎng)基；3）發(fā)酵：將處于對(duì)數(shù)生長期的谷氨酸溫度敏感型菌株種子培養(yǎng)液按種子培養(yǎng)液：發(fā)酵培養(yǎng)基的體積比為10％比例接入發(fā)酵培養(yǎng)基中，控制發(fā)酵溫度采用溫敏培養(yǎng)模式:0-10h為32℃，11-15h為33℃，16-20h為34℃，21-25h為36℃，26-30h為37℃，31-35h為38℃；控制通氣量為2～10L/min；通過自動(dòng)流加氨水控制pH在7.0；發(fā)酵35h得谷氨酸發(fā)酵液；4）膜過濾：谷氨酸發(fā)酵液經(jīng)微濾膜過濾除菌，分別收集截留物和濾過液；然后將濾過液繼續(xù)進(jìn)行超膜過濾，收集濃縮液和谷氨酸凈化液；將上述截留物和濃縮液合并用來制備菌體蛋白；5）蒸發(fā)濃縮和等電結(jié)晶：將谷氨酸凈化液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮得到濃縮液，濃縮溫度為70-80℃，濃縮液體積為谷氨酸凈化液的二分之一；往一級(jí)等電罐中流加上述濃縮液，同時(shí)加入濃硫酸調(diào)節(jié)使等電罐中溶液的pH為3.2-3.5，溫度控制在20-22℃，經(jīng)過一級(jí)等電點(diǎn)罐的液體再依次經(jīng)過二級(jí)等電點(diǎn)罐，同時(shí)加入濃硫酸調(diào)pH值，其中，二級(jí)等電點(diǎn)罐pH控制3.0-3.2，溫度12℃-14℃；獲得結(jié)晶的谷氨酸和母液，母液進(jìn)行處理后排出。優(yōu)選地，所述秸稈處理物按照如下工藝制備而得：將秸稈投入到粉碎機(jī)中粉碎，過100目篩，然后通入水蒸氣蒸餾處理60min，取出，冷卻至室溫，即得。所述麥麩水解液按照如下工藝制備而得：將麥麩投入到反應(yīng)器中，然后添加兩倍重量的濃度為5M的鹽酸，200rpm攪拌水解6小時(shí)，然后添加氨水，調(diào)節(jié)溶液的pH為6.9-7.1；所述米糠提取物按照如下工藝制備而得：將米糠鋪成1cm厚度的平層，然后紫外線照射8min，再投入到容器中，添加兩倍重量的水浸泡1小時(shí)，隨后添加占米糠1%重量份的α-淀粉酶，升溫至70℃，保持70℃水解1小時(shí)，然后100℃滅酶，最后將酶解液濃縮至膏狀，即得；所述貝殼粉的粒徑為100目。優(yōu)選地，微濾膜為無機(jī)陶瓷膜，截留分子量為2000MW，微濾溫度為40℃；超濾膜截留分子量為300MW，超濾溫度為40℃。本發(fā)明的溫度敏感菌株可采用黃色短桿菌CN1021或TMG0106（可參見：谷氨酸溫度敏感型菌株CN1021的原生質(zhì)體融合育種,《發(fā)酵科技通訊》,2003,32(3):11-13），也可采用現(xiàn)有技術(shù)的溫敏菌株或普通菌株，此處并無明確限制。本發(fā)明取得的有益效果主要包括：麥麩和米糠均屬于農(nóng)業(yè)廢棄物，其含有大量的蛋白質(zhì)，脂肪，糖以及維生素等，但是菌株利用率較低，通過不同的生化處理后，提高了各養(yǎng)分的浸出率，菌株利用率大大提高；對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈進(jìn)行了粉碎和蒸汽處理，使得氮、磷、鉀、鈣、鎂以及纖維素多糖等得到有效利用；貝殼粉中含有多種菌株需要的礦物質(zhì)；本發(fā)明培養(yǎng)基組分采用農(nóng)業(yè)廢棄物以及貝殼粉，原料成本低廉，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，提高了工業(yè)附加值，企業(yè)利潤大大提高；本發(fā)明培養(yǎng)基各原料配伍合理，成本低廉，可完全取代市場常用培養(yǎng)基，糖酸轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)谷氨酸水平高，適用于谷氨酸溫度敏感型菌株和普通谷氨酸發(fā)酵菌株。本發(fā)明采用濃縮等電技術(shù)，革除了離子交換工藝，硫酸的消耗最低，大大降低了成本，提高了工業(yè)附加值。具體實(shí)施方式以下將采用具體的實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋，但是不應(yīng)當(dāng)看作是對(duì)本發(fā)明創(chuàng)新精神的限制。實(shí)施例1一種新的谷氨酸提取工藝，其包括如下步驟：1）稱取發(fā)酵培養(yǎng)基原料：按照重量百分比取各原料備用，其中：麥麩水解液7%，葡萄糖4%，秸稈處理物3%，米糠提取物1%，尿素0.05%，貝殼粉0.02%，硫酸鎂0.01%，磷酸二氫鉀0.01%，其余為水；2）制備發(fā)酵培養(yǎng)基：將麥麩水解液，葡萄糖，秸稈處理物，米糠提取物，尿素，貝殼粉，硫酸鎂以及磷酸二氫鉀依次添加到水中，攪拌均勻，然后在溫度108℃、維持時(shí)間8分鐘進(jìn)行滅菌處理，再降溫至32℃，制得發(fā)酵培養(yǎng)基；3）發(fā)酵：將處于對(duì)數(shù)生長期的谷氨酸溫度敏感型菌株黃色短桿菌TMG0106種子培養(yǎng)液按種子培養(yǎng)液：發(fā)酵培養(yǎng)基的體積比為10％比例接入發(fā)酵培養(yǎng)基中，控制發(fā)酵溫度采用溫敏培養(yǎng)模式:0-10h為32℃，11-15h為33℃，16-20h為34℃，21-25h為36℃，26-30h為37℃，31-35h為38℃；控制通氣量為2～10L/min；通過自動(dòng)流加氨水控制pH在7.0；發(fā)酵35h得谷氨酸發(fā)酵液；4）膜過濾：谷氨酸發(fā)酵液經(jīng)微濾膜過濾除菌，分別收集截留物和濾過液；然后將濾過液繼續(xù)進(jìn)行超膜過濾，收集濃縮液和谷氨酸凈化液；將上述截留物和濃縮液合并用來制備菌體蛋白；5）蒸發(fā)濃縮和等電結(jié)晶：將谷氨酸凈化液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮得到濃縮液，濃縮溫度為70-80℃，濃縮液體積為谷氨酸凈化液的二分之一；往一級(jí)等電罐中流加上述濃縮液，同時(shí)加入濃硫酸調(diào)節(jié)使等電罐中溶液的pH為3.2-3.5，溫度控制在20-22℃，經(jīng)過一級(jí)等電點(diǎn)罐的液體再依次經(jīng)過二級(jí)等電點(diǎn)罐，同時(shí)加入濃硫酸調(diào)pH值，其中，二級(jí)等電點(diǎn)罐pH控制3.0-3.2，溫度12℃-14℃；獲得結(jié)晶的谷氨酸和母液，母液進(jìn)行處理后排出。所述秸稈處理物按照如下工藝制備而得：將秸稈投入到粉碎機(jī)中粉碎，過100目篩，然后通入水蒸氣蒸餾處理60min，取出，冷卻至室溫，即得。所述麥麩水解液按照如下工藝制備而得：將麥麩投入到反應(yīng)器中，然后添加兩倍重量的濃度為5M的鹽酸，200rpm攪拌水解6小時(shí)，然后添加氨水，調(diào)節(jié)溶液的pH為6.9-7.1；所述米糠提取物按照如下工藝制備而得：將米糠鋪成1cm厚度的平層，然后紫外線照射8min，紫外線強(qiáng)度為3000uW/cm2，再投入到容器中，添加兩倍重量的水浸泡1小時(shí)，隨后添加占米糠1%重量份的α-淀粉酶（36U/mg，Sigma公司），升溫至70℃，保持70℃水解1小時(shí)，然后100℃滅酶，最后將酶解液濃縮至膏狀，即得；所述貝殼粉的粒徑為100目。微濾膜為無機(jī)陶瓷膜，截留分子量為2000MW，微濾溫度為40℃；超濾膜截留分子量為300MW，超濾溫度為40℃；實(shí)施例2本發(fā)明工藝產(chǎn)酸率和糖酸轉(zhuǎn)化率對(duì)比試驗(yàn)：對(duì)照組：發(fā)酵培養(yǎng)基采用：葡萄糖5%，酵母膏6%，蛋白胨7%，玉米漿1%，硫酸鎂1%，尿素0.05%，硫酸亞鐵0.03%，硫酸鎂0.02%，磷酸二氫鉀0.01%，VB10.01%，VH0.01%，其余為水；發(fā)酵工藝同實(shí)施例1。本發(fā)明實(shí)施例1和對(duì)照組：各組的產(chǎn)酸率和糖酸轉(zhuǎn)化率見表1：表1組別產(chǎn)酸量g/L糖酸轉(zhuǎn)化率%實(shí)施例127.237.9對(duì)照組26.736.1結(jié)論：本發(fā)明實(shí)施例1組和對(duì)照組產(chǎn)酸量和糖酸轉(zhuǎn)化率相差不大，本發(fā)明實(shí)施例組略高；通過成本核驗(yàn)本發(fā)明實(shí)施例1的培養(yǎng)基成本僅占對(duì)照組1培養(yǎng)基成本的二分之一，節(jié)約了企業(yè)投入，提高了企業(yè)凈收入；而且本發(fā)明谷氨酸的純度可達(dá)到95%（質(zhì)量比）以上。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的若干個(gè)具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3