专利名称：从谷氨酸发酵液中分离菌体的方法
技术领域：
本发明是一种工业发酵产物的分离、提取方法，特别是用絮凝剂从谷氨酸发酵液中分离、沉淀菌体、胶体及其它固形物的工艺方法。
从谷氨酸发酵液中提取谷氨酸的现有方法有等电点法、离子交换法、盐酸盐法、锌盐法、渗透膜分离法、溶剂抽提法等，其中带菌体浓缩冷冻等电点法是目前较先进且经济效益较高的方法，但其主要缺点是发酵液中含有菌体、蛋白质、胶体和其它固形物，干扰和妨碍了谷氨酸的结晶，影响了结晶的纯度和收率，若先除去发酵液中的菌体等物质，再用浓缩冷冻等电点法就更先进，经济效益更高。先去除发酵液中的菌体等物质的现有方法有用高速离心机机械分离法，如瑞典ALFA-LAVAL公司的FESX512S-31C型蝶片式高速离心机是较先进的机械分离，但除菌率平均只有70%左右，且设备昂贵、耗能多;无机膜超级过滤法(如中国专利号85109246专利文献中所介绍)工艺复杂，过滤速度慢，无机膜价格高;采用无毒高效絮凝剂进行物理化学絮凝的方法(如中国专利申请号90102179文件中介绍)，但该申请文件中只提到一种絮凝剂脱乙酰甲壳素，单独使用对发酵液的PH值要求有一定局限性，效果不稳定，絮凝后的清液、重液之比值不大，重液(下浊液)体积太大，因此，需经加温加吸附剂(如活性炭)二次分离，还要反调PH值至7.0以上，与下一步等电点提取谷氨酸的PH值下调方向相反，增加了酸碱用量，影响了谷氨酸收率和最终浓缩物的利用价值，工艺复杂、流程长、增加了设备和能耗。不利于工业化生产的运用。
本发明的目的是提供一种从谷氨酸发酵液中分离菌体、蛋白质、胶体及其它固形物的工艺方法，该方法工艺比较简单、流程比较短、菌体分离速度比较快、效果比较好。
本发明的技术方案是在谷氨酸发酵液中加入相当发酵液容积0.1-3%的含壳聚糖酸性溶液(以下称1号絮凝剂)，0.5-2.5%更佳，搅拌后，在继续搅拌的情况下加入相当发酵液容积0.5-2%的褐藻酸钠水溶液(以下称2号絮凝剂)，1-1.5%更佳，或加入相当发酵液容积0.5-2%的羧甲基纤维素水溶液(以下称3号絮凝剂)，1-1.5%更佳，加毕停止搅拌，待絮凝物沉淀后提取上清液，留下重液(下浊液)，在搅拌情况下加入相当重液容积0.1%-4%的1号絮凝剂，1.5-3%更佳，再边搅拌边加入相当重液1-5%的2号絮凝剂，3-4.5%更佳，和相当于重液容积0.5-5%的氯化钙水溶液(以下称4号絮凝剂)，2.5-3.5%更佳，搅拌充分后停止搅拌，将絮凝之重液直接泵入或压入离心机或压滤机进行离心或压滤脱水，收集清液，得湿菌体直接干燥并粉碎，得单细胞饲料蛋白，合并所提取的上清液，采用冷冻等电点或浓缩冷冻等电点的方法提取谷氨酸。
壳聚糖酸性溶液采用分子量为16万以上，胺基含量大于75%、绝对粘度大于100CP(1%浓度)的粉末状壳聚糖溶于浓度为0.5-2%的乙酸或甲酸溶液中制成。
褐藻酸钠水溶液采用达到国标GB1976-80的褐藻酸钠溶于水制成，使其绝对粘度大于200CP。羧甲基纤维素水溶液的绝对粘度大于400CP。氯化钙水溶液大于30波美度。
本发明工艺简单，分离速度快，基本上不需要增加新设备和能耗就可投入工业化生产，菌体去除率达95%以上，一次絮凝后清液和重液之比为8∶2，最佳时为9∶1，分离后的菌体可直接作为饲料蛋白，提取谷氨酸后的母液GA为1.0-1.2%，其COD可一次降到50000毫克/升左右，重液脱水无附加条件，可进行机械脱水分离，其疏水性很好，解决了絮凝物难以脱水的技术关键，清液的总回收率达97-98%，即使不经浓缩而直接采用冷冻等电点提取的方法，其谷氨酸收率也可在原带菌体一次冷冻等电点提取的基础上提高5%以上，谷氨酸纯度可达90%左右，透光率提高10-20%。若菌体分离后采取浓缩等电点提取的工艺，谷氨酸收率可达90%以上，尤其是在发酵不正常或发酵罐染菌的情况下(只要产酸基本正常)，采用本方法，仍能取得较高收率、较高纯度的谷氨酸。
实施例1取玉米淀粉发酵液17500升，谷氨酸含量5.83%，PH值6.0，RG0.8%，OD0.88，在搅拌情况下加入1号絮凝剂270升，充分搅拌后，再边搅拌边加入2号絮凝剂140升，3号絮凝剂64升，加毕停止搅拌，静置凝集后提取上清液，OD0.04，所留重液在搅拌情况下加入上述1号絮凝剂70升，3分钟后边搅拌边加入上述2号絮凝剂140升，B′e32的4号絮凝剂100升，充分搅拌后泵入离心机脱水，回收清液，得湿菌体含水率70.3%，蛋白65.03%，所得清液，直接采用冷冻等电点提取谷氨酸，等电收率80.22%，麸酸纯度87.63%，透光率26%，母液GA1.1%。
实施例2取玉米淀粉发酵液20500升，谷氨酸含量5.55%，PH值6.2，OD0.99，RG0.7%，COD161600毫克/升，用Hcl调PH值至5.3后，在搅拌情况下加入1号絮凝剂300升，搅拌充分后边搅拌边加入2号絮凝剂180升，3号絮凝剂60升，然后静置凝集，待絮凝物下沉后抽取上清液，OD0.045，COD105600毫克/升，留下重液，边搅拌边加入上述1号絮凝剂90升，3分钟后在搅拌情况下加入上述2号絮凝剂180升和B′e32的4号絮凝剂130升，充分搅拌后，用高压泵注入20平方米板框压滤机，压滤脱水，回收清液，得湿菌体，含水率65.04%，蛋白67.12%，对所得清液直接采用冷冻等电点提取谷氨酸，等电收率81.1%，麸酸纯度89.06%，透光率25%，母液GA1.0%。
实施例3取玉米粗原料直接发酵液20000升，谷氨酸含量为6.89%，PH值6.5，用Hcl调PH值至5.2后，边搅拌边加入1号絮凝剂300升，搅拌3分钟后加入2号絮凝剂250升，加完后停止搅拌，静置絮凝，絮凝物下沉后，提取上清液，OD0.043，所留重液在搅拌情况下加入上述1号絮凝剂100升，3分钟后边搅拌边加入上述2号絮凝剂150升，3号絮凝剂50升，B′e32的4号絮凝剂180升，充分搅拌后用高压泵注入20平方米板框压滤机压滤脱水，回收清液，得湿菌体，含水率68.48%，蛋白63.96%，将以上所得清液合并直接冷冻等电点提取谷氨酸，等电收率84%，麸酸纯度91.5%，透光率59%，母液GA0.98%，COD52640毫克/升。
实施例四取玉米淀粉发酵液15000升，GA5.59%，RG0.92%，OD1.30PH值5.2，COD149648毫克/升，该罐发酵8小时后发现噬菌体，放罐时菌体自溶。加入1号絮凝剂180升，搅拌5分钟后加入2号絮凝剂120升，随即停止搅拌，1小时后抽取上清液，OD0.063，COD104829毫克/升。得重液搅拌下加入1号絮凝剂120升，5分钟后依次加入2号絮凝剂180升，再加入4号絮凝剂150升，继续搅拌5分钟后用空压机压入20平方米板框压滤机，压滤速度平均为1000升重液/20分钟。得湿菌体500千克，含水率65.14%，含蛋白65.42%。合并所得清液一次冷冻等电点提取谷氨酸。等电收率71.84%，纯度86.06%，透光率23%，母液GA1.22%，COD57152毫克/升。
权利要求
1.从谷氨酸发酵液中分离菌体的方法，其特征是在谷氨酸发酵液中加入相当发酵液容积0.1%-3%的含壳聚糖酸性溶液，搅拌后，在继续搅拌的情况下加入相当发酵液容积0.5%-2%的褐藻酸钠水溶液或加入相当发酵液容积0.5%-2%的羧甲基纤维素水溶液，加毕停止搅拌，待絮凝物沉淀后提取上清液。留下重液(下浊液)，在搅拌情况下加入相当重液容积0.1%-4%的壳聚糖酸性溶液，再边搅拌边加入相当重液1-5%的褐藻酸钠水溶液和相当重液容积0.5-5%的氯化钙水溶液，将絮凝之重液直接泵入或压入离心机或压滤机进行离心或压滤脱水，收集清液。得湿菌体直接干燥并粉碎，得单细胞饲料蛋白。合并所提取的上清液，采用冷冻等电点或浓缩冷冻等电点的方法提取谷氨酸。
2.按照权利要求1所述的从谷氨酸发酵液中分离菌体的方法，其特征是壳聚糖酸性溶液采用分子量为16万以上、胺基含量大于75%、绝对粘度大于100CP(1%浓度)的粉末状壳聚糖溶解于乙酸或甲酸溶液中。
3.按照权利要求2所述的从谷氨酸发酵液中分离菌体的方法，其特征是乙酸或甲酸的浓度为0.5-2%。
4.按照权利要求1或2所述的从谷氨酸发酵液中分离菌体的方法，其特征是褐藻酸钠水溶液采用达到国标GB1976-80的褐藻酸钠溶于水制成，使其绝对粘度大于200CP。
5.按照权利要求1或4所述的从谷氨酸发酵液中分离菌体的方法，其特征是羧甲基纤维素水溶液的绝对粘度大于400CP。
6.按照权利要求1或4所述的从谷氨酸发酵液中分离菌体的方法，其特征是氯化钙水溶液大于30波美度。
7.按照权利要求1所述的从谷氨酸发酵液中分离菌体的方法，其特征是在谷氨酸发酵液中加入相当发酵液容积0.5-2.5%含壳泵糖酸性溶液。
8.按照权利要求1所述的从谷氨酸发酵液中分离菌体的方法，其特征是在谷氨酸发酵液中加入相当发酵液容积1-1.5%的褐藻酸钠水溶液或加入相当发酵溶液容积1-1.5%的羧甲基纤维素水溶液。
9.按照权利要求1所述的从谷氨酸发酵液中分离菌体的方法，其特征是在谷氨酸发酵液中加入相当重液容积1.5-3%的壳聚糖酸性浓液。再加入相当重液容积的3-4.5%褐藻酸钠水溶液和相当重液容积2.5-3.5%氯化钙水溶液。
全文摘要
从谷氨酸发酵液中分离菌体的方法是一种工业发酵产物的分离、提取方法，特别是用絮凝剂从谷氨酸发酵液中分离菌体，胶体及其它固形物的工艺方法，其特征是采用絮凝剂壳聚糖酸性溶液、褐藻酸钠水溶液、羧甲基纤维素水溶液和氯化钙水溶液与谷氨酸发酵液混合搅拌、絮凝后，提取上清液，留下重液直接泵入或压入离心机或压滤机进行离心或压滤脱水，得湿菌体直接干燥并粉碎成单细胞饲料蛋白，所得上清液采用冷冻等电点的方法提取谷氨酸，其收率提高5％以上。
文档编号C12P13/14GK1073718SQ9110827
公开日1993年6月30日 申请日期1991年12月21日 优先权日1991年12月21日
发明者薛兴成 申请人:南通市水产科学技术研究所