一种采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法，属于生物分离工程技术领域。
【背景技术】
[0002]γ-PGA具有优良的水溶性、超强的吸附性和生物可降解性，降解产物为无公害的谷氨酸，是一种优良的环保型高分子材料，可作为保水剂、重金属絮凝剂、缓释剂及药物载体等，在化妆品、环保、食品、医药、农业等产业均有很大的商业价值和社会价值，但聚谷氨酸发酵液粘稠，预处理成本过大，且传统沉淀法会对聚谷氨酸分子量造成破坏。
【发明内容】
[0003]本发明的目的之一在于为了解决上述聚谷氨酸发酵液粘稠，预处理成本过大，传统沉淀法对聚谷氨酸分子量造成破坏等问题而提供了一种工艺简单，成本低，反应温和的双水相体系，同时避免了聚谷氨酸分子量的破坏。
[0004]本发明的目的之二在于提供一种采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法。
[0005]本发明的技术方案具体介绍如下。
[0006]—种采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法，即首先配制混合溶液，建立双水相萃取体系，使得PEG1000质量分数为10%-30%, (NH4)2S04质量分数为5% -25%，发酵液质量分数为10%，发酵液pH值为3.75-8.46，然后控制环境温度为20-40°C，待混合溶液自然分相，取上相，采用截留分子量为30KDa的超滤膜透过PEG1000，最后将截留的聚谷氨酸浓缩液经-40°C低温冷冻后，于-50°C真空冷冻干燥24h，得纯品。
[0007]—种采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法，通过如下步骤制备而成:
[0008](I)混合溶液制备
[0009]配制混合溶液，建立双水相萃取体系，使得PEG1000质量分数为10% _30%、(NH4) 2S04质量分数为5 % -25 %、发酵液质量分数为10 %，发酵液pH值为3.75-8.46 ;
[0010](2)自然分相
[0011]控制环境温度为20_40°C，待步骤(I)制备的混合溶液自然分相；
[0012](3)取步骤(2)混合液的上相，采用截留分子量为30KDa的超滤膜透过PEG1000，截留的聚谷氨酸浓缩液经-40 0C低温冷冻后，于-50 °C真空冷冻干燥24h，得纯品。
[0013]本发明的有益效果如下:
[0014]本发明的一种采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法，工艺简单，成本低，解决了聚谷氨酸发酵液粘稠，避免了传统沉淀法对聚谷氨酸分子量的破坏。
【具体实施方式】
[0015]下面通过具体实施例对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
[0016]本发明的一种采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸所用的发酵液，由实验室自制。
[0017]本发明的一种采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸所用的小型切向流超滤装置，由美国Millipore公司生产。
[0018]本发明的一种采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸所用的真空冷冻干燥机，由北京博医康实验仪器有限公司生产。
[0019]实施例1
[0020]—种采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法，通过如下步骤制备而成:
[0021](I)混合溶液制备
[0022]配制混合溶液，建立双水相萃取体系，使得PEG1000质量分数为10 %、(NH4) #04质量分数为5 %、发酵液质量分数为10 %，发酵液pH值为3.75 ;
[0023](2)自然分相
[0024]控制环境温度为20°C，待步骤⑴制备的混合溶液自然分相；
[0025](3)取步骤⑵混合液的上相，采用截留分子量为30KDa的超滤膜透过PEG1000，截留的聚谷氨酸浓缩液经-40 0C低温冷冻后，于-50 °C真空冷冻干燥24h，得纯品。
[0026]上述所得的聚谷氨酸双水相体系，分配系数为0.93，提取率为51.25%。
[0027]实施例2
[0028]—种采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法，通过如下步骤制备而成:
[0029](I)混合溶液制备
[0030]配制混合溶液，建立双水相萃取体系，使得PEG1000质量分数为30 %、(NH4) #04质量分数为25 %、发酵液质量分数为10 %，发酵液pH值为8.46 ;
[0031](2)自然分相
[0032]控制环境温度为40°C，待步骤⑴制备的混合溶液自然分相；
[0033](3)取步骤(2)混合液的上相，采用截留分子量为30KDa的超滤膜透过PEG1000，截留的聚谷氨酸浓缩液经-40 0C低温冷冻后，于-50 °C真空冷冻干燥24h，得纯品。
[0034]上述所得的聚谷氨酸双水相体系，分配系数为0.81，提取率为45.06%。
[0035]实施例3
[0036]—种采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法，通过如下步骤制备而成:
[0037](I)混合溶液制备
[0038]配制混合溶液，建立双水相萃取体系，使得PEG1000质量分数为20 %、(NH4) #04质量分数为15 %、发酵液质量分数为10 %，发酵液pH值为5.31 ;
[0039](2)自然分相
[0040]控制环境温度为30°C，待步骤(I)制备的混合溶液自然分相；
[0041](3)取步骤(2)混合液的上相，采用截留分子量为30KDa的超滤膜透过PEG1000，截留的聚谷氨酸浓缩液经-40 0C低温冷冻后，于-50 °C真空冷冻干燥24h，得纯品。
[0042]上述所得的聚谷氨酸双水相体系，分配系数为1.21，提取率为67.59%。
[0043]实施例4
[0044]一种采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法，通过如下步骤制备而成:
[0045](I)混合溶液制备
[0046]配制混合溶液，建立双水相萃取体系，使得PEG1000质量分数为15 %、(NH4) 2S04M量分数为10 %、发酵液质量分数为10 %，发酵液pH值为4.66 ;
[0047](2)自然分相
[0048]控制环境温度为25°C，待步骤(I)制备的混合溶液自然分相；
[0049](3)取步骤(2)混合液的上相，采用截留分子量为30KDa的超滤膜透过PEG1000，截留的聚谷氨酸浓缩液经-40 0C低温冷冻后，于-50 °C真空冷冻干燥24h，得纯品。
[0050]上述所得的聚谷氨酸双水相体系，分配系数为2.31，提取率为78.02%。
[0051]实施例5
[0052]—种采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法，通过如下步骤制备而成:
[0053](I)混合溶液制备
[0054]配制混合溶液，建立双水相萃取体系，使得PEG1000质量分数为25 %、(NH4) #04质量分数为20 %、发酵液质量分数为10 %，发酵液pH值为7.55 ;
[0055](2)自然分相
[0056]控制环境温度为35°C，待步骤(I)制备的混合溶液自然分相；
[0057](3)取步骤(2)混合液的上相，采用截留分子量为30KDa的超滤膜透过PEG1000，截留的聚谷氨酸浓缩液经-40 0C低温冷冻后，于-50 °C真空冷冻干燥24h，得纯品。
[0058]上述所得的聚谷氨酸双水相体系，分配系数为1.52，提取率为73.25%。
[0059]综上所述，本发明的一种采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法，工艺简单，成本低，其分配系数为0.81-2.31，提取率为45.06% -78.02%。由此表明，双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸解决了聚谷氨酸发酵液粘稠，预处理成本过大的问题，且后续双水相体系反应温和，避免了传统沉淀法对聚谷氨酸分子量的破坏。
[0060]以上实施例仅用于说明本发明的内容，除此之外，本发明还有其他实施方式，但凡本领域技术人员因本发明所涉及之技术启示，而采用等同替换或等效变形方式形成的技术方案均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法，其特征在于，具体步骤如下: (1)混合溶液制备 配制混合溶液，建立双水相萃取体系，使得PEG1000质量分数为10% -30%, (NH4)2S04质量分数为5% -25%、发酵液质量分数为10%，发酵液pH值为3.75-8.46 ; (2)自然分相 控制环境温度为20-40°C，待步骤(1)制备的混合溶液自然分相； (3)取步骤(2)混合液的上相，采用截留分子量为30KDa的超滤膜透过PEG1000，截留的聚谷氨酸浓缩液经_40°C低温冷冻后，于_50°C真空冷冻干燥24h，得纯品。2.如权利要求1所述的采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法，其特征在于，步骤⑴中混合溶液的配比为:PEG1000质量分数为10%，(NH4)2S04质量分数为5%，发酵液质量分数为10%，发酵液pH值为3.75 ;步骤(2)中所述自然分相，控制环境温度为20。。。3.如权利要求1所述的采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法，其特征在于，步骤⑴中混合溶液的配比为:PEG1000质量分数为30%，(NH4)2S04质量分数为25%，发酵液质量分数为10%，发酵液pH值为8.46 ;步骤(2)中所述自然分相，控制环境温度为40。。。4.如权利要求1所述的采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法，其特征在于，步骤⑴中，混合溶液的配比为:PEG1000质量分数为20%，(NH4)2S04质量分数为15%，发酵液质量分数为10%，发酵液pH值为5.31 ;步骤(2)中所述自然分相，控制环境温度为30。。。5.如权利要求1所述的采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法，其特征在于步骤⑴中，混合溶液的配比为:PEG1000质量分数为15%，(NH4)2S04质量分数为10%，发酵液质量分数为10%，发酵液pH值为4.66 ;步骤(2)中所述自然分相，控制环境温度为25。。。6.如权利要求1所述的采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法，其特征在于步骤⑴中，混合溶液的配比为:PEG1000质量分数为25%，(NH4)2S04质量分数为20%，发酵液质量分数为10%，发酵液pH值为7.55 ;步骤(2)中所述自然分相，控制环境温度为35。。。7.如权利要求1-6任一所述的采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法，其特征在于，提取聚谷氨酸时，其分配系数为0.81-2.31，提取率为45.06% -78.02%。
【专利摘要】本发明公开了一种采用双水相技术从发酵液中提取聚谷氨酸的方法。其首先配制混合溶液，建立双水相萃取体系，使得PEG1000质量分数为10％-30％，(NH4)2SO4质量分数为5％-25％，发酵液质量分数为10％，发酵液pH值为3.75-8.46，然后控制环境温度为20-40℃，待混合液自然分相，取上相，采用截留分子量为30KDa的超滤膜透过PEG1000，最后将截留的聚谷氨酸浓缩液经-40℃低温冷冻后，于-50℃真空冷冻干燥24h，得纯品。本发明解决了聚谷氨酸发酵液粘稠，预处理成本过大的问题，且后续双水相体系反应温和，避免了传统沉淀法对聚谷氨酸分子量的破坏。
【IPC分类】C08G69/10, C12P13/02
【公开号】CN105274158
【申请号】CN201510817118
【发明人】马霞, 赵帅, 李路遥
【申请人】上海应用技术学院
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年11月23日