CN1073718A

CN1073718A - 从谷氨酸发酵液中分离菌体的方法

Info

Publication number: CN1073718A
Application number: CN 91108274
Authority: CN
Inventors: 薛兴成
Original assignee: NANTONG INST OF AQUATIC SCIENCE AND TECHNALOGY
Current assignee: NANTONG INST OF AQUATIC SCIENCE AND TECHNALOGY
Priority date: 1991-12-21
Filing date: 1991-12-21
Publication date: 1993-06-30

Abstract

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。

Description

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。

Claims

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。