CN116200309A - 谷氨酸菌体蛋白的提取纯化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于生物技术领域，公开了谷氨酸菌体蛋白的提取纯化工艺，其包括如下步骤：将谷氨酸发酵废液通过蒸发器加热；然后经泵注入到板框过滤机中，收集固形物和板框压滤清液；往板框压滤清液添加絮凝剂进行絮凝处理，得到絮凝液；将絮凝液泵入到高速碟片离心机中离心进行固液分离，收集沉淀物；将上述固形物和沉淀物混合，转入鼓风干燥箱中，烘干至恒重得到菌体蛋白粗品，将所得菌体蛋白粗品用粉碎机粉碎后即得到粉状菌体蛋白。本发明工艺提高了蛋白收率，实现谷氨酸菌体蛋白节能高效提取。

Description

谷氨酸菌体蛋白的提取纯化工艺
技术领域
本发明涉及生物技术领域，涉及谷氨酸菌体蛋白的提取纯化工艺。
背景技术
菌体蛋白是氨基酸生产过程中的副产品，是氨基酸生产菌生产氨基酸经分离、干燥后制成的一种细胞蛋白，通过测定氨基酸菌体蛋白的组成发现其中含有丰富的蛋白质、核酸、糖类及维生素等多种营养物质。目前提取纯化工艺大多存在提取效率低下，工艺成本高等缺陷。
CN114805475A公开了一种氨基酸提取母液的蛋白二次提取的方法，氨基酸提取母液的蛋白二次提取的方法包括：对谷氨酸提取母液进行预处理，得到预处理后的谷氨酸提取母液；对预处理后的谷氨酸提取母液进行蛋白气浮-沉淀法提取，得到粗菌体蛋白沉淀和上清液；对所述粗菌体蛋白沉淀和上清液进行压滤、离心、烘干、真空浓缩处理，得到产品蛋白、肥料原液以及浓缩蒸馏水。本发明将谷氨酸提取母液的蛋白提取收率提高了2.7％-3.2％，将蛋白提取后的滤清液蛋白残留由4.7％-5.2％降低至2％以下，经真空蒸发浓缩获得的肥料原液浓缩倍数由2.1-2.3升高至2.7。
CN111018069A公开了一种回收微生物菌体蛋白的方法,具体为收集待处理微生物蛋白废水；分离出微生物菌体蛋废水中的蛋白浮渣；脱除蛋白浮渣中的游离水，对脱除游离水后的蛋白渣进行流化处理；将流化蛋白渣进行干化处理，干化后得到成品蛋白粉。
CN110526469A公开了一种发酵废水处理及菌体蛋白回收工艺及***，包括以下步骤：设置用于发酵废水前置处理的卧螺离心机，设置用于卧螺离心后清液二级浓缩处理的碟片式离心机，设置离心清液罐、进料缓冲罐、浓液罐、流化床干燥机组和乳化泵；将蒸馏后的发酵废水输送至进料缓冲罐；在离心清液罐内加入絮凝剂；卧螺离心机和碟片式离心机对离心浓液进行二级分离；通过将离心清液罐内的离心清液经离心泵输送至碟片离心机，经碟片离心机分离后的浓液进入浓液罐，清液输送至污水处理***，发酵醪液处理工艺可通过三级分离，分离出绝大部分菌体蛋白。
CN107418897A公开了一种有效利用谷氨酸发酵废弃菌体蛋白的工艺，其包括如下步骤：步骤1）离心、烘干以及粉碎，步骤2）破壁、水解以及离心，步骤3）吸附、微滤、超滤以及干燥。
但是，现有技术仍然缺乏对菌体蛋白更为经济有效的提取纯化方式。
发明内容
为了克服现有技术存在的技术问题，本发明提供了谷氨酸菌体蛋白的提取纯化工艺。
本发明是通过以下技术方案来实现的。
谷氨酸菌体蛋白的提取纯化工艺，其包括如下步骤：
将谷氨酸发酵废液通过蒸发器加温到85-90℃，保温30-40分钟；然后经泵注入到板框过滤机中，维持板框压力0.3-0.5MPa，收集固形物和板框压滤清液；往板框压滤清液添加絮凝剂进行絮凝处理，得到絮凝液；将絮凝液泵入到高速碟片离心机中离心进行固液分离，收集沉淀物；将上述固形物和沉淀物混合，转入鼓风干燥箱中，烘干至恒重得到菌体蛋白粗品，将所得菌体蛋白粗品用粉碎机粉碎后即得到粉状菌体蛋白。
优选地，
所述絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚合氯化铝或者上述两者的混合物。
优选地，
所述絮凝时间为30-60min。
优选地，
所述离心速度为6000rpm，离心时间为10min。
优选地，
所述烘干温度为60-80℃。
优选地，
述絮凝剂的添加量为1-10g/L。
更优选地，
所述絮凝剂为聚丙烯酰胺和聚合氯化铝按照等质量比的混合物。
本发明取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：
现有技术中往往在提取前段添加絮凝剂，需要加入大量水进行溶解，而且絮凝剂的添加量也较大；提取菌体蛋白后又需要将蛋白提取尾液进行蒸发浓缩，絮凝剂中添加的水分无形中增加了蒸汽用量，不利于节能减排。而且提取后的母液仍含有10%以上的蛋白残留，导致蛋白提取后的母液粘度偏高，对后续的母液低温负压浓缩造成较大的不良影响。本发明采用蒸汽加热使蛋白变性析出后通过板框压滤机提取蛋白，再将板框压滤清液经少量复合絮凝剂进行絮凝处理，然后碟片分离机二次分离提取菌体蛋白，提高蛋白收率，实现谷氨酸菌体蛋白节能高效提取。本发明采用复合絮凝剂，能明显减少絮凝剂的使用量。
实施方式
下面进一步描述本发明，本描述中介绍的实施案例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成限制。本专业技术人员应该理解的是，在不偏离本发明原理和方法的情况下，对本发明技术方案的细节和形式进行部分修改或替换，但基于此修改或替换均属于本发明的保护范围内。
实施例
谷氨酸菌体蛋白的提取纯化工艺，其包括如下步骤：
将谷氨酸发酵废液通过蒸发器加温到85℃，保温40分钟；然后经泵注入到板框过滤机中，维持板框压力0.5MPa，收集固形物和板框压滤清液；往板框压滤清液添加絮凝剂聚丙烯酰胺，浓度为5g/L，絮凝时间控制为 30min，得到絮凝液；将絮凝液泵入到高速碟片离心机中进行固液分离，离心速度为6000rpm，离心时间为10min，收集沉淀物；将上述固形物和沉淀物混合，转入鼓风干燥箱中，60℃烘至恒重得到菌体蛋白粗品，将所得菌体蛋白粗品用粉碎机粉碎后即得到粉状菌体蛋白。
经检测，所述菌体蛋白产物的主要组份为：水分为4.1％，粗蛋白为82.7％， 粗灰分为4.4％；菌体蛋白的提取率91.4%。
实施例
谷氨酸菌体蛋白的提取纯化工艺，其包括如下步骤：
将谷氨酸发酵废液通过蒸发器加温到90℃，保温30分钟；然后经泵注入到板框过滤机中，维持板框压力0.5MPa，收集固形物和板框压滤清液；往板框压滤清液添加絮凝剂聚合氯化铝，浓度为5g/L，絮凝时间控制为 30min，得到絮凝液；将絮凝液泵入到高速碟片离心机中进行固液分离，离心速度为6000rpm，离心时间为10min，收集沉淀物；将上述固形物和沉淀物混合，转入鼓风干燥箱中，60℃烘至恒重得到菌体蛋白粗品，将所得菌体蛋白粗品用粉碎机粉碎后即得到粉状菌体蛋白。
经检测，所述菌体蛋白产物的主要组份为：水分为4.2％，粗蛋白为83.1％， 粗灰分为3.9％；菌体蛋白的提取率为90.7%。
实施例
谷氨酸菌体蛋白的提取纯化工艺，其包括如下步骤：
将谷氨酸发酵废液通过蒸发器加温到88℃，保温35分钟；然后经泵注入到板框过滤机中，维持板框压力0.5MPa，收集固形物和板框压滤清液；往板框压滤清液添加复合絮凝剂，浓度为2g/L，絮凝时间控制为 30min，得到絮凝液；将絮凝液泵入到高速碟片离心机中进行固液分离，离心速度为6000rpm，离心时间为10min，收集沉淀物；将上述固形物和沉淀物混合，转入鼓风干燥箱中，60℃烘至恒重得到菌体蛋白粗品，将所得菌体蛋白粗品用粉碎机粉碎后即得到粉状菌体蛋白。
所述复合絮凝剂由聚丙烯酰胺和聚合氯化铝按照1:1的质量比混合而得。
经检测，所述菌体蛋白产物的主要组份为：水分为3.9％，粗蛋白为84.7％， 粗灰分为3.6％；菌体蛋白的提取率为89.5%。
实施例
谷氨酸菌体蛋白的提取纯化工艺，其包括如下步骤：
将谷氨酸发酵废液通过蒸发器加温到88℃，保温35分钟；然后经泵注入到板框过滤机中，维持板框压力0.5MPa，收集固形物和板框压滤清液；往板框压滤清液添加复合絮凝剂，浓度为4g/L，絮凝时间控制为 30min，得到絮凝液；将絮凝液泵入到高速碟片离心机中进行固液分离，离心速度为6000rpm，离心时间为10min，收集沉淀物；将上述固形物和沉淀物混合，转入鼓风干燥箱中，60℃烘至恒重得到菌体蛋白粗品，将所得菌体蛋白粗品用粉碎机粉碎后即得到粉状菌体蛋白。
所述复合絮凝剂由聚丙烯酰胺和聚合氯化铝按照1:1的质量比混合而得。
经检测，所述菌体蛋白产物的主要组份为：水分为3.8％，粗蛋白为86.3％， 粗灰分为3.5％；菌体蛋白的提取率为92.5%。
上述虽然结合实施例对本发明的具体实施方式进行了介绍，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，这对本领域技术人员而言应该很明确，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.谷氨酸菌体蛋白的提取纯化工艺，其包括如下步骤：
将谷氨酸发酵废液通过蒸发器加温到85-90℃，保温30-40分钟；然后经泵注入到板框过滤机中，维持板框压力0.3-0.5MPa，收集固形物和板框压滤清液；往板框压滤清液添加絮凝剂进行絮凝处理，得到絮凝液；将絮凝液泵入到高速碟片离心机中离心进行固液分离，收集沉淀物；将上述固形物和沉淀物混合，转入鼓风干燥箱中，烘干至恒重得到菌体蛋白粗品，将所得菌体蛋白粗品用粉碎机粉碎后即得到粉状菌体蛋白。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚合氯化铝或者上述两者的混合物。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述絮凝时间为30-60min。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述离心速度为6000rpm，离心时间为10min。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述烘干温度为60-80℃。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述絮凝剂的添加量为1-10g/L。
7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺和聚合氯化铝按照等质量比的混合物。
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