一种谷氨酸发酵废醪菌渣中谷氨酸的提取方法

摘要

本发明公开了一种谷氨酸发酵废醪菌渣中谷氨酸的提取方法，具体为：向谷氨酸发酵废醪菌渣中加乙醇进行加热回流过滤后得滤渣1，所得滤渣1加入乙醇重复上述加热回流过滤过程得滤渣2；(2)将步骤(1)中所述滤渣2加水进行4～6次超声处理，每次超声处理后过滤，滤液留存待用；同时向所得滤渣中加水再次进行超声处理并过滤，超声结束后，将所得所有滤液合并；(3)将步骤(2)中合并后的滤液蒸发除去水分得干物质；(4)向步骤(3)所述干物质加入水和盐酸进行水解，水解完成后加入甲醇静置结晶，将结晶取出干燥即谷氨酸。本发明提取方法简单，不需要昂贵复杂设备，谷氨酸得率为菌渣干重的0.5‑0.7％。

说明书

技术领域

本发明属于食品领域，特别涉及一种谷氨酸发酵废醪菌渣中谷氨酸的提取方法。

背景技术

我国是一个味精生产大国，味精产量稳居世界第一位。目前，我国有几十家大型味精生产企业，这些味精企业绝大多数以粮食、淀粉为原料进行发酵生产。国内主要以谷氨酸短杆菌为发酵菌种，发酵生产谷氨酸，进而精制出味精。伴随着味精的生产，产生了大量的工业副产品。谷氨酸发酵废醪菌渣是味精产业的主要副产品，每年产量可达上百万吨。过去这些谷氨酸发酵废醪菌渣通过废水排放，既造成环境污染又浪费了资源。目前则主要用作饲料、肥料加工，价格较低。因此，对谷氨酸发酵废醪菌渣等味精工业副产品综合开发，实现粮食资源的全方位利用，具有重要的实际意义。

近年来，研究人员对谷氨酸发酵废醪菌渣中的营养成分进行了检测和分析，如蒋新英(CN103954726B)等对谷氨酸菌渣中制备胞壁酸及其检测方法进行了研究，同时还检测了该过程中盐酸氨基葡萄糖的存在；杨晓玲等则对谷氨酸发酵废醪菌渣中的游离氨基酸、蛋白质等进行了检测分析。由于生产谷氨酸的菌是一个活的生命体，菌体中成分复杂多样。因此有必要对菌体中其他营养成分进行进一步提取制备，从而使菌渣精细化利用，以期提高谷氨酸发酵废醪菌渣利用附加值，减少其对环境的污染。

发明内容

针对谷氨酸菌渣中活性成分研究开发问题，本发明提供了一种从谷氨酸发酵废醪菌渣中提取谷氨酸的方法，该方法提取步骤简单，耗能少。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种谷氨酸发酵废醪菌渣中谷氨酸的提取方法，步骤如下：

(1)取一定量谷氨酸发酵废醪菌渣，向该谷氨酸发酵废醪菌渣中加乙醇进行加热回流过滤后得滤渣1，所得滤渣1加入乙醇重复上述加热回流过滤过程得滤渣2；

(2)将步骤(1)中所述滤渣2加水进行4～6次超声处理，每次超声处理后过滤，滤液留存待用；同时向所得滤渣中加水再次进行超声处理并过滤，超声结束后，将所得所有滤液合并；

(3)将步骤(2)中合并后的滤液蒸发除去水分得干物质；

(4)向步骤(3)所述干物质加入水和盐酸进行水解，水解完成后加入甲醇静置结晶，将结晶取出干燥即谷氨酸。

优选的，步骤(1)中，所述谷氨酸发酵废醪菌渣为湿菌渣，所述谷氨酸发酵废醪菌渣干重为湿重的45-55％，进一步优选的，所述谷氨酸发酵废醪菌渣干重为湿重的50％；

优选的，步骤(1)中，所述谷氨酸发酵废醪菌渣与乙醇的质量体积比为1g：2～3ml；进一步优选的，所述谷氨酸发酵废醪菌渣与乙醇的质量体积比为1g：2.4ml；

优选的，步骤(1)中，所述乙醇纯度为90％～100％；

优选的，步骤(2)中，加入水与谷氨酸发酵废醪菌渣的体积质量比为3～5ml：1g；进一步优选的，所述水与谷氨酸发酵废醪菌渣的体积质量比为4ml：1g；

优选的，步骤(2)中，超声处理条件为：超声频率为20kHz，超声功率为600～800W，超声2秒间隙2秒下超声0.5h；

优选的，步骤(2)中所述超声处理次数为5次；合并后的滤液与谷氨酸发酵废醪菌渣的体积质量比为7～9ml：1g；进一步优选的，合并后的滤液与谷氨酸发酵废醪菌渣的体积质量比为8ml：1g；

优选的，步骤(3)中使用旋蒸仪进行蒸发处理，所述蒸发温度为65℃；所述干物质与所述谷氨酸发酵废醪菌渣的质量比为0.05～0.07:1；进一步优选的，所述干物质与所述谷氨酸发酵废醪菌渣的质量比为0.064:1。

优选的，步骤(4)中所述干物质与水的质量体积比为1g：1～3ml，所述干物质与盐酸的质量体积比为1g:1～3ml，所述干物质与甲醇的质量体积比为1g：9～11ml；进一步优选的，所述干物质与水的质量体积比为1g：2ml，所述干物质与盐酸的质量体积比为1g：2ml；所述干物质与甲醇的质量体积比为1g：10ml；所述盐酸浓度为12mol/L；

优选的，步骤(4)中所述水解时间为3～5小时，所述静置时间为1～3小时；

本发明还公开了由上述方法提取制备得到的谷氨酸。

本发明的有益效果：本发明首次公开一种从谷氨酸发酵废醪菌渣中提取制备谷氨酸的方法，能够有效去除菌渣中的杂质，得到纯化的谷氨酸晶体；提取方法简单，不需要昂贵复杂设备，谷氨酸得率为菌渣干重的0.5-0.7％。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

1、取取谷氨酸发酵废醪菌渣250g(干重为菌渣重量的50％)，每次加95％乙醇600ml，加热回流2次，每次回流1h后过滤，最后得滤渣。

2、向滤渣加水至1000ml，在20kHz、功率700w、超声2s间歇2s条件下超0.5h，过滤得滤液400ml。重复以上过程共超声5次，5次滤液合并共2000ml。

3、将滤液在65℃下真空旋转蒸发除去水分，得干物质16g。

4、向干物质中加入32ml水，加入32ml 12mol/L HCL，常温下水解4h后，加入160ml甲醇，静置1h，液体出现结晶，倒出上清，将结晶干燥后称重为1.5g。

验证实验：取少量结晶溶解以谷氨酸标准品的溶液做对照，经薄层层析后和茚三酮染色，该结晶物质为谷氨酸，取该结晶和谷氨酸标准品经红外检测，该结晶和谷氨酸标准品红外光谱一致。证明该物质为谷氨酸。

实施例2

1、取谷氨酸湿菌渣150g(干重为菌渣重量的50％)，每次加无水乙醇400ml，回流2次，每次加无水乙醇400ml回流1h后过滤，滤渣再重复回流1次，过滤得滤渣。

2、向滤渣加水至600ml，在20kHz、功率600w、超声2s间歇2s条件下超0.5h，过滤得滤液240ml，滤渣再加水至600ml，用同样的方法重复超声共5次，5次滤液合并共1200ml。

3、将滤液在65℃下真空旋转蒸发除去水分，得干物质10g。

4、向干物质中加入20ml水，再加入20ml 12mol/L HCL，常温下水解4h后，加入100ml甲醇，静置1h，液体出现结晶，倒出上清，将结晶干燥后称重为1g。与谷氨酸标准品薄层层析对照检测和红外光谱对照检测，该结晶物质为谷氨酸。

实施例3

条件同实例一，菌渣回流所用乙醇浓度为90％，超声所用功率为800w，所制备的干物质为17g，向该干物质中加入34ml水，再加入34ml 12mol/L HCL，常温下水解4h后，加入170ml甲醇，静置1h，液体出现结晶，倒出上清，将结晶干燥后称重为1.65g。与谷氨酸标准品薄层层析对照检测和红外光谱对照检测，该物质为谷氨酸。

谷氨酸的薄层层析检测方法：

取样品结晶和谷氨酸对照品，分别加热制成1ml中含有2.5mg的溶液，吸取上两种溶液5μL，分别点于同一块硅胶薄层板上，以正丁醇：乙酸：乙醇：水(4:1:1:2)为展开剂，上行法展开后取出晾干，喷茚三酮溶液(茚三酮20mg，溶于丙酮10ml中，加冰醋酸0.4ml)烘干，样品和对照品溶液所所显现出点的颜色和位置相同。证明制备的样品为谷氨酸。

谷氨酸的红外光谱检测方法：

分别取谷氨酸标准品和样品各1.5毫克，各分别加入300毫克的溴酸钾，分别先后放在玛瑙乳钵中混合后研磨约25秒，抽气后在769YP-15A型粉末压片机上压制成片。分别将谷氨酸标准品的压片和样品压片放入机器样品光路，开启自动分析系统检测。所用红外光谱仪为BRUKER公司产的TENSORII。将谷氨酸标准品和样品的红外光谱比较，二者光谱一致，证明制备的结晶样品为谷氨酸。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围。