本发明专利技术提供了一种从谷胱甘肽发酵液中提取分离谷胱甘肽的方法，它包括以下步骤：发酵液离心、热水抽提、磁性纳米材料吸附ＧＳＨ、解吸附、电渗、减压浓缩及冷冻干燥。该方法利用磁性纳米材料对谷胱甘肽吸附的高度专一性，并结合磁性纳米材料容易被分离的特性，避免了为得到高纯度ＧＳＨ而除去抽提液中其他杂质的烦琐工序，提取收率达到９８％以上，降低能耗８０～９０％，工作量仅为原来的十分之一，并为后续纯化提供了良好条件。该方法操作简单，减小成本，环境污染小，大大提高ＧＳＨ提取收率及纯度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物化工领域，具体涉及一种从谷胱甘肽发酵液中采 用磁性纳米材料提取分离高纯度谷胱甘肽的方法，属于谷胱甘肽制备
技术介绍
谷胱甘肽是一种具有重要生理活性的三肽，即r-L-谷氨酰-L-半胱 氨酰-甘氨酸(glutathione, GSH)。半胱氨酸上的巯基为其活性基团，但巯基 容易引起两个分子谷胱甘肽的偶联，谷胱甘肽有两种形式还原型(GSH)和氧 化型(GSSG)，在生理条件下以还原型谷胱甘肽占绝大多数，谷胱甘肽还原酶 能催化两型间的互变。谷胱甘肽的相对分子量为307.33，熔点189 193"C，晶 体呈无色透明长柱状，等电点为2.83。它易溶于水，可溶于稀醇、液氨。不溶 于醇，醚和丙酮。它广泛分布于动物、植物和油料种子中。它在细胞中的功能 之一就是抵御各种毒素和致癌剂。有研究表明(孙洪刚，等.谷胱甘肽的代谢和 应用.卫生职业教育.2004， 10: 126-127):谷胱甘肽在小肠中能被完全吸收， 并且某些上皮细胞能利用外源谷胱甘肽去毒，这说明膳食中的谷胱甘肽决定着 人体中细胞免受损伤的程度。除作为抗毒剂外，谷胱甘肽还对一些巯基酶有激 活作用，可作为保护酶和其它蛋白巯基的抗氧化剂，在生物氧化、氨基酸转运、 保护血红蛋白等过程中起一定作用。另外，谷胱甘肽还具有抑制衰老、预防糖 尿病、消除疲劳等作用。谷胱甘肽在强化食品风味的同时对人体有保健作用， 它的应用前景明显优于其它类型的抗氧化剂和防腐剂。最近研究还发现谷胱甘 肽具有抑制艾滋病的作用。因此，研究谷胱甘肽对人类的健康和生活具有重要 的意义。经破壁离心后的酵母谷胱甘肽粗提液浓度很低，而且含有蛋白质、多糖、 多肽、氨基酸、色素、盐类等很多杂质，因此高纯度、高收率的谷胱甘肽工业 化分离非常困难。目前报道的提取分离发酵液中的谷胱甘肽GSH分离方法有萃取法、铜盐法、离子交换法、电渗析法、金属亲和层析法、双水相分离等方法。萃取法制备GSH所使用的溶剂可以是水、有机酸溶液和稀醇等，但提取收率低，且造成严重的环境污染。铜盐污染大，影响产品纯度。复旦大学的苑小林等人(苑小林，等.鲜酵母中谷胱甘肽(GSH)分离纯化的初步研究.药物生物技 术，1998， 5 (2): 89-91)将对氨基苯汞乙酸连接到聚苯乙烯-二乙烯基苯载体 上，形成含有机汞的化学亲和树脂，用于吸附GSH，回收率为83%，但在高浓度 盐作用下，汞容易从树脂上断开，影响后续分离和产品纯度。在国家专利(申请号200610040606. 3)"—种从谷胱甘肽发酵液中提取谷胱 甘肽的方法"中指出采用谷胱甘肽发酵液离心得酵母细胞、调节pH、沸水破 壁方法，提取细胞中的谷胱甘肽；使用001X7阳离子交换技术去除小分子物质， 最终达到从发酵液中浓縮纯化谷胱甘肽的目的，制得分子量为307.33，蛋白质 含量为23%、提取收率为80.5°/。的白色粉末状谷胱甘肽成品。但是，离子交换树 脂不能彻底的去除料液中的杂质与色素，尚不能达到结晶浓度，且在解析过程 利用盐酸解析，在解析液pH很低，欲进行结晶，必须用碱调节pH，在溶液中产 生盐份，在浓縮结晶过程形成干扰，不利于结晶。无法做到药用98%以上的纯度 要求。另外在细胞破壁时温度控制95-10(TC，温度过高会导致GSH氧化，影响 收率。而且在我国部分地区由于海拔高，在常压下无法达到该温度，不便于生 产操作。在国家专利(申请号200510002408. 3)"谷胱甘肽分离纯化方法"中指出 选择含有-S-R基团或-S-S-R'基团的分离介质，将分离谷胱甘肽的介质进行预 处理后，填装成层析柱，用pH值1. 0-10. 0的缓冲液平衡层析柱，调pH值1. 0-10. 0 的谷胱甘肽抽提液上样，用同样的缓冲液冲洗后，用碱或酸洗脱，可得到只含 谷胱甘肽的洗脱液。由于介质对谷胱甘肽的高度专一选择吸附，可以有效的将 谷胱甘肽分离出来，实现从谷胱甘肽抽提液中一步分离就高度纯化，谷胱甘肽结晶后可以得到纯度为99°/。的产品。但是，该方法因为利用层析理论进行分离，由于边缘效应的影响，无法进行生产放大。到目前为止，谷胱甘肽的工业化分离纯化存在收率低、污染严重、浓縮和 层析过程成本高等问题。如何提高收率、降低成本、减小对环境污染，是实现 工业化生产的重点，本专利技术方法具有工艺流程简单、高效、节省成本、环境污染 小等优点，具有重要的工业应用价值
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种从谷胱甘肽发酵液中提取分离谷胱甘肽 的方法，利用磁性纳米材料对谷胱甘肽吸附的高度专一性，并结合磁性纳米材 料容易被分离的特性，制备高品质、高含量的谷胱甘肽的方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为，其特征在于该方法包 括以下步骤(1) 发酵液离心将下罐后的发酵液离心，离心转速为3000 5000rpm，时间 为5 10min，得到湿酵母细胞菌体；(2) 热水抽提以6 10份沸腾去离子水与1份湿酵母细胞菌体的比例，将水 和湿酵母细胞菌体混合加入抽提罐后，在沸水浴中进行抽提，同时搅拌抽提液， 搅拌转速为300 350rpm，当抽提液温度达到85 95。C时，保温10min 15min后， 停止抽提，将抽提液倒出，水浴降温至室温；(3) 磁性纳米材料吸附GSH:按照抽提液中GSH量计算，在抽提液中加入相当 于GSH 1 2倍质量的磁性纳米材料，边加边搅拌，使之充分均匀，搅拌转速为 100 200rpm，加入磁性纳米材料继续搅拌20min后，用电磁场沉降吸附有GSH的 磁性纳米材料；(4) 解吸附将吸附了GSH的磁性纳米材料在解吸附罐中用O. 1 0.6mol/L的 酸解析，每克磁性纳米材料中加入20 30mL的解析液，使GSH从磁性纳米材料上脱离，用电磁场沉降磁性纳米材料，得到富含GSH的解析液；(5) 电渗调解析液的pH值至1 6，对解析液进行电渗处理，收集富含GSH的 溶液；(6) 减压浓縮减压浓縮电渗后的GSH溶液，按照下列条件进行真空度 -0. 07 -0. 098Mpa，旋转速度40rpm,温度50 60°C ，浓缩至GSH浓度250mg/ ml 以上，得到GSH浓縮液；(7) 冷冻干燥将谷胱甘肽浓縮液冷冻干燥24 36小时，得到谷胱甘肽成品， 成品性状为白色粉末。上述步骤(l)中所述的发酵液，其发酵水平至少应达到1650mg/L。 上述步骤(3)中所述的磁性纳米材料是表面包覆有功能基团亚氨基二乙酸的纳米级&304磁性微粒，可以和谷胱甘肽的巯基发生专一性吸附，从而有效直接的吸附谷胱甘肽。上述步骤(4)中解析所用的酸选用硫酸、盐酸、醋酸或硝酸。本专利技术提供的上述从谷胱甘肽发酵液中提取分离谷胱甘肽的方法，与现有 技术相比，具有以下有益效果(1)磁性纳米材料对GSH具有高度专一的选择性吸附，几乎完全把GSH从 谷胱甘肽抽提液中吸附到磁性纳米材料上，避免了为得到高纯度GSH而除去抽 提液中其他杂质的烦琐工序，提取收率达到98%以上，降低能耗80 90%，工作 量为原来的十分之一，并为后续纯化提供了良好条件。(2)加入0. 1 0. 6mol/L的酸进行解析，GSH和少量含-SH的物质能够完全 从磁性纳米材料上被解析，调节溶液PH值为1 6后电渗处理，得到富含GSH 的溶液。整个过程容易集成本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种从谷胱甘肽发酵液中提取分离谷胱甘肽的方法，其特征在于该方法包括以下步骤： （１）发酵液离心：将下罐后的发酵液离心，离心转速为３０００～５０００ｒｐｍ，时间为５～１０ｍｉｎ，得到湿酵母细胞菌体； （２）热水抽提：以６～１０份沸 腾去离子水与１份湿酵母细胞菌体的比例，将水和湿酵母细胞菌体混合加入抽提罐后，在沸水浴中进行抽提，同时搅拌抽提液，搅拌转速为３００～３５０ｒｐｍ，当抽提液温度达到８５～９５℃时，保温１０ｍｉｎ～１５ｍｉｎ后，停止抽提，将抽提液倒出，水浴降温至室温； （３）磁性纳米材料吸附ＧＳＨ：按照抽提液中ＧＳＨ量计算，在抽提液中加入相当于ＧＳＨ１～２倍质量的磁性纳米材料，边加边搅拌，使之充分均匀，搅拌转速为１００～２００ｒｐｍ，加入磁性纳米材料继续搅拌２０ｍｉｎ后，用电磁场沉降吸附有Ｇ ＳＨ的磁性纳米材料； （４）解吸附：将吸附了ＧＳＨ的磁性纳米材料在解吸附罐中用０．１～０．６ｍｏｌ／Ｌ的酸解析，每克磁性纳米材料中加入２０～３０ｍＬ的解析液，使ＧＳＨ从磁性纳米材料上脱离，用电磁场沉降磁性纳米材料，得到富含ＧＳＨ的解析 液； （５）电渗：调解析液的ｐＨ值至１～６，对解析液进行电渗处理，收集富含ＧＳＨ的溶液； （６）减压浓缩：减压浓缩电渗后的ＧＳＨ溶液，按照下列条件进行：真空度－０．０７～－０．０９８Ｍｐａ，旋转速度４０ｒｐｍ，温度５０～６０℃， 浓缩至ＧＳＨ浓度２５０ｍｇ／ｍｌ以上，得到ＧＳＨ浓缩液； （７）冷冻干燥：将谷胱甘肽浓缩液冷冻干燥２４～３６小时，得到谷胱甘肽成品，成品性状为白色粉末。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：肖泽民，孙永龙，曲国臣，
申请(专利权)人：甘肃正生生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]
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