一种从乳酸菌发酵液中分离纯化γ‑氨基丁酸的方法技术

本发明专利技术属于生物技术领域，特别是涉及一种从发酵液中分离纯化γ‑氨基丁酸的方法。一种从乳酸菌发酵液中分离纯化γ‑氨基丁酸的方法，包括如下步骤：(1)发酵液的制备及预处理；(2)阴阳离子柱脱色脱盐；(3)膜浓缩；(4)电渗析脱盐；(5)真空浓缩及干燥等步骤，制备得到纯度高于85％的固态γ‑氨基丁酸。本发明专利技术具有工艺简单、能耗低、生产环境良好、无安全隐患等特点，对γ‑氨基丁酸的工业化生产具有良好的促进作用。

A method for separation and purification of gamma aminobutyric acid from lactic acid bacteria in the fermentation broth

The invention belongs to the field of biotechnology, in particular relates to a method for separation and purification of gamma amino butyric acid from the fermentation broth. A method for separating and purifying gamma aminobutyric acid from lactic acid bacteria in the fermentation liquid, which comprises the following steps: (1) preparation and pre processing of fermentation liquid; (2) anion column decolorizing desalting; (3) (4) membrane; electrodialysis; (5) vacuum concentration and drying and the prepared solid gamma aminobutyric acid with purity of more than 85%. The invention has the advantages of simple process, low energy consumption, good production environment, no security risks, industrial production of gamma aminobutyric acid has a good role in promoting.

【技术实现步骤摘要】
一种从乳酸菌发酵液中分离纯化γ-氨基丁酸的方法
本专利技术属于生物
，特别是涉及一种从发酵液中分离、纯化γ-氨基丁酸的方法。
技术介绍
γ-氨基丁酸(GABA)是一种非蛋白质氨基酸，广泛存在于动植物体内，具有降血压、改善脑功能，延缓脑衰老、增强记忆等功能，在食品、医药行业都有广泛应用，因此受到越来越多的科研工作者的关注。目前，GABA的生产主要可分为化学合成、植物富集及生物转化三种方法。化学合成法生产速度快，产率高，但是具有成本高、安全性差的缺点。植物富集法主要是从富含GABA的植物组织中提取，该法产率低，不利于大规模工业化生产。生物转化法是通过微生物发酵生产GABA，该方法安全、环保且生产成本低，最利于工业化生产。但我国目前对GABA的纯化研究尚浅，提纯工艺尚不成熟。因此，有必要对发酵液中GABA的分离、纯化展开研究，提高GABA的生产效率，促进工业化生产。公开号为CN201410477049.6的《一种γ-氨基丁酸的提取分离纯化方法申请》公开了一种γ-氨基丁酸的提取分离纯化方法，包括以下步骤：(1)将稻米捣碎，捣碎后加入乙醇水溶液进行浸提，浸提后将提取液离心分离，取上清液；(2)将上清液浓缩，浓缩后将上清液pH调节后，通过活化过的732阳离子交换树脂；(3)再用氨水对732阳离子交换树脂进行洗脱，洗脱后收集洗脱液，将洗脱液浓缩，浓缩后再用乙醇纯化浓缩物，纯化3次后，得到γ-氨基丁酸。独立权利要求项为：1.一种γ-氨基丁酸的提取分离纯化方法，其特征在于，所述的γ-氨基丁酸的提取分离纯化方法包括以下步骤：(1)将稻米捣碎，捣碎后加入乙醇水溶液进行浸提，浸提后将提取液离心分离，取上清液；(2)将上清液浓缩，浓缩后将上清液pH调节后，通过活化过的732阳离子交换树脂；(3)再用氨水对732阳离子交换树脂进行洗脱，洗脱后收集洗脱液，将洗脱液浓缩，浓缩后再用乙醇纯化浓缩物，纯化3次后，得到γ-氨基丁酸。公开号为CN201010167007.4的《一种γ-氨基丁酸的分离纯化工艺》公开了一种γ-氨基丁酸的分离纯化工艺，它有效解决了生物法制备γ-氨基丁酸由于发酵液成分复杂而导致分离纯化步骤繁冗，工业化成本高的问题。本专利技术通过采用生物转化法减少转化液中的杂质，从而简化分离工艺，再对转化液进行简单的脱色，得到高纯度，高回收率的γ-氨基丁酸。本专利技术方法简单，产品回收率高，适合较大规模的工业化生产。主权项：一种γ氨基丁酸的分离纯化工艺，该工艺包括下述顺序的步骤：(1)转化法生产γ氨基丁酸：首先进行菌体培养，通过离心或者板框过滤收集菌体，悬浮在醋酸缓冲液(pH4.8)，加入底物LGlu，在30℃下进行转化反应；(2)γ氨基丁酸转化液预处理：将转化液通过离心或者过滤除去菌体，取上清在70-80℃加热30min，先用滤纸过滤，再用0.45μm滤膜进行抽滤，收集滤液待用；(3)活性炭的处理：活性炭按照一般方法进行处理，粉炭→去离子水洗→热去离子水洗→过滤→干燥(120℃、8h)→冷却至室温，备用；(4)γ氨基丁酸预处理液脱色：将步骤(2)得到的滤液调节至pH5.0，按照2％的添加量加入活性炭粉末，在60℃下保温搅拌30min，双层滤纸过滤后，再用0.45μm滤膜进行抽滤，收集滤液待用；(5)γ氨基丁酸脱色液真空浓缩：将步骤(4)得到的滤液在55℃真空浓缩至稀稠状，保温待用；(6)γ氨基丁酸浓缩液结晶：将步骤(5)的浓缩液加入3倍体积的95％的乙醇，4℃下静止12h后，过滤收集晶体；(7)γ氨基丁酸晶体的洗涤：将步骤(6)收集的γ氨基丁酸晶体按照3毫升/克晶体的比例加入95％的乙醇，40℃搅拌1h，过滤收集晶体；(8)γ氨基丁酸晶体的干燥：将步骤(7)收集的γ氨基丁酸晶体在80℃的烘箱中烘干12-14h，得到γ氨基丁酸的成品。公开号为CN201010207446.3的《从谷氨酰氨脱羧酶酶解液中分离纯化γ-氨基丁酸的方法》公开了一种从谷氨酰胺脱羧酶酶解液中分离纯化γ-氨基丁酸(GABA)的方法，包括以下步骤：富含GABA的谷氨酰氨脱羧酶酶解液进入膜分离系统进行过滤澄清，浓缩到2-10倍时，加透析水透析，最终滤液量为1-3倍酶解液量；将滤液泵入离子交换系统脱盐，脱盐液进入脱色树脂或活性炭柱脱色，脱色后的清液通过蒸发器浓缩，再经过干燥或结晶及重结晶，得到GABA产品。与现有技术相比，本专利技术的分离纯化工艺简单、合理，工序短，操作方便，分离得到的GABA纯度高、颜色浅、分散性好，总收率高；具有运行成本低、过滤精度高、浓缩倍数高、酶浓缩物浓度高等优点，有利于酶浓缩物的重复利用或固化资源化利用，避免了二次污染。主权项:从谷氨酰氨脱羧酶酶解液中分离纯化γ-氨基丁酸的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：将富含γ-氨基丁酸的谷氨酰氨脱羧酶酶解液进入膜分离系统进行过滤澄清，浓缩到2-10倍时，加透析水透析，最终滤液量为1-3倍发酵液量；将滤液泵入离子交换系统脱盐，脱盐液进入脱色树脂或活性炭柱脱色，脱色后的清液通过蒸发器浓缩，固形物浓度达到30-45％，浓缩液再经过干燥器干燥或结晶及重结晶，得到γ-氨基丁酸产品。从以上的报道可知，目前工业上从发酵液中分离、纯化主要包括以下几个步骤：发酵液预处理-除菌-脱色(树脂、活性炭)-强阳离子树脂吸附-氨水洗脱-真空浓缩-乙醇沉淀、结晶-干燥。该纯化过程步骤较多，成本较高，并且其中GABA的先吸附再洗脱对也会造成回GABA收率偏低，并且乙醇、氨水的使用也容易造成安全隐患、环境污染等问题。因此，有必要针对发酵液中γ-氨基丁酸的提纯，开发一种能够缩短生产环节、降低劳动成本的新型生产工艺公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
为了解决目前发酵中γ-氨基丁酸纯化工艺中存在的过程繁琐、生产成本高等问题，本专利技术提供一种从发酵液中分离、纯化γ-氨基丁酸的方法。本专利技术所提供的技术方案是：一种从乳酸菌发酵液中纯化γ-氨基丁酸的方法，包括如下步骤：(1)发酵液的制备及预处理：短乳杆菌SC221发酵制备含γ-氨基丁酸的发酵液，然后用陶瓷膜对发酵液进行过滤除菌，得到除菌发酵液；(2)树脂对发酵液的脱色脱盐：稀盐酸对酸性弱阳离子树脂进行预处理，得到氢型弱阳离子树脂；稀碱溶液对碱性强、弱阴离子树脂分别进行预处理，得到氯型阴离子树脂；再按照弱阳离子树脂-弱阴离子树脂-强阴离子树脂的顺序将树脂串联使用，对除菌发酵液进行脱色脱盐；(3)浓缩：对脱色脱盐发酵液进行纳滤膜反渗透浓缩；(4)电渗析脱盐：对纳滤膜浓缩液进行电渗析脱盐，收集脱盐样品；(5)浓缩及干燥：电渗析脱盐样品真空浓缩后喷雾干燥，即可得到固态γ-氨基丁酸。作为优选，步骤(2)中所述的弱阳离子树脂型号为D113。作为优选，步骤(2)中所述的弱阴离子树脂型号为D900，所述的强阴离子树脂型号为D201。作为优选，步骤(2)中所述的阴、阳离子树脂联用脱色脱盐时的上样速度为1-5BV/h。作为优选，步骤(3)中纳滤膜反渗透浓缩的膜压力为0.25-0.45MPa。作为优选，步骤(4)中所述的电渗析脱盐至γ-氨基丁酸流出液电导率降至500μs/cm以下时停止脱盐。与现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从乳酸菌发酵液中纯化γ‑氨基丁酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)发酵液的制备及预处理：短乳杆菌SC221发酵制备含γ‑氨基丁酸的发酵液，然后用陶瓷膜对发酵液进行过滤除菌，得到除菌发酵液；(2)树脂对发酵液的脱色脱盐：稀盐酸对酸性弱阳离子树脂进行预处理，得到氢型弱阳离子树脂；稀碱溶液对碱性强、弱阴离子树脂分别进行预处理，得到氯型阴离子树脂；再按照弱阳离子树脂‑弱阴离子树脂‑强阴离子树脂的顺序将树脂串联使用，对除菌发酵液进行脱色脱盐；(3)浓缩：对脱色脱盐发酵液进行纳滤膜反渗透浓缩；(4)电渗析脱盐：对纳滤膜浓缩液进行电渗析脱盐，收集脱盐样品；(5)浓缩及干燥：电渗析脱盐样品真空浓缩后喷雾干燥，即可得到固态γ‑氨基丁酸。

【技术特征摘要】
1.一种从乳酸菌发酵液中纯化γ-氨基丁酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)发酵液的制备及预处理：短乳杆菌SC221发酵制备含γ-氨基丁酸的发酵液，然后用陶瓷膜对发酵液进行过滤除菌，得到除菌发酵液；(2)树脂对发酵液的脱色脱盐：稀盐酸对酸性弱阳离子树脂进行预处理，得到氢型弱阳离子树脂；稀碱溶液对碱性强、弱阴离子树脂分别进行预处理，得到氯型阴离子树脂；再按照弱阳离子树脂-弱阴离子树脂-强阴离子树脂的顺序将树脂串联使用，对除菌发酵液进行脱色脱盐；(3)浓缩：对脱色脱盐发酵液进行纳滤膜反渗透浓缩；(4)电渗析脱盐：对纳滤膜浓缩液进行电渗析脱盐，收集脱盐样品；(5)浓缩及干燥：电渗析脱盐样品真空浓缩后喷雾干燥，即可得到固态γ-氨基丁酸。2.根据权利要求1所述的从发酵液...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨齐，黄斌良，江朝明，吴华德，蓝健益，黄燕菲，
申请(专利权)人：广西多得乐生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45