一种利用生产谷氨酸的菌渣制备胞壁酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用生产谷氨酸的菌渣制备胞壁酸的方法，步骤如下：(1)取谷氨酸湿菌渣，加入乙醇溶液，回流提取，过滤，得滤渣；(2)向滤渣中加入水，超声提取，过滤，得滤液；(3)将滤液蒸干，得干物质，向干物质中依次加入水和盐酸，15‑30℃条件下水解3‑5小时，水解后再加入甲醇，静置，倒出上清液；(4)调节上清液的pH值为7‑7.2，除去白色沉淀；溶液浓缩至干，得胞壁酸粗提物；再加入甲醇，搅拌溶解，除弃未溶解的物质，得甲醇上清液，再浓缩至干，即得胞壁酸。采用本发明专利技术的方法制备胞壁酸，所需的试剂的种类少，数量小，降低了制备成本，减小了对环境的污染；而且无需脱色、柱层析分离等步骤，简化了制备步骤；胞壁酸的提取率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用生产谷氨酸的菌渣制备胞壁酸的方法，属食品和化工领域。
技术介绍
胞壁酸是细菌细胞壁粘肽结构的重要组成部分，是原核微生物细胞的生物标志化合物。胞壁酸最常用的用处是作为推测不同环境中微生物总量的标记物；另外，胞壁酸在凝集素、潜在细菌酶抑制剂，以及抗肿瘤作用中有很大研究应用前景。目前，市场上的胞壁酸价格昂贵，市场需求潜力大。对于胞壁酸的制备，可以通过化学合成的方法制备，但化学合成的成本昂贵，容易造成环境的污染。因此有必要开发新的胞壁酸的制备方法。谷氨酸菌渣是味精工业的主要副产品，我国每年生产的谷氨酸菌渣达百万吨，对于谷氨酸菌渣的再利用，目前多作为饲料和肥料使用，所产生的利用价值相对较低。蒋新英等对利用生产谷氨酸的菌渣制备胞壁酸进行了研究，在胞壁酸的制备和检测方法上取得了较大进步，但其提取胞壁酸的步骤包括：洗涤、搅拌裂解、除脂、酸解、萃取、脱色、浓缩提取、HPTLC检测、柱层析分离和纯度检测，整个提取过程步骤多，耗费大量的有机试剂，如氯仿、三氯乙酸等，不仅增加了提取的经济成本，若排放这些试剂还会污染环境。蒋新英等进一步对胞壁酸的提取工艺进行了改进，改进后的提取工艺包括适合工厂大规模提取和适合小批量胞壁酸的生产两种提取工艺。其中，适合工厂大规模提取的工艺流程为：酸解、脱色、甲醇/乙醇提取、HPTLC检测、柱层析分离和纯度检测；但该工艺流程是将生产谷氨酸的菌渣直接进行酸解，若进行工业生产，所需加入的酸液的量太大，生产成本仍较高。适合小批量胞壁酸提取的工艺流程为：超声波裂解、离心、酸解、脱色、甲醇/乙醇提取、HPTLC检测、柱层析分离和纯度检测；但该工艺直接将生产谷氨酸的菌渣采用超声波法裂解，会产生脂类等杂质，需通过脱色、柱层析分离等操作进行纯化，制备步骤仍比较繁琐。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种利用生产谷氨酸的菌渣制备胞壁酸的方法。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种利用生产谷氨酸的菌渣制备胞壁酸的方法，步骤如下：(1)取谷氨酸湿菌渣，加入2-3倍体积(g/ml)的乙醇溶液，回流提取，过滤，得滤渣；(2)向滤渣中加入水，水的加入量为谷氨酸湿菌渣的2-3倍体积(g/ml)，超声提取，过滤，得滤液；(3)将滤液蒸干，得干物质，向干物质中依次加入水和盐酸，15-30℃条件下水解3-5小时，水解后再加入甲醇，静置，液体中出现结晶，倒出上清液；(4)调节上清液的pH值为7-7.2，有大量白色沉淀出现，除去白色沉淀；将除去沉淀后的溶液浓缩至干，得胞壁酸粗提物；再加入甲醇，搅拌溶解，除弃未溶解的物质，得甲醇上清液，再浓缩至干，即得胞壁酸。步骤(1)中，所述谷氨酸湿菌渣的含水量为45-55％；优选为50％。步骤(1)中，所述乙醇溶液的体积百分数为90-100％。采用乙醇溶液对谷氨酸菌渣进行回流提取的目的是除脂(主要是细胞膜的两层脂)，该脂类物质具有一定的水溶性，所以选择体积百分数为90-100％的乙醇溶液进行回流去除，与其它溶剂相比，体积百分数为90-100％的乙醇溶液的除脂效果最好。步骤(1)中，所述回流提取的时间为1-2小时，回流次数为2-3次。步骤(2)中，超声提取的条件为：20kHz、超声功率600～800W、超声2秒间隙2秒，超声4-6次，每次0.5-1h。超声提取的目的是进行破壁处理；超声提取的功率、提取次数和超声时间是影响破壁处理效果的主要因素，本专利技术通过对超声工艺条件的优化，使其在保证较好破壁效果的前提下，又降低了能耗。步骤(3)中，水和盐酸的加入量均为干物质的2-3倍体积(g/ml)(即每克干物质中分别加入2-3毫升的水和盐酸)；甲醇的加入量为干物质的8-10倍体积(g/ml)。步骤(3)中，所述盐酸的浓度为12mol/L。步骤(3)中，静置的时间为1-1.5小时。步骤(4)中，采用氢氧化钠调节上清液的pH。本专利技术通过调节酸解处理后上清液的pH值，将目标产物胞壁酸以外的其他物质进行沉淀处理，简化了胞壁酸的分离纯化操作，有利于实现工业化生产。步骤(4)中，甲醇的加入量为胞壁酸粗提物的8-10倍体积(g/ml)(即每克胞壁酸粗提物中加入甲醇8-10毫升)。采用薄层层析扫描检测的方法对本专利技术制备的胞壁酸进行检测，将制备的胞壁酸结晶0.3毫克溶解于1毫升甲醇溶液中作为样品液。配制胞壁酸的标准液分别为0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6毫克/毫升。将样品液(1μl/点)和标准液(1μl/点)点在同一块GF254高效薄层硅胶板(10cm*10cm)上，展开剂为甲醇-丙酮-乙酸-水-异丙醇(5：3：1：1：1，体积/体积)混合液。在室温下饱和25分钟后开始展开，展程8厘米，将硅胶板取出晾干。用质量浓度为1％茚三酮乙醇溶液喷板染色，板放在110度烤5分钟。样品液点和标准品液点均染成红色，Rf值为0.84，用CAMAG3薄层扫描仪在492nm扫描。用该仪器的WINCATS1.4.1软件统计峰面积积分值、据标准液质量的回归方程计算。检测和计算得胞壁酸的含量。本专利技术的有益效果：(1)采用本专利技术的方法制备胞壁酸，所需的试剂的种类少，数量小，降低了制备成本，减小了对环境的污染；而且无需脱色、柱层析分离等步骤，简化了制备步骤；胞壁酸的提取率高，采用本专利技术方法提取得到的胞壁酸为谷氨酸干菌渣质量的1.2％以上。(2)本专利技术的利用生产谷氨酸的菌渣制备胞壁酸的方法，首先选择体积百分数为90-100％的乙醇溶液对生产谷氨酸的菌渣进行除脂处理，除脂后再进行超声破壁处理，破壁处理后先将滤液蒸干，再加酸进行酸解，大大减少了酸解过程酸液的用量，酸解后通过调节上清液的pH值，将目标产物胞壁酸以外的其他物质进行沉淀处理，简化了胞壁酸的分离纯化操作。上述各工艺步骤是一个有机的整体，互为条件，有效简化了从生产谷氨酸的菌渣中制备胞壁酸的工艺流程，并且提高了胞壁酸的提取率。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，应该说明的是，下述实施例仅是为了解释本专利技术，并不对其内容进行限定。实施例1：利用生产谷氨酸的菌渣制备胞壁酸具体步骤如下：(1)取谷氨酸湿菌渣250g(含水量为50％，即菌渣的干重为125g)，每次加95％(体积百分数)乙醇600ml，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条件下超声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，再加入32ml 12mol/L的HCL，常温(25℃)下水解4h后，加入160ml甲醇，静置1h，液体出现结晶，倒出上清液。(5)用NaOH将倒出的上清液调pH＝7。有大量白色沉淀出现，除去白色沉淀。上清呈微黄绿色，将上清浓缩干，再向干燥物质中加入10倍量甲醇溶解。倒出甲醇(除弃沉淀)。再浓缩得白色粉末，称重为1.58g。采用薄层层析扫描检测的方法对本实施例制备的胞壁酸进行检测，将制备的胞壁酸结晶0.3毫克溶解于1毫升甲醇溶液中作为样品液。配制胞壁酸的标准液分别为0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6毫克/毫升。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用生产谷氨酸的菌渣制备胞壁酸的方法，其特征在于，步骤如下：(1)取谷氨酸湿菌渣，加入2‑3倍体积(g/ml)的乙醇溶液，回流提取，过滤，得滤渣；(2)向滤渣中加入水，水的加入量为谷氨酸湿菌渣的2‑3倍体积(g/ml)，超声提取，过滤，得滤液；(3)将滤液蒸干，得干物质，向干物质中依次加入水和盐酸，15‑30℃条件下水解3‑5小时，水解后再加入甲醇，静置，液体中出现结晶，倒出上清液；(4)调节上清液的pH值为7‑7.2，有白色沉淀出现，除去白色沉淀；将除去沉淀后的溶液浓缩至干，得胞壁酸粗提物；再加入甲醇，搅拌溶解，除弃未溶解的物质，得甲醇上清液，再浓缩至干，即得胞壁酸。

【技术特征摘要】
1.一种利用生产谷氨酸的菌渣制备胞壁酸的方法，其特征在于，步骤如下：(1)取谷氨酸湿菌渣，加入2-3倍体积(g/ml)的乙醇溶液，回流提取，过滤，得滤渣；(2)向滤渣中加入水，水的加入量为谷氨酸湿菌渣的2-3倍体积(g/ml)，超声提取，过滤，得滤液；(3)将滤液蒸干，得干物质，向干物质中依次加入水和盐酸，15-30℃条件下水解3-5小时，水解后再加入甲醇，静置，液体中出现结晶，倒出上清液；(4)调节上清液的pH值为7-7.2，有白色沉淀出现，除去白色沉淀；将除去沉淀后的溶液浓缩至干，得胞壁酸粗提物；再加入甲醇，搅拌溶解，除弃未溶解的物质，得甲醇上清液，再浓缩至干，即得胞壁酸。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述谷氨酸湿菌渣的含水量为45-55％；优选为50％。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述乙醇溶液的体积百分数为90-100％。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘代成，
申请(专利权)人：山东师范大学，
类型：发明
国别省市：山东;37