一种低内毒素γ-聚谷氨酸及其分离提取方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种低内毒素γ

【技术实现步骤摘要】
一种低内毒素
γ
‑
聚谷氨酸及其分离提取方法和应用


[0001]本专利技术涉及γ
‑
聚谷氨酸的分离提取
，更具体地，涉及一种低内毒素γ
‑
聚谷氨酸及其分离提取方法和应用。

技术介绍

[0002]聚谷氨酸是一种由L型和D型谷氨酸之间通过酰胺键聚合形成的酰胺键聚氨基酸聚合物，可在特定环境下降解。聚谷氨酸大多由500
‑
5000个谷氨酸单体聚合而成，相对分子质量约在10万
‑
200万之间。现有研究表明，聚谷氨酸有良好的水溶性、生物降解性、食用性、成膜性和保水保湿性等，使得聚谷氨酸被广泛应用在农业、食品业、化妆品业和材料业等行业。
[0003]聚谷氨酸在我国生产研究比较晚，在现有技术中，聚谷氨酸的应用主要以农业和化妆品业为主，而医疗器械涉及较少，总体依然在研究阶段，提取工艺不成熟。在医药使用的γ
‑
聚谷氨酸提取工艺中，主要考虑的是各提取步骤之间无缝配合，减少对人体有害的内毒素等热源物质，同时提高产品的纯度。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术中存在的问题，本专利技术提供了一种低内毒素γ
‑
聚谷氨酸及其分离提取方法和应用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：本专利技术一方面提供了一种低内毒素γ
‑
聚谷氨酸的分离提取方法，包括以下步骤：S1、微滤膜去除菌体将发酵完毕的聚谷氨酸混合液加入到中空纤维膜微滤膜中，循环并加压，将聚谷氨酸发酵液固液分离，收集聚谷氨酸透过液；S2、超滤膜超滤用超滤膜对聚谷氨酸透过液进行反复超滤，收集分子量500
‑
1000 KD的聚谷氨酸发酵液；S3、活性炭脱色往聚谷氨酸发酵液中加入H2SO4溶液直至其pH为4
‑
5，随后加入粉末状活性炭，加热搅拌脱色，过滤去除活性炭，得到无色发酵液；S4、纳滤并浓缩取无色发酵液，利用纳滤膜反复截留除盐，随后将其浓缩得到浓度为5
‑
7 g/100 mL的聚谷氨酸浓缩液；S5、去除内毒素调节聚谷氨酸浓缩液的pH至5.0
‑
5.5，随后加入药用活性炭，加热搅拌去除内毒素，过滤去除药用活性炭；
S6、后处理真空冷冻干燥，粉碎，灭菌，包装，即可。
[0007]在上述技术方案中，步骤S3中，所述H2SO4溶液的浓度为6
‑
10 mol/L。
[0008]在上述技术方案中，步骤S3中，所述粉末状活性炭的加入量为15
‑
25 g/L。
[0009]在上述技术方案中，步骤S3中，所述加热搅拌脱色的搅拌速度、温度和时间分别为100
‑
180 rpm、35
‑
45 ℃和30
‑
60 min。
[0010]在上述技术方案中，步骤S5中，通过加入H2SO4溶液调节聚谷氨酸浓缩液的pH。
[0011]在上述技术方案中，步骤S5中，所述药用活性炭的种类和加入量分别为767型药用活性炭和5
‑
10 g/L。
[0012]在上述技术方案中，步骤S5中，所述加热搅拌去除内毒素的搅拌速度、温度和时间分别为120
‑
150 rpm、40
‑
45 ℃和30
‑
60 min。
[0013]进一步地，在上述技术方案中，步骤S1中，在加入到中空纤维膜微滤膜之前，通过加水调节聚谷氨酸混合液的粘度至50
‑
70 Mpa
·
s。
[0014]进一步地，在上述技术方案中，步骤S1中，所述中空纤维膜微滤膜的孔径为50
‑
80 nm。
[0015]在本专利技术的一个优选实施方式中，步骤S1中，在所述循环并加压的过程中，控制进料口和出料口的压力分别为0.12
‑
0.18 Mpa和0.09
‑
0.12 Mpa，且循环并加压的次数为3
‑
5次。
[0016]进一步地，在上述技术方案中，步骤S2中，具体包括，先通过截留分子量为500 KD的超滤膜进行超滤截留，获得分子量大于500 KD的聚谷氨酸发酵液，再利用截留分子量为1000 KD的超滤膜超滤截留，获得分子量500
‑ꢀ
1000 KD的聚谷氨酸发酵液。
[0017]进一步地，在上述技术方案中，步骤S4中，取无色发酵液，加水后，利用截留分子量为500
‑
1000 Da的纳滤膜组件，控制操作压力为0.1
‑
0.5 Mpa，截留除盐5
‑
8次，直至透过液的电导率为20
‑
100 μs/cm且谷氨酸含量小于5 wt%。
[0018]再进一步地，在上述技术方案中，步骤S6中，所述真空冷冻干燥具体包括：先在
‑
80 ℃下预冻12
‑
18 h，再利用冷冻干燥机，在冷阱温度为
‑
65 ℃下冷冻12
‑
18 h。
[0019]本专利技术另一方面还提供了上述分离提取方法制备得到的低内毒素γ
‑
聚谷氨酸。
[0020]具体地，以市售化妆品级计，所述低内毒素γ
‑
聚谷氨酸的纯度为101
‑
104 %，且其内毒素小于0.5 EU/g。
[0021]本专利技术再一方面还提供了上述分离提取方法或上述低内毒素γ
‑
聚谷氨酸在制备医药级γ
‑
聚谷氨酸产品中的应用。
[0022]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：（1）本专利技术所提供的分离提取方法采用微滤膜去除菌体，使用物理方法，不引入新的杂质且可高效迅速分离发酵菌体，截留液（带菌液）可作为农业用聚谷氨酸，提高了聚谷氨酸的利用回收率；（2）本专利技术所提供的分离提取方法对发酵液进行超滤分级，不仅可以得到不同分子量的聚谷氨酸，还能对发酵液进行脱色并去除离子及小分子蛋白，减轻下游脱色和除盐浓缩压力，同时还提高了产品的品质，即采用超滤膜分离高分子目标物质技术，专一分离纯
化目标物质，减少工艺成本；（3）本专利技术所提供的分离提取方法采用全水化无醇提取方式，并结合微滤膜、超滤膜和纳滤膜结合，使得提纯效率高、产品纯度高，也避免了下游分离过程中内毒素的增长，在下游提取工艺中保持低内毒素发酵液状态；（4）利用本专利技术所提供的分离提取方法制备得到的聚谷氨酸的纯度高于市售的聚谷氨酸，生产成本低，且生产过程安全、高效、连续和自动化，产品收率可达80
‑
85 %，内毒素含量为0.2
‑
0.4EU/g，纯度101
‑
104 %（按市售化妆品级计）。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例中低内毒素γ
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低内毒素γ
‑
聚谷氨酸的分离提取方法，其特征在于，包括：S1、微滤膜去除菌体将发酵完毕的聚谷氨酸混合液加入到中空纤维膜微滤膜中，循环并加压，将聚谷氨酸发酵液固液分离，收集聚谷氨酸透过液；S2、超滤膜超滤用超滤膜对聚谷氨酸透过液进行反复超滤，收集分子量500
‑
1000 KD的聚谷氨酸发酵液；S3、活性炭脱色往聚谷氨酸发酵液中加入H2SO4溶液直至其pH为4
‑
5，随后加入粉末状活性炭，加热搅拌脱色，过滤去除活性炭，得到无色发酵液；S4、纳滤并浓缩取无色发酵液，利用纳滤膜反复截留除盐，随后将其浓缩得到浓度为5
‑
7 g/100 mL的聚谷氨酸浓缩液；S5、去除内毒素通过加入H2SO4溶液调节聚谷氨酸浓缩液的pH至5.0
‑
5.5，随后加入药用活性炭，加热搅拌去除内毒素，过滤去除药用活性炭；S6、后处理真空冷冻干燥，粉碎，灭菌，包装，即可。2.根据权利要求1所述的低内毒素γ
‑
聚谷氨酸的分离提取方法，其特征在于，步骤S3中，所述H2SO4溶液的浓度为6
‑
10 mol/L；和/或，所述粉末状活性炭的加入量为15
‑
25 g/L；和/或，所述加热搅拌脱色的搅拌速度、温度和时间分别为100
‑
180 rpm、35
‑
45 ℃和30
‑
60 min。3.根据权利要求1所述的低内毒素γ
‑
聚谷氨酸的分离提取方法，其特征在于，步骤S5中，所述药用活性炭的种类和加入量分别为767型药用活性炭和5
‑
10 g/L；和/或，所述加热搅拌去除内毒素的搅拌速度、温度和时间分别为120
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150 rpm、40
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45 ℃和30
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60 min。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的低内毒素γ
‑
聚谷氨酸的分离提取方法，其特征在于，步骤S1中，在加入到中空纤维膜微滤膜之前，通过加水调节聚谷氨酸混合液的粘度至50
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔长晟，鲁亮，李振海，赵廷彬，盖丽丰，朝博，
申请(专利权)人：天津北洋百川生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：