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酿酒酵母中分离提取谷胱甘肽(GSH)和S-腺苷-L-甲硫氨酸(SAM)

张冰  
【摘要】:谷胱甘肽(GSH)和S-腺苷-L-甲硫氨酸(SAM)均是广泛存在于生物活细胞中的生理活性物质,具有重要的生理功能,广泛应用于临床医学和食品保健领域。微生物发酵法是目前生产GSH和SAM的主要方法,最常用的生产菌种为酵母菌,二者均为酵母胞内代谢产物,而酵母本身含有的酵母多糖也具有很高的利用价值。本课题主要研究发酵法生产GSH和SAM的分离纯化工艺优化与放大,以及废弃酵母细胞菌泥中p-葡聚糖的分离提取,建立酵母综合利用工艺路线。具体内容如下:(1)利用酿酒酵母发酵生产GSH,采用新型合成培养基替代传统天然培养基,产量达到2g/L。建立一条包括微波破碎、超滤、浓缩、离子交换层析、纳滤、大孔吸附层析、结晶的分离工艺路线,本工艺中离子交换层析的最佳工艺条件:流速1BV/h、平衡水用量8BV、洗脱剂为0.05M和0.15M盐酸溶液,总收率达到41.8%,GSH纯度达到95.3%以上,分离成本为738元/kg GSH,完成工艺中试放大。(2)建立一条包括酸热破碎、超滤、离子交换层析、脱色、纳滤、干燥的发酵生产SAM后提取工艺路线,将串联色谱柱用于离子交换层析工艺,最佳层析条件:上样SAM浓度10g/L、流速2BV/h、水洗体积4BV、洗脱方式为两根色谱柱串联洗脱,树脂吸附量可达到210g/L以上,是单柱的三倍。实验室小试总收率为65.5%,SAM纯度达到96%以上,西藏金稞集团完成工艺放大实验,总收率为50%,SAM纯度达到96%以上,分离成本为337元/kg SAM。(3)建立联产分离策略同时提取酿酒酵母胞内产物SAM和GSH,其中SAM收率达到65%以上,纯度达到96%以上,GSH收率达到38%,纯度达到95%以上,分离成本为345元/(1kg SAM+0.1kg GSH),比单独分离节省16%分离成本和GSH发酵成本。此外,利用碱法、碱酸法以及酶碱法来提取废弃酵母细胞菌泥中的p-葡聚糖,其中酶碱法提取效果最佳,收率达到80%以上,产品纯度达到90%以上。设计酵母综合利用工艺路线,提取SAM、GSH和p-葡聚糖,使酵母细胞得到充分利用。


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