本發(fā)明屬于食品領(lǐng)域，特別涉及一種谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣中谷氨酸的提取方法。
背景技術(shù)：
我國是一個味精生產(chǎn)大國，味精產(chǎn)量穩(wěn)居世界第一位。目前，我國有幾十家大型味精生產(chǎn)企業(yè)，這些味精企業(yè)絕大多數(shù)以糧食、淀粉為原料進行發(fā)酵生產(chǎn)。國內(nèi)主要以谷氨酸短桿菌為發(fā)酵菌種，發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸，進而精制出味精。伴隨著味精的生產(chǎn)，產(chǎn)生了大量的工業(yè)副產(chǎn)品。谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣是味精產(chǎn)業(yè)的主要副產(chǎn)品，每年產(chǎn)量可達上百萬噸。過去這些谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣通過廢水排放，既造成環(huán)境污染又浪費了資源。目前則主要用作飼料、肥料加工，價格較低。因此，對谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣等味精工業(yè)副產(chǎn)品綜合開發(fā)，實現(xiàn)糧食資源的全方位利用，具有重要的實際意義。
近年來，研究人員對谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣中的營養(yǎng)成分進行了檢測和分析，如蔣新英(CN103954726B)等對谷氨酸菌渣中制備胞壁酸及其檢測方法進行了研究，同時還檢測了該過程中鹽酸氨基葡萄糖的存在；楊曉玲等則對谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣中的游離氨基酸、蛋白質(zhì)等進行了檢測分析。由于生產(chǎn)谷氨酸的菌是一個活的生命體，菌體中成分復雜多樣。因此有必要對菌體中其他營養(yǎng)成分進行進一步提取制備，從而使菌渣精細化利用，以期提高谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣利用附加值，減少其對環(huán)境的污染。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對谷氨酸菌渣中活性成分研究開發(fā)問題，本發(fā)明提供了一種從谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣中提取谷氨酸的方法，該方法提取步驟簡單，耗能少。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣中谷氨酸的提取方法，步驟如下：
(1)取一定量谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣，向該谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣中加乙醇進行加熱回流過濾后得濾渣1，所得濾渣1加入乙醇重復上述加熱回流過濾過程得濾渣2；
(2)將步驟(1)中所述濾渣2加水進行4～6次超聲處理，每次超聲處理后過濾，濾液留存待用；同時向所得濾渣中加水再次進行超聲處理并過濾，超聲結(jié)束后，將所得所有濾液合并；
(3)將步驟(2)中合并后的濾液蒸發(fā)除去水分得干物質(zhì)；
(4)向步驟(3)所述干物質(zhì)加入水和鹽酸進行水解，水解完成后加入甲醇靜置結(jié)晶，將結(jié)晶取出干燥即谷氨酸。
優(yōu)選的，步驟(1)中，所述谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣為濕菌渣，所述谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣干重為濕重的45-55％，進一步優(yōu)選的，所述谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣干重為濕重的50％；
優(yōu)選的，步驟(1)中，所述谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣與乙醇的質(zhì)量體積比為1g：2～3ml；進一步優(yōu)選的，所述谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣與乙醇的質(zhì)量體積比為1g：2.4ml；
優(yōu)選的，步驟(1)中，所述乙醇純度為90％～100％；
優(yōu)選的，步驟(2)中，加入水與谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣的體積質(zhì)量比為3～5ml：1g；進一步優(yōu)選的，所述水與谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣的體積質(zhì)量比為4ml：1g；
優(yōu)選的，步驟(2)中，超聲處理條件為：超聲頻率為20kHz，超聲功率為600～800W，超聲2秒間隙2秒下超聲0.5h；
優(yōu)選的，步驟(2)中所述超聲處理次數(shù)為5次；合并后的濾液與谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣的體積質(zhì)量比為7～9ml：1g；進一步優(yōu)選的，合并后的濾液與谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣的體積質(zhì)量比為8ml：1g；
優(yōu)選的，步驟(3)中使用旋蒸儀進行蒸發(fā)處理，所述蒸發(fā)溫度為65℃；所述干物質(zhì)與所述谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣的質(zhì)量比為0.05～0.07:1；進一步優(yōu)選的，所述干物質(zhì)與所述谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣的質(zhì)量比為0.064:1。
優(yōu)選的，步驟(4)中所述干物質(zhì)與水的質(zhì)量體積比為1g：1～3ml，所述干物質(zhì)與鹽酸的質(zhì)量體積比為1g:1～3ml，所述干物質(zhì)與甲醇的質(zhì)量體積比為1g：9～11ml；進一步優(yōu)選的，所述干物質(zhì)與水的質(zhì)量體積比為1g：2ml，所述干物質(zhì)與鹽酸的質(zhì)量體積比為1g：2ml；所述干物質(zhì)與甲醇的質(zhì)量體積比為1g：10ml；所述鹽酸濃度為12mol/L；
優(yōu)選的，步驟(4)中所述水解時間為3～5小時，所述靜置時間為1～3小時；
本發(fā)明還公開了由上述方法提取制備得到的谷氨酸。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明首次公開一種從谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣中提取制備谷氨酸的方法，能夠有效去除菌渣中的雜質(zhì)，得到純化的谷氨酸晶體；提取方法簡單，不需要昂貴復雜設(shè)備，谷氨酸得率為菌渣干重的0.5-0.7％。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
實施例1
1、取取谷氨酸發(fā)酵廢醪菌渣250g(干重為菌渣重量的50％)，每次加95％乙醇600ml，加熱回流2次，每次回流1h后過濾，最后得濾渣。
2、向濾渣加水至1000ml，在20kHz、功率700w、超聲2s間歇2s條件下超0.5h，過濾得濾液400ml。重復以上過程共超聲5次，5次濾液合并共2000ml。
3、將濾液在65℃下真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去水分，得干物質(zhì)16g。
4、向干物質(zhì)中加入32ml水，加入32ml 12mol/L HCL，常溫下水解4h后，加入160ml甲醇，靜置1h，液體出現(xiàn)結(jié)晶，倒出上清，將結(jié)晶干燥后稱重為1.5g。
驗證實驗：取少量結(jié)晶溶解以谷氨酸標準品的溶液做對照，經(jīng)薄層層析后和茚三酮染色，該結(jié)晶物質(zhì)為谷氨酸，取該結(jié)晶和谷氨酸標準品經(jīng)紅外檢測，該結(jié)晶和谷氨酸標準品紅外光譜一致。證明該物質(zhì)為谷氨酸。
實施例2
1、取谷氨酸濕菌渣150g(干重為菌渣重量的50％)，每次加無水乙醇400ml，回流2次，每次加無水乙醇400ml回流1h后過濾，濾渣再重復回流1次，過濾得濾渣。
2、向濾渣加水至600ml，在20kHz、功率600w、超聲2s間歇2s條件下超0.5h，過濾得濾液240ml，濾渣再加水至600ml，用同樣的方法重復超聲共5次，5次濾液合并共1200ml。
3、將濾液在65℃下真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去水分，得干物質(zhì)10g。
4、向干物質(zhì)中加入20ml水，再加入20ml 12mol/L HCL，常溫下水解4h后，加入100ml甲醇，靜置1h，液體出現(xiàn)結(jié)晶，倒出上清，將結(jié)晶干燥后稱重為1g。與谷氨酸標準品薄層層析對照檢測和紅外光譜對照檢測，該結(jié)晶物質(zhì)為谷氨酸。
實施例3
條件同實例一，菌渣回流所用乙醇濃度為90％，超聲所用功率為800w，所制備的干物質(zhì)為17g，向該干物質(zhì)中加入34ml水，再加入34ml 12mol/L HCL，常溫下水解4h后，加入170ml甲醇，靜置1h，液體出現(xiàn)結(jié)晶，倒出上清，將結(jié)晶干燥后稱重為1.65g。與谷氨酸標準品薄層層析對照檢測和紅外光譜對照檢測，該物質(zhì)為谷氨酸。
谷氨酸的薄層層析檢測方法：
取樣品結(jié)晶和谷氨酸對照品，分別加熱制成1ml中含有2.5mg的溶液，吸取上兩種溶液5μL，分別點于同一塊硅膠薄層板上，以正丁醇：乙酸：乙醇：水(4:1:1:2)為展開劑，上行法展開后取出晾干，噴茚三酮溶液(茚三酮20mg，溶于丙酮10ml中，加冰醋酸0.4ml)烘干，樣品和對照品溶液所所顯現(xiàn)出點的顏色和位置相同。證明制備的樣品為谷氨酸。
谷氨酸的紅外光譜檢測方法：
分別取谷氨酸標準品和樣品各1.5毫克，各分別加入300毫克的溴酸鉀，分別先后放在瑪瑙乳缽中混合后研磨約25秒，抽氣后在769YP-15A型粉末壓片機上壓制成片。分別將谷氨酸標準品的壓片和樣品壓片放入機器樣品光路，開啟自動分析系統(tǒng)檢測。所用紅外光譜儀為BRUKER公司產(chǎn)的TENSORII。將谷氨酸標準品和樣品的紅外光譜比較，二者光譜一致，證明制備的結(jié)晶樣品為谷氨酸。
上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍。