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本文对利用啤酒废酵母合成谷胱甘肽的生产工艺和谷胱甘肽的分离进行了研究。 首先考察了啤酒废酵母合成谷胱甘肽的过程,确定了较合理的发酵截止时间,接着优化了培养条件,包括摇瓶装液量,摇床搅拌速率等。实验结果显示:谷胱甘肽合成过程中是耗氧过程,溶氧对谷胱甘肽的总量和谷胱甘肽胞内含量有很大影响。较优的条件为500ml摇瓶装液量为60ml,摇床转速为160rpm。 在摇瓶水平上,又考察了培养基对啤酒废酵母合成谷胱甘肽的影响,主要包括以下几个方面:碳源和氮源的选择及其浓度的优化,盐离子的影响,磷酸盐的影响,硫酸镁的影响,前体氨基酸的影响等。最终得出的优化培养基组成为:葡萄糖10g/l,硫酸镁5g/l,磷酸二氢钾1g/l,磷酸氢二钾1g/l,不加前体氨基酸,不加有机氮源。 在通气搅拌罐中考察了发酵条件对谷胱甘肽合成的影响,确定了较佳的发酵参数,由于啤酒废酵母的添加量较大,使得溶液中菌体含量较高,发酵过程中需保持较大的通气量和搅拌速率。谷胱甘肽的合成受底物抑制,因此底物葡萄糖的初始浓度不能太高,若要进一步提高谷胱甘肽产量,可采取流加发酵的方法来补充碳源葡萄糖。 对从啤酒废酵母中分离谷胱甘肽作了初步研究,先考察了不同pH时,溶液中还原型的谷胱甘肽的氧化情况,接着选择了吸附性能较好的大孔阳离子交换树脂和阴离子交换树脂,并对其动态吸附性能和静态吸附性能进行了研究。比较了两种从啤酒废酵母中抽提谷胱甘肽的萃取方法,两种方法各有利弊,根据具体的实验情况,确定用那一种萃取方法。 最后考察了离子交换柱对谷胱甘肽的分离情况,在较优的条件下,大孔阳离子交换柱(S-9)对谷胱甘肽的回收率为65%,而大孔阳离子交换柱(A-D3-4)对谷胱甘肽的回收率只有33.7%。换用凝胶型阴离子交换树脂717,装柱分离谷胱甘肽,在未经优化的条件下,717柱对谷胱甘肽的回收率为50%,优化操作条件后,谷胱甘肽的回收率将有所提高。 本文在国内外首先利用啤酒废酵母合成谷胱甘肽,提供了一条初步的工艺路线,为谷胱甘肽的工业化生产和发酵过程的优化控制打下了良好的基础。