阅读说明：本技术 一种生物工程法生产谷胱甘肽的方法 (Method for producing glutathione by bioengineering method ) 是由 许对兴 于 2019-11-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种生物工程法生产谷胱甘肽的方法,该生物工程法生产谷胱甘肽的方法如下：将GshI酶和GshII酶加入培养皿中进行产酶发酵的培养,将获得的突变酶株进行培养和发酵,将得到的酶菌作为反应的酶源,将酶源加入反应罐中,并加入L-谷氨酸、L-半肤氨酸及甘氨酸作为底物,进行酶促反应,反应得到谷胱甘肽的含有体,进行树脂吸附的工作,然后进行水洗,再进行酸解反应,将得到的谷胱甘肽通过干燥处理制备出成品的谷胱甘肽。通过对材料的质量以严格的比例进行,对ph值、温度也加以控制,使得得到的谷胱甘肽纯度可以达到96%以上,通过结晶干燥机进行快速的脱水干燥,得到高纯度的成品谷胱甘肽,提高了谷胱甘肽的产量以及缩短了周期时间。(The invention discloses a method for producing glutathione by a bioengineering method, which comprises the following steps: adding GshI enzyme and GshII enzyme into a culture dish for culture of enzyme production fermentation, culturing and fermenting the obtained mutant enzyme strain, taking the obtained enzyme strain as an enzyme source for reaction, adding the enzyme source into a reaction tank, adding L-glutamic acid, L-cysteine and glycine as substrates, carrying out enzymatic reaction to obtain a glutathione-containing body, carrying out resin adsorption, then washing with water, carrying out acidolysis reaction, and drying the obtained glutathione to prepare the finished product of glutathione. The quality of the material is strictly proportioned, the ph value and the temperature are also controlled, so that the purity of the obtained glutathione can reach over 96 percent, and the high-purity finished product glutathione is obtained by performing rapid dehydration and drying through a crystallization dryer, thereby improving the yield of the glutathione and shortening the cycle time.)

一种生物工程法生产谷胱甘肽的方法

技术领域

本发明涉及制备谷胱甘肽的技术领域，尤其涉及一种生物工程法生产谷胱甘肽的方法。

背景技术

谷胱甘肽(γ-L-glutamyl-cysteinyl-glycine，GSH)是细胞内的一类非蛋白类巯基化合物，由L-谷氨酸、L-半胱氨酸和甘氨酸三种氨基酸缩合而成的具有生物活性的三肽，谷胱甘肽具有游离的巯基和氧化还原能力，其是胞内最丰富的抗氧化剂，能够保护DNA、蛋白质免受ROS的伤害，此外谷胱甘肽还参与细胞信号的转导，是维持细胞正常生理活动必不可少的物质；同时，谷胱甘肽还能增强机体免疫力，发挥抗病毒作用。在食品行业，含有或添加谷胱甘肽的奶制品、肉类能够提高奶制品和肉类的保鲜能力，防止褐变，保持色泽和营养。谷胱甘肽还被用于化妆品行业，其能够改善皮肤光泽、缓解皮肤皱纹增多现象，因此国内外医药市场、食品，化妆品领域对于谷胱甘肽的需求正在稳步提升。

在现有的生产过程中，目前谷胱甘肽的主要制备方法有：溶剂萃取法、化学合成法、生物发酵法和酶法。从谷物胚芽中提取谷胱甘肽，由于谷胱甘肽得率低、成本高、有机溶剂污染严重、纯度不高，而且消耗大量粮食，化学合成法合成谷胱甘肽，由于活性产物不易分离，需要化学拆分，产品纯度不高，难以推广，谷胱甘肽生产基本采用发酵法，原理是将编码谷胱甘肽合成酶系的基因克隆到大肠杆菌或酵母中，使用微生物发酵生产谷胱甘肽。酵母发酵法，工艺较成熟，但生产周期长，产量偏低，且过多的副产物使下游工艺处理复杂。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种生物工程法生产谷胱甘肽的方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种生物工程法生产谷胱甘肽的方法，该生物工程法生产谷胱甘肽的方法如下：

第一步、将GshI酶和GshII酶加入培养皿中调节ph值和温度，并进行产酶发酵的培养，获得一种突变酶株；

第二步、将获得的突变酶株进行培养和发酵，得到一种霉菌，将此酶菌作为反应的酶源；

第三步、将培养获得的酶源加入反应罐中，并加入L-谷氨酸、L-半肤氨酸及甘氨酸作为底物，并在底物中加入葡萄糖和硫酸镁，在反应罐中进行酶促反应，反应得到谷胱甘肽的含有体；

第四步、将得到的谷胱甘肽的含有体进行树脂吸附的工作，并将吸附出的谷胱甘肽的含有体进行水洗；

第五步、将水洗后的谷胱甘肽的含有体加入酸解设备中进行酸解反应，得到谷胱甘肽；

第六步、将得到的谷胱甘肽通过结晶干燥机进行干燥处理制备出成品的谷胱甘肽。

优选地，所述的培养皿含有葡萄糖0.5%-8%，蛋白胨0.3%-6%，生物素0.02%-0.06%，玉米浆0.3%-6%，牛肉膏0.3%-6%，调节ph值为6-10左右，温度需要控制在25℃-45℃，培养时间为1-3天，即可获得一种突变酶株。

优选地，所述突变酶株的培养和发酵分为两个步骤，对突变酶株的培养为配制含有葡萄糖1%-10%，牛肉膏0.3%-0.6%，蛋白胨0.3%-6%，琼脂1.6%-2.2%，调节ph值为6-10左右，培养基中各种成分的含量均为重量体积百分比，即g/100ml，然后对其进行灭菌操作，在105℃-115℃的环境下灭菌30min-60min，灭菌后再对其进行冷却，并制成斜面,在无菌环境下进行接种，25℃-40℃培养2-5天。

然后再进行产酶的培养，需配制含有葡萄糖2%-8%，蛋白胨0.3%-6%，牛肉膏0.3%-0.6%，生物素0.02%-0.06%，玉米浆0.3%-0.6%，调节ph值为6-10左右，并在105℃-115℃的环境下灭菌30min-60min，灭菌后再对其进行冷却，在无菌环境下进行接种，25℃-40℃培养2天。

优选地，所述反应罐为化学反应的容器，有加热迅速、耐高温、耐腐蚀、卫生、无环境污染，可以自动加热并控制温度。

优选地，所述反应罐中底物的各含量浓度为0.3-1mol/L，葡萄糖约含5%-15%，硫酸镁0.03%-0.09%，加入的酶源为8%-22%，并使用反应罐控制温度为25℃-45℃，此反应的时间大约为5-18小时。得到了谷胱甘肽的含有体。

优选地，所述谷胱甘肽含有体的吸附工作，使用吸附树脂进行吸附，吸附树脂指的是一类高分子聚合物，可用于除去废水中的有机物，糖液脱色，天然产物和生物化学制品的分离与精制等。

优选地，所述酸解设备为空气鼓泡槽式反应器，使用硝酸作为溶剂，对谷胱甘肽的含有体进行酸解工作，使反应生成物之一为酸性气体，另一为谷胱甘肽固相结晶。

优选地，所述结晶干燥机干燥过程为干燥的物料与夹套加热的容器内壁接触传热升温，达到气化点后在真空下水份气化外排，使物料快速脱水干燥。

本发明提供的一种生物工程法生产谷胱甘肽的方法，通过GshI酶和GshII酶的培养和发酵得到突变酶株，在对酶株的发酵培养得到霉菌，再经由一系列的反应培养过程，过程中所用材料的质量以严格的比例进行，对ph值、温度也加以控制，使得得到的谷胱甘肽纯度可以达到96%以上，在经过结晶干燥机进行快速的脱水干燥，得到高纯度的成品谷胱甘肽，提高了谷胱甘肽的产量以及缩短了周期时间。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：一种生物工程法生产谷胱甘肽的方法，该生物工程法生产谷胱甘肽的方法如下：

第一步、将GshI酶和GshII酶加入培养皿中调节ph值和温度，并进行产酶发酵的培养，获得一种突变酶株；

第二步、将获得的突变酶株进行培养和发酵，得到一种霉菌，将此酶菌作为反应的酶源；

第三步、将培养获得的酶源加入反应罐中，并加入L-谷氨酸、L-半肤氨酸及甘氨酸作为底物，并在底物中加入葡萄糖和硫酸镁，在反应罐中进行酶促反应，反应得到谷胱甘肽的含有体；

第四步、将得到的谷胱甘肽的含有体进行树脂吸附的工作，并将吸附出的谷胱甘肽的含有体进行水洗；

第五步、将水洗后的谷胱甘肽的含有体加入酸解设备中进行酸解反应，得到谷胱甘肽；

第六步、将得到的谷胱甘肽通过结晶干燥机进行干燥处理制备出成品的谷胱甘肽。

培养皿含有葡萄糖0.5%-8%，蛋白胨0.3%-6%，生物素0.02%-0.06%，玉米浆0.3%-6%，牛肉膏0.3%-6%，调节ph值为6-10左右，温度需要控制在25℃-45℃，培养时间为1-3天，即可获得一种突变酶株。

突变酶株的培养和发酵分为两个步骤，对突变酶株的培养为配制含有葡萄糖1%-10%，牛肉膏0.3%-0.6%，蛋白胨0.3%-6%，琼脂1.6%-2.2%，调节ph值为6-10左右，培养基中各种成分的含量均为重量体积百分比，即g/100ml，然后对其进行灭菌操作，在105℃-115℃的环境下灭菌30min-60min，灭菌后再对其进行冷却，并制成斜面,在无菌环境下进行接种，25℃-40℃培养2-5天。

然后再进行产酶的培养，需配制含有葡萄糖2%-8%，蛋白胨0.3%-6%，牛肉膏0.3%-0.6%，生物素0.02%-0.06%，玉米浆0.3%-0.6%，调节ph值为6-10左右，并在105℃-115℃的环境下灭菌30min-60min，灭菌后再对其进行冷却，在无菌环境下进行接种，25℃-40℃培养2天。

反应罐为化学反应的容器，有加热迅速、耐高温、耐腐蚀、卫生、无环境污染，可以自动加热并控制温度。

反应罐中底物的各含量浓度为0.3-1mol/L，葡萄糖约含5%-15%，硫酸镁0.03%-0.09%，加入的酶源为8%-22%，并使用反应罐控制温度为25℃-45℃，此反应的时间大约为5-18小时。得到了谷胱甘肽的含有体。

谷胱甘肽含有体的吸附工作，使用吸附树脂进行吸附，吸附树脂指的是一类高分子聚合物，可用于除去废水中的有机物，糖液脱色，天然产物和生物化学制品的分离与精制等。

酸解设备为空气鼓泡槽式反应器，使用硝酸作为溶剂，对谷胱甘肽的含有体进行酸解工作，使反应生成物之一为酸性气体，另一为谷胱甘肽固相结晶。

结晶干燥机干燥过程为干燥的物料与夹套加热的容器内壁接触传热升温，达到气化点后在真空下水份气化外排，使物料快速脱水干燥。

实施例2：一种生物工程法生产谷胱甘肽的方法，该生物工程法生产谷胱甘肽的方法如下：

第一步、将GshI酶和GshII酶加入培养皿中调节ph值和温度，并进行产酶发酵的培养，获得一种突变酶株；

第二步、将获得的突变酶株进行培养和发酵，得到一种霉菌，将此酶菌作为反应的酶源；

第三步、将培养获得的酶源加入反应罐中，并加入L-谷氨酸、L-半肤氨酸及甘氨酸作为底物，并在底物中加入葡萄糖和硫酸镁，在反应罐中进行酶促反应，反应得到谷胱甘肽的含有体；

第四步、将得到的谷胱甘肽的含有体进行树脂吸附的工作，并将吸附出的谷胱甘肽的含有体进行水洗；

第五步、将水洗后的谷胱甘肽的含有体加入酸解设备中进行酸解反应，得到谷胱甘肽；

第六步、将得到的谷胱甘肽通过结晶干燥机进行干燥处理制备出成品的谷胱甘肽。

培养皿含有葡萄糖0.5%-8%，蛋白胨0.3%-6%，生物素0.02%-0.06%，玉米浆0.3%-6%，牛肉膏0.3%-6%，调节ph值为6-10左右，温度需要控制在25℃-45℃，培养时间为1-3天，即可获得一种突变酶株。

突变酶株的培养和发酵分为两个步骤，对突变酶株的培养为配制含有葡萄糖1%-10%，牛肉膏0.3%-0.6%，蛋白胨0.3%-6%，琼脂1.6%-2.2%，调节ph值为6-10左右，培养基中各种成分的含量均为重量体积百分比，即g/100ml，然后对其进行灭菌操作，在105℃-115℃的环境下灭菌30min-60min，灭菌后再对其进行冷却，并制成斜面,在无菌环境下进行接种，25℃-40℃培养2-5天。

然后再进行产酶的培养，需配制含有葡萄糖2%-8%，蛋白胨0.3%-6%，牛肉膏0.3%-0.6%，生物素0.02%-0.06%，玉米浆0.3%-0.6%，调节ph值为6-10左右，并在105℃-115℃的环境下灭菌30min-60min，灭菌后再对其进行冷却，在无菌环境下进行接种，25℃-40℃培养2天。

反应罐为化学反应的容器，有加热迅速、耐高温、耐腐蚀、卫生、无环境污染，可以自动加热并控制温度。

反应罐中底物的各含量浓度为0.5-1mol/L，葡萄糖约含5%-15%，硫酸镁0.03%-0.09%，加入的酶源为8%-22%，并使用反应罐控制温度为25℃-45℃，此反应的时间大约为5-18小时。得到了谷胱甘肽的含有体。

谷胱甘肽含有体的吸附工作，使用吸附树脂进行吸附，吸附树脂指的是一类高分子聚合物，可用于除去废水中的有机物，糖液脱色，天然产物和生物化学制品的分离与精制等。

酸解设备为空气鼓泡槽式反应器，使用硝酸作为溶剂，对谷胱甘肽的含有体进行酸解工作，使反应生成物之一为酸性气体，另一为谷胱甘肽固相结晶。

结晶干燥机干燥过程为干燥的物料与夹套加热的容器内壁接触传热升温，达到气化点后在真空下水份气化外排，使物料快速脱水干燥。

实施例3：一种生物工程法生产谷胱甘肽的方法，该生物工程法生产谷胱甘肽的方法如下：

第一步、将GshI酶和GshII酶加入培养皿中调节ph值和温度，并进行产酶发酵的培养，获得一种突变酶株；

第二步、将获得的突变酶株进行培养和发酵，得到一种霉菌，将此酶菌作为反应的酶源；

第三步、将培养获得的酶源加入反应罐中，并加入L-谷氨酸、L-半肤氨酸及甘氨酸作为底物，并在底物中加入葡萄糖和硫酸镁，在反应罐中进行酶促反应，反应得到谷胱甘肽的含有体；

第四步、将得到的谷胱甘肽的含有体进行树脂吸附的工作，并将吸附出的谷胱甘肽的含有体进行水洗；

第五步、将水洗后的谷胱甘肽的含有体加入酸解设备中进行酸解反应，得到谷胱甘肽；

第六步、将得到的谷胱甘肽通过结晶干燥机进行干燥处理制备出成品的谷胱甘肽。

培养皿含有葡萄糖0.5%-8%，蛋白胨0.3%-6%，生物素0.02%-0.06%，玉米浆0.3%-6%，牛肉膏0.3%-6%，调节ph值为6-10左右，温度需要控制在25℃-45℃，培养时间为1-3天，即可获得一种突变酶株。

突变酶株的培养和发酵分为两个步骤，对突变酶株的培养为配制含有葡萄糖1%-10%，牛肉膏0.3%-0.6%，蛋白胨0.3%-6%，琼脂1.6%-2.2%，调节ph值为6-10左右，培养基中各种成分的含量均为重量体积百分比，即g/100ml，然后对其进行灭菌操作，在105℃-115℃的环境下灭菌30min-60min，灭菌后再对其进行冷却，并制成斜面,在无菌环境下进行接种，25℃-40℃培养2-5天。

然后再进行产酶的培养，需配制含有葡萄糖2%-8%，蛋白胨0.3%-6%，牛肉膏0.3%-0.6%，生物素0.02%-0.06%，玉米浆0.3%-0.6%，调节ph值为6-10左右，并在105℃-115℃的环境下灭菌30min-60min，灭菌后再对其进行冷却，在无菌环境下进行接种，25℃-40℃培养2天。

反应罐为化学反应的容器，有加热迅速、耐高温、耐腐蚀、卫生、无环境污染，可以自动加热并控制温度。

反应罐中底物的各含量浓度为0.7-1mol/L，葡萄糖约含5%-15%，硫酸镁0.03%-0.09%，加入的酶源为8%-22%，并使用反应罐控制温度为25℃-45℃，此反应的时间大约为5-18小时。得到了谷胱甘肽的含有体。

谷胱甘肽含有体的吸附工作，使用吸附树脂进行吸附，吸附树脂指的是一类高分子聚合物，可用于除去废水中的有机物，糖液脱色，天然产物和生物化学制品的分离与精制等。

酸解设备为空气鼓泡槽式反应器，使用硝酸作为溶剂，对谷胱甘肽的含有体进行酸解工作，使反应生成物之一为酸性气体，另一为谷胱甘肽固相结晶。

结晶干燥机干燥过程为干燥的物料与夹套加热的容器内壁接触传热升温，达到气化点后在真空下水份气化外排，使物料快速脱水干燥。