專利名稱：發酵法合成谷胱甘肽的方法
技術領域：
本發明涉及一種發酵法合成谷胱甘肽的方法。
技術背景谷胱甘肽(GSH)是一種由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組成的三肽化合 物，其在自然界中主要存在于酵母、動物肝臟、肌肉和血液中， 一些植物 如蔬菜、豆類、谷物、薯類和菇類也含有GSH。作為一種含巰基的多肽物 質，GSH是一種重要的生化藥物，科學家們一直在研究它在各種生物體內 的生理作用，以及在人體各種組織細胞中的含量和各種疾病與組織損傷的 關系。谷胱甘肽作為一種重要的生理活性物質，人們對其在臨床醫學、食品 添加劑和運動營養學上的興趣將日益增長，且需求量不斷增加。臨床上在 抗輻射、腫瘤、癌癥、氧中毒、衰老和協調內分泌的治療中效果明顯且無 副作用。在食品加工業，作為一種抗氧化劑，谷胱甘肽具有增強食品營養 價值和強化食品風味的功能。在體育運動領域，谷胱甘肽能夠提高體內血 紅蛋白的含量，并保護紅細胞免遭氧化性破壞。因此，無論是在運動性貧 血機理的探討，還是訓練過度的預防、運動性疲勞機理的探討，以及運動 營養的補充方面GSH都備受人們關注。目前，谷胱甘肽的合成方法主要有溶劑萃取法、化學合成法、酶轉化 法和發酵法。其中，發酵法生產GSH由于方法簡單、成本低、污染小， 成為最具競爭力的一種方法。日本很早就開始隊發酵法生產GSH進行研 究，其中利用酵母發酵的方法已被日本成功地用于GSH的工業化生產。 自20世紀80年代末以來，國內也有一些單位先后開展了這方面的研究， 如生物加工過程，2004年5月第2巻第2期發表的文章"谷胱甘肽發酵過 程中的乙醇控制"中披露了一種發酵法合成谷胱甘肽的方法，谷胱甘肽的 產量最高能達到1620mg/L。由于國內外市場對于該產品的需求量很大，因此仍然存在進一步開展 發酵法生產谷胱甘肽的研究，以提高谷胱甘肽菌種的發酵水平的需要。發明內容本發明所要解決的技術問題是進一步提高發酵法制備谷胱甘肽的產因此，本發明的目的是提供一種發酵法合成谷胱甘肽的方法，包括將 酵母菌接種于培養基中進行培養的步驟，其特征在于，所述酵母菌的接種量為300到700g/L，優選500g/L。所述的酵母菌為能產生谷胱甘肽的微生物，優選酵母菌 6"acc/ aro邁yces cerepa's!'ae ATCC 7754。所述的培養基通常含有碳源、有機氮源、無機氮源、磷源和微量元素等。所述碳源可包括但不限于葡萄糖、蔗糖及果糖等，優選使用葡萄糖， 該碳源在培養基中的濃度為10 100g/L，優選40g/L。所述有機氮源可包括但不限于酵母粉、大豆蛋白胨及酵母抽提物等， 優選使用大豆蛋白胨，該氮源在培養液中的濃度優選為1到10g/L，濃度 太低或太高，谷胱甘肽的合成水平均會受到影響，最優選其濃度為6g/L。所述無機氮源可包括但不限于蛋白胨、尿素和硫酸銨等，優選使用硫 酸銨，其在反應液中的濃度一般為1 20g/L，優選濃度為12g/L。所述磷源可包括但不限于KH2P04 ， K2HP04 ， (NH4)2HP04 ， (NH4)H2P04，在培養液中濃度為0 10g/L，本發明中優選不使用磷源。所述微量元素可包括但不限于硫酸銅，硫酸亞鐵，硫酸錳，硫酸鋅， 其在反應液中的濃度一般為0.01 0.03 g/L。本發明方法的培養時間為20到30小時，培養溫度為25到35-C。采用本發明方法合成谷胱甘肽，可以將谷胱甘肽的產量提高到最高 3.2g/L。
具體實施方式
實施例1酵母菌體的富集可以自己使用常規的酵母發酵方法產生，也可以委托酵母發酵生產企業生產。取酵母菌Sacc/zwomyces cwevWae ATCC 7754 濕菌體2kg置于7.0L的生物反應器中，再加2L自來水、160g葡萄糖(濃 度4%) 、 24g大豆蛋白胨(濃度0.6%) 、 48g硫酸銨(濃度1.2%)和 0.04g硫酸銅(濃度0.001%)，組成4L發酵液，攪拌速度為300rpm，通 氣量為0.5vvm,溫度控制在3(TC，培養28h，取樣分析，結果得到3.2g/l 的谷胱甘肽。實施例2取酵母菌濕菌體1.2 kg于7L的生物反應器中，再加2.8L自來水，160g 葡萄糖(濃度4%) 、 24kg大豆蛋白胨(濃度0.6%) 、 48g硫酸銨(濃度 1.2%)和0.04g硫酸銅(濃度0.001%)組成4L發酵液，其余同實施例1， 結果得到2.6g/l的谷胱甘肽。實施例3取酵母菌濕菌體2.4 kg于7L的生物反應器中，再加1.6L自來水，160g 葡萄糖(濃度4%) 、 24g大豆蛋白胨(濃度0.6%) 、 48g硫酸鉸(濃度 1.2%)和0.04g硫酸銅(濃度0.001%)組成4L發酵液，其余同實施例1， 結果得到2.6g/l的谷胱甘肽。實施例4培養液中加入濃度為0.3X和0.1X的KH2PO4，余同實施例1，結果得 到2.0g/l和2.2g/l的谷胱甘肽。實施例5 6分別使用蔗糖、果糖作為碳源替換實施例1中的葡萄糖進行試驗，培 養液中加入濃度為0.5%大豆蛋白胨，1.5%的硫酸銨，通氣量為0.4vvm, 溫度控制在3(TC，培養28小時，余同實施例l，取樣分析，結果分別得 到了 2.3g/l和2.5g/l的谷胱甘肽。實施例7 8分別將實施例1中的葡萄糖的濃度改為2%和5%，培養液中加入濃 度為1.0%的氮源硫酸銨，大豆蛋白胨為0.5%，通氣量在0.4vvm，溫度控 制在28'C，反應時間為24小時，余同實施例l，結果得到2.5g/l和2.9g/1 的谷胱甘肽。實施例9將實施例1中的大豆蛋白胨的濃度改為0.3%, 0.8%，培養液中加入 濃度為5%的葡萄糖，濃度為1.0%的硫酸銨，通氣量為0.6vvm，溫度控 制在28'C，培養30h，余同實施例l，取樣分析，結果得到2.6g/l和2.9g/1 的谷胱甘肽。實施例10 11分別用酵母抽提物和酵母粉替換實施例1中的大豆蛋白胨，濃度為0.5 %、硫酸銨濃度為1.6%和硫酸亞鐵濃度為0.001%，攪拌速度為300rpm， 通氣量為0.5vvm,溫度控制在29'C，培養24h,余同實施例1，取樣分析， 結果得到了 3.0g/l和2.7g/l的谷胱甘肽。實施例12將實施例1中的葡萄糖濃度改為1%、培養液中加入濃度為0.1%大豆 蛋白胨、濃度為2%的硫酸銨和濃度為0.001%硫酸銅，攪拌速度為300rpm， 通氣量為0.5vvm，溫度控制在35。C，培養20h，取樣分析，結果得到1.6g/l 的谷胱甘肽。實施例13將實施例1中的葡萄糖濃度改為10%、培養液中加入濃度為1.0%大 豆蛋白胨、濃度為0.1%的硫酸銨和濃度為0.003%硫酸銅，攪拌速度為 300rpm，通氣量為0.5vvm，溫度控制在25'C，培養30h，取樣分析，結果 得到2.1g/l的谷胱甘肽。
權利要求
1. 一種發酵法合成谷胱甘肽的方法，包括將酵母菌接種于培養基中進行培養的步驟，其特征在于，所述酵母菌的接種量為300到700g/L。
2. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述酵母菌的接種量為 500g/L。
3. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述酵母菌為 5"acc力aro,ces cere^z'sv/ae ATCC 7754。
4. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述培養基中的有機氮源 為大豆蛋白胨、酵母粉或酵母抽提物。
5. 如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述的有機氮源為大豆蛋 白胨。
6. 如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述的大豆蛋白胨的含量 為l到10g/L。
7. 如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述的大豆蛋白胨的含量 為6g/L。
8. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述培養基中的碳源為葡 萄糖，該碳源的濃度為10 100g/L。
9. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述培養基中的無機氮 源為硫酸銨，該無機氮源的濃度為1 20g/L。
10. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述培養基中磷源的濃 度為0 10g/L。
11. 如權利要求IO所述的方法，其特征在于，所述磷源的濃度為O。
12. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述培養基中微量元素 的濃度為0.01 0.03 g/L。
13. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，培養時間為20到30小時。
14. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，培養溫度為25到35'C。
全文摘要
本發明公開了一種發酵法合成谷胱甘肽的方法，包括將酵母菌接種于培養基中進行培養的步驟，其特征在于，所述酵母菌的接種量為300到700g/L。采用本發明方法合成谷胱甘肽，可以將谷胱甘肽的產量提高到3.2g/L。
文檔編號C12R1/865GK101235405SQ20071003692
公開日2008年8月6日 申請日期2007年1月29日 優先權日2007年1月29日
發明者軍 馮, 朱裕輝, 綱 林, 田永輝, 程睛華, 薛春佳, 趙文杰, 雪 陳, 魏曉東, 齊艷艷 申請人:上海醫藥工業研究院