L-蛋氨酸的生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及蛋氨酸【技術(shù)領(lǐng)域】，特別公開了一種L-蛋氨酸的生產(chǎn)工藝。本發(fā)明的L-氨基酸是以DL-蛋氨酸為原料，采用生物酶拆分得到。氨基?；傅牧Ⅲw特異性為L(zhǎng)型，可以將化學(xué)合成的N-乙酰DL-氨基酸拆分，本項(xiàng)目利用氨基酰化酶的這一特性，經(jīng)過一系列生化處理制得L-氨基酸。本發(fā)明采用非水溶液現(xiàn)話技術(shù)，提高?；章蔬_(dá)到126-128%，酶法拆分周期縮短至35小時(shí)，熔劑回收利用，減少污水排放，L-蛋氨酸生產(chǎn)總收率達(dá)到82%。
【專利說明】L-蛋氨酸的生產(chǎn)工藝
[0001] (一）【技術(shù)領(lǐng)域】 本發(fā)明涉及蛋氨酸【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種L-蛋氨酸的生產(chǎn)工藝。
[0002] (二）【背景技術(shù)】 IL-蛋氨酸即甲硫氨酸，又稱L-2-氨基-4 (甲硫基）丁酸，為手性醫(yī)藥中間體。其 分子式為C5HnN02S，分子量為149. 21，結(jié)構(gòu)式為CH3SCH2CH2CH (NH2) -C00H，英文名稱為 L-Methionine〇 L-蛋氨酸為白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末；有特臭。在水中溶解，在乙醇中極微溶解，在乙醚 中不溶，在稀鹽酸或氫氧化鈉溶液中易溶。
[0003] L-蛋氨酸是含硫必需氨基酸，和生物體內(nèi)各種含硫化合物代謝有密切關(guān)系。L-蛋 氨酸系體內(nèi)合成的甲基供給者，膽酸、膽堿、肌酸、腎上腺素等物的甲基都是通過L-蛋氨酸 衍生物轉(zhuǎn)化來的，缺乏L-蛋氨酸時(shí)，引起人食欲減退。生長(zhǎng)減緩或不增加體重，腎臟腫大， 肝臟鐵堆積，最后導(dǎo)致肝壞或纖維化。L-蛋氨酸還可利用其所帶的甲基，對(duì)藥物進(jìn)行甲基化 而引起解毒作用。
[0004] L-蛋氨酸是用DL-蛋氨酸為原料，經(jīng)過生物酶法拆分而得到。由DL-蛋氨酸通過 ?；磻?yīng)變成酰化DL-蛋氨酸，一般通用的反應(yīng)方法是把DL-蛋氨酸溶于氫氧化鈉溶液，在 一定穩(wěn)定下滴加醋酐，反應(yīng)一定時(shí)間后，調(diào)整反應(yīng)液PH值，然后通過冷卻、結(jié)晶、分離，得到 ?；疍L-蛋氨酸結(jié)晶。酰化DL-蛋氨酸結(jié)晶加水溶解，調(diào)整PH，添加豬腎作為拆分酶，恒溫 進(jìn)行拆分反應(yīng)。拆分反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)溶液脫色濃縮，濃縮液使用甲醇醇析，得到L-蛋氨酸 粗品和酰化D-蛋氨酸。酰化D-蛋氨酸通過消旋反應(yīng)重新成為?；疍L-蛋氨酸，再進(jìn)入拆 分反應(yīng)，如此循環(huán)進(jìn)行。粗品L-蛋氨酸通過加水溶解、脫色、過濾、冷卻、結(jié)晶、分離、烘干等 一系列工序，得到L-蛋氨酸成品。該方法存生產(chǎn)指標(biāo)低、成本高、豬腎酶活力不穩(wěn)定、環(huán)保 治理難度大等問題，很難與國(guó)際德固賽、ADM等大公司抗衡。
[0005] (三）
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種產(chǎn)品收率高、節(jié)能環(huán)保的L-蛋氨酸的生 產(chǎn)工藝。
[0006] 本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 一種L-蛋氨酸的生產(chǎn)工藝，以DL-蛋氨酸為原料，包括如下步驟： (1) 向反應(yīng)釜中加入醋酸，在攪拌狀態(tài)下依次加入DL-蛋氨酸和催化劑，將蒸汽通入反 應(yīng)釜夾套加熱至100_160°C，以1. 5-4mL/min的速度逐步滴加醋酐l-18mL，之后恒溫10-15 小時(shí)，減壓蒸餾回收醋酸后，往反應(yīng)釜中加回收醋酸1/2體積量的水稀釋，然后加入氫氧化 鈉調(diào)節(jié)溶液pH值為中性； (2) 往反應(yīng)釜中泵入純化水冷卻，啟動(dòng)攪拌，將片堿投入反應(yīng)釜中，同時(shí)往反應(yīng)釜夾套 內(nèi)通冷卻水，溫度降至40 ± 2 °C后，pH調(diào)節(jié)為中性，控制溫度為40 ± 1 °C，將占 DL-蛋氨酸重 量0. 2-0. 5%的氨基?；妇徛尤敕磻?yīng)釜中攪拌均勻，恒溫70小時(shí)以上，得到拆分液； (3) 將拆分液泵入脫色反應(yīng)釜中，升溫至72. 5±2. 5°C，加入活性炭，攪拌30分鐘脫色， 待回流澄清后，經(jīng)過濾得到的D-乙酰蛋氨酸泵入儲(chǔ)料罐中，過濾剩下的濾液泵入濃縮罐 中，將D-乙酰蛋氨酸投入干燥的反應(yīng)釜中，加入冰乙酸和醋酐，啟動(dòng)攪拌器攪拌，升溫反應(yīng) 10-30min后，打開回收裝置回收冰乙酸，回收完畢后加入一定量的水，調(diào)pH值為1. 6-5. 0 后，關(guān)閉鹽酸閥門，升溫后復(fù)測(cè)pH值無變化后，再泵入結(jié)晶釜內(nèi)冷卻結(jié)晶，分離即得粗品 L-蛋氨酸； (4)將純化水或套用母液泵入溶解釜中，啟動(dòng)攪拌器進(jìn)行攪拌，將粗品L-蛋氨酸投入 溶解釜中，同時(shí)打開蒸汽閥門，升溫至90±5°C，待完全溶解后，加活性炭，脫色過濾，回流澄 清，泵入結(jié)晶釜冷卻結(jié)晶，放料分離，母液與產(chǎn)品分離后，用甲醇沖洗產(chǎn)品再分離，然后進(jìn)行 干燥、過篩，最后得到產(chǎn)品。
[0007] 本發(fā)明的L-氨基酸是以DL-蛋氨酸為原料，采用生物酶拆分得到。氨基?；傅?立體特異性為L(zhǎng)型，可以將化學(xué)合成的N-乙酰DL-氨基酸拆分，本項(xiàng)目利用氨基?；傅?這一特性，經(jīng)過一系列生化處理制得L-氨基酸。
[0008] 本發(fā)明的更優(yōu)方案為： 步驟（1)中，將蒸汽通入反應(yīng)釜夾套加熱至120°c，以3mL/min的速度逐步滴加醋酐 12mL〇
[0009] 步驟（2)中，活性炭的添加量為拆分液重量的1%。；所述氨基?；傅膩碓礊槊浊?霉誘變菌株。
[0010] 步驟（3)中，濃縮罐中的濾液在80°C下減壓濃縮，然后放入降溫釜，添加甲醇結(jié) 晶，放料分離即得粗品母液，將粗品母液泵入精餾釜中進(jìn)行精餾，得到套用母液；回收冰乙 酸后，加入一定量水，調(diào)節(jié)pH值為5.0,關(guān)閉鹽酸閥門。
[0011] 步驟（4)中，干燥溫度為85±1°C，恒溫2小時(shí)后卸料，得到產(chǎn)品。
[0012] 酶法拆分蛋氨酸的工藝中，DL-蛋氨酸先經(jīng)過酰化，生成乙酰DL-蛋氨酸，其后用 氨基?；覆鸱?，L-氨基酸通過濃縮結(jié)晶分離出來，剩余的溶液中主要是乙酰D-蛋氨酸， 如果剩余的乙酰D-蛋氨酸全部棄去，則L-蛋氨酸收率最高只有50%。因此，剩余液中的乙 酰D-蛋氨酸進(jìn)行消旋，變成乙酰DL-蛋氨酸，重新拆分，進(jìn)入下一循環(huán)，從而達(dá)到收率最大 化。
[0013] 本發(fā)明的主要工藝技術(shù)指標(biāo)為：
【權(quán)利要求】
1. 一種L-蛋氨酸的生產(chǎn)工藝，以DL-蛋氨酸為原料，其特征為，包括如下步驟：（1)向 反應(yīng)釜中加入醋酸，在攪拌狀態(tài)下依次加入DL-蛋氨酸和催化劑，將蒸汽通入反應(yīng)釜夾套 加熱至100_160°C，以1. 5-4mL/min的速度逐步滴加醋酐l-18mL，之后恒溫10-15小時(shí)，減 壓蒸餾回收醋酸后，往反應(yīng)釜中加回收醋酸1/2體積量的水稀釋，然后加入氫氧化鈉調(diào)節(jié) 溶液pH值為中性；（2)往反應(yīng)釜中泵入純化水冷卻，啟動(dòng)攪拌，將片堿投入反應(yīng)釜中，同時(shí) 往反應(yīng)釜夾套內(nèi)通冷卻水，溫度降至40 ± 2°C后，pH調(diào)節(jié)為中性，控制溫度為40 土 1°C，將 占 DL-蛋氨酸重量0. 2-0. 5%的氨基?；妇徛尤敕磻?yīng)釜中攪拌均勻，恒溫70小時(shí)以上， 得到拆分液；（3)將拆分液泵入脫色反應(yīng)釜中，升溫至72. 5±2. 5°C，加入活性炭，攪拌30 分鐘脫色，待回流澄清后，經(jīng)過濾得到的D-乙酰蛋氨酸泵入儲(chǔ)料罐中，過濾剩下的濾液泵 入濃縮罐中，將D-乙酰蛋氨酸投入干燥的反應(yīng)釜中，加入冰乙酸和醋酐，啟動(dòng)攪拌器攪拌， 升溫反應(yīng)10_30min后，打開回收裝置回收冰乙酸，回收完畢后加入一定量的水，調(diào)pH值為 1. 6-5. 0后，關(guān)閉鹽酸閥門，升溫后復(fù)測(cè)pH值無變化后，再泵入結(jié)晶釜內(nèi)冷卻結(jié)晶，分離即 得粗品L-蛋氨酸；（4)將純化水或套用母液泵入溶解釜中，啟動(dòng)攪拌器進(jìn)行攪拌，將粗品 L-蛋氨酸投入溶解釜中，同時(shí)打開蒸汽閥門，升溫至90±5°C，待完全溶解后，加活性炭，脫 色過濾，回流澄清，泵入結(jié)晶釜冷卻結(jié)晶，放料分離，母液與產(chǎn)品分離后，用甲醇沖洗產(chǎn)品再 分離，然后進(jìn)行干燥、過篩，最后得到產(chǎn)品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的L-蛋氨酸的生產(chǎn)工藝，其特征在于：步驟（1)中，將蒸汽通入 反應(yīng)釜夾套加熱至120°C，以3mL/min的速度逐步滴加醋酐12mL。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的L-蛋氨酸的生產(chǎn)工藝，其特征在于：步驟（2)中，活性炭的添 加量為拆分液重量的1%。。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的L-蛋氨酸的生產(chǎn)工藝，其特征在于：步驟（2)中，所述氨基酰 化酶的來源為米曲霉誘變菌株。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的L-蛋氨酸的生產(chǎn)工藝，其特征在于：步驟（3)中，濃縮罐中的 濾液在80°C下減壓濃縮，然后放入降溫釜，添加甲醇結(jié)晶，放料分離即得粗品母液，將粗品 母液泵入精餾釜中進(jìn)行精餾，得到套用母液。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的L-蛋氨酸的生產(chǎn)工藝，其特征在于：步驟（3)中，回收冰乙酸 后，加入一定量水，調(diào)節(jié)pH值為5. 0，關(guān)閉鹽酸閥門。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的L-蛋氨酸的生產(chǎn)工藝，其特征在于：步驟（4)中，干燥溫度為 85±1°C，恒溫2小時(shí)后卸料，得到產(chǎn)品。
【文檔編號(hào)】C12P41/00GK104152524SQ201410388167
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月8日
【發(fā)明者】王東陽, 徐強(qiáng), 蔡傳康, 閆汝東, 戈連峰 申請(qǐng)人:山東陽成生物科技有限公司