專(zhuān)利名稱(chēng)：一種l-色氨酸的提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物化工領(lǐng)域，特別是涉及一種L-色氨酸的提取方法。
背景技術(shù)：
L-色氨酸是人和動(dòng)物的必需氨基酸之一，參與機(jī)體蛋白質(zhì)合成和代謝網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)， 具有調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成、增強(qiáng)免疫及促進(jìn)機(jī)體消化等功能。廣泛運(yùn)用于醫(yī)藥、食品和飼料添加 劑行業(yè)。生產(chǎn)L-色氨酸的方法主要有(1)有機(jī)合成法，該法以吲哚為原料，經(jīng)曼里奇反應(yīng) 進(jìn)行氨烷基化，然后酯化水解得到產(chǎn)物，該方法生產(chǎn)成本較高。(2)天然物質(zhì)提取法，該方法 是對(duì)含有L-色氨酸的物質(zhì)進(jìn)行水解，由于L-色氨酸本身在蛋白質(zhì)及谷類(lèi)植物中含量不高， 無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。(3)酶轉(zhuǎn)化法，利用吲哚為前體的酶法合成L-色氨酸是較有效的工 業(yè)生產(chǎn)方法，但生產(chǎn)成本偏高。(4)發(fā)酵法，利用葡萄糖糖蜜為原料，利用優(yōu)良的L-色氨酸 生產(chǎn)菌來(lái)生產(chǎn)L-色氨酸。從原材料的來(lái)源和成本的因素考慮，發(fā)酵法更具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。天 津科技大學(xué)已報(bào)道從發(fā)酵液中提取L-色氨酸的方法，但其工序復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，收率低， 無(wú)法滿(mǎn)足工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種L-色氨酸的提取方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn) 題。 本發(fā)明提供一種L-色氨酸的提取方法，包括如下步驟
1)將L-色氨酸發(fā)酵液的pH值調(diào)至1. 5-4. 5，然后進(jìn)行膜過(guò)濾；
2)膜濾出液用裝有陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的模擬移動(dòng)床離交系統(tǒng)進(jìn)行分離；
3)洗脫液調(diào)pH值至6-7 ; 4)調(diào)酸后的洗脫液加熱脫色；脫色液經(jīng)后處理即得L-色氨酸。 所述步驟1)中，L-色氨酸發(fā)酵液為利用細(xì)菌發(fā)酵葡萄糖得到的含L-色氨酸的液
體，優(yōu)選地，使用重組大腸桿菌基因工程菌進(jìn)行好氧發(fā)酵；所述發(fā)酵液中L-色氨酸含量為
15-50g/L。 所述步驟1)中，使用鹽酸或硫酸調(diào)節(jié)L-色氨酸發(fā)酵液的pH值至2. 5-4. 0。所述步驟1)中，膜過(guò)濾是采用孔徑為0. 05um-0. 2um的微濾膜進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾溫度
為40-80°C。 步驟2)中，所述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為強(qiáng)酸性或弱酸性的銨型或氫型陽(yáng)離子交換樹(shù) 脂，例如陽(yáng)離子交換樹(shù)脂001X7、001X8或D152等。 步驟2)中，所述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂在模擬移動(dòng)床離交系統(tǒng)中被循環(huán)利用。
所述步驟2)中，使用氨水作為洗脫劑，濃度為2-20g/dl。 所述步驟3)中，使用4-30g/dl鹽酸或4-80g/dl硫酸或4_80g/dl醋酸調(diào)節(jié)pH值。
所述步驟4)中，向調(diào)酸后的洗脫液中添加洗脫液體積0. 3-1. 5%的活性炭于 40-7(TC脫色或用裝有顆?；钚蕴康奶恐M(jìn)行脫色。
所述步驟4)中，后處理包括濃縮、降溫結(jié)晶、離心分離和烘干。 本發(fā)明將L-色氨酸發(fā)酵液用硫酸或鹽酸等無(wú)機(jī)酸將pH值調(diào)至l. 5-4. 5，然后用微
濾膜進(jìn)行過(guò)濾；濾液用裝有陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的模擬移動(dòng)床連續(xù)上柱連續(xù)洗脫，洗脫液用酸
調(diào)pH值至6-7后用活性炭或顆粒炭脫色，脫色液經(jīng)濃縮、結(jié)晶得到L-色氨酸晶體。 本發(fā)明的模擬移動(dòng)床離交系統(tǒng)采用陽(yáng)離子樹(shù)脂作為交換劑，用氨水作為洗脫劑，
用水作淋洗，樹(shù)脂在進(jìn)入吸附區(qū)之前，用稀酸進(jìn)行酸化。吸附、洗脫溫度為20-75t:。本發(fā)明
的模擬移動(dòng)床連續(xù)離交系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)料，連續(xù)出料。通過(guò)模擬移動(dòng)床分離后，可以得
到廢水相和產(chǎn)品相。 本發(fā)明的模擬移動(dòng)床離交系統(tǒng)由5根或5根以上的離子交換拄串聯(lián)而成，每根柱 上有進(jìn)料口、進(jìn)水口、進(jìn)氨水口、進(jìn)稀酸口、出廢水口、出產(chǎn)品口、出稀酸口。本發(fā)明的連續(xù)離 子交換是通過(guò)自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)的。 本發(fā)明L-色氨酸的提取方法具有以下有益效果 采用本發(fā)明方法提取的L-色氨酸，產(chǎn)品質(zhì)量好，收率提高，廢水量減少，能耗降 低，綜合生產(chǎn)成本低，操作簡(jiǎn)單。


圖1為本發(fā)明提取方法的的工藝流程簡(jiǎn)圖； 圖2為本發(fā)明的模擬移動(dòng)床離交系統(tǒng)連續(xù)分離L-色氨酸溶液的流程簡(jiǎn)圖，其中1 為稀酸，2為純水，3為氨水，4為純水，5為色氨酸原液，6為廢酸液，7為洗脫液，8為廢水液。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。 下述實(shí)施例中，L-色氨酸發(fā)酵液為利用大腸桿菌基因工程菌發(fā)酵葡萄糖得到的含 L-色氨酸的液體，其中L-色氨酸的濃度為15-50g/L。 裝有陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的模擬移動(dòng)床離交系統(tǒng)，由5根或5根以上的離子交換拄串 聯(lián)而成，每根柱上有進(jìn)料口、進(jìn)水口、進(jìn)氨水口、進(jìn)稀酸口、出廢水口、出產(chǎn)品口、出稀酸口 (參見(jiàn)圖2)。其采用自控閥門(mén)實(shí)現(xiàn)進(jìn)出料口的交替切換。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的型號(hào)為001 X 7、 001X8或D152等。
實(shí)施例1 將350L濃度為24. 5g/L的L-色氨酸發(fā)酵液用50g/dl硫酸調(diào)pH值至3.0，用0. lum 的微濾膜于6(TC過(guò)濾除菌，除菌液以4L/h的速度進(jìn)入裝有陽(yáng)離子交換樹(shù)脂001X7的模擬 移動(dòng)床離交系統(tǒng)，淋洗水(無(wú)離子水)流速為1. 5L/h。氨水濃度為20g/dl，流速為0. 2L/ h，再生洗水流速為3. 5L/h，稀硫酸濃度為1. 5g/dl，流速為3L/h。通過(guò)連續(xù)離子交換后，得 到的解析液L-色氨酸濃度為31. 3g/L。將L-色氨酸解析液用濃度為30g/dl硫酸調(diào)pH至 6. 5后加解析液體積1%的粉炭于55t:脫色半小時(shí)，經(jīng)過(guò)濾除炭，得到的脫色液濃縮、結(jié)晶 得到含量為99. 5%的L-色氨酸，收率為85. 6% 。
實(shí)施例2 將300L濃度為23. 7g/L的L-色氨酸發(fā)酵液用85g/dl硫酸調(diào)pH值至1. 5，用 0. 05um的微濾膜于6(TC過(guò)濾除菌，除菌液以4L/h的速度進(jìn)入裝有陽(yáng)離子交換樹(shù)脂001 X8的模擬移動(dòng)床離交系統(tǒng)，淋洗水(無(wú)離子水)流速為1. 5L/h。氨水濃度為20g/dl，流速為 0. 2L/h，再生洗水流速為3. 5L/h，稀硫酸濃度為1. Og/dl，流速為3L/h。通過(guò)連續(xù)離子交換 后，得到的解析液L-色氨酸濃度為29. 8g/L。將L-色氨酸解析液用80g/dl醋酸調(diào)pH至 6. 7后加解析液體積0. 5%的粉炭于55t:脫色半小時(shí)，經(jīng)過(guò)濾除炭，得到的脫色液濃縮、結(jié) 晶得到含量為99. 3%的L-色氨酸，收率為83. 6% 。
實(shí)施例3 將310L濃度為45. lg/L的L-色氨酸發(fā)酵液用95g/dl硫酸調(diào)pH值至4. 5，用 0. 05um的微濾膜于6(TC過(guò)濾除菌，除菌液以4L/h的速度進(jìn)入裝有陽(yáng)離子交換樹(shù)脂D152 的模擬移動(dòng)床離交系統(tǒng)，淋洗水(無(wú)離子水)流速為2. 5L/h。氨水濃度為20g/dl，流速為 0. 2L/h，再生洗水流速為3. 5L/h，稀硫酸濃度為1. Og/dl，流速為3L/h。通過(guò)連續(xù)離子交換 后，得到的解析液L-色氨酸濃度為48. 6g/L。將L-色氨酸解析液用85g/dl醋酸調(diào)pH至 6. 9后加解析液體積0. 8%的粉炭于55t:脫色半小時(shí)，經(jīng)過(guò)濾除炭，得到的脫色液濃縮、結(jié) 晶得到含量為99. 6%的L-色氨酸，收率為86. 2% 。 雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明及具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在 本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因 此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
一種L-色氨酸的提取方法，其特征在于，包括如下步驟1)將L-色氨酸發(fā)酵液的pH值調(diào)至1.5-4.5，然后進(jìn)行膜過(guò)濾；2)膜濾出液用裝有陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的模擬移動(dòng)床離交系統(tǒng)進(jìn)行分離；3)洗脫液調(diào)pH值至6-7；4)調(diào)酸后的洗脫液加熱脫色；脫色液經(jīng)后處理即得L-色氨酸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的L-色氨酸的提取方法，其特征在于，所述步驟1)中，L-色氨 酸發(fā)酵液為利用大腸桿菌基因工程菌發(fā)酵葡萄糖得到的含L-色氨酸的液體，所述發(fā)酵液 中L-色氨酸含量為15-50g/L。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的L-色氨酸的提取方法，其特征在于，所述步驟1)中，使用鹽 酸或硫酸調(diào)節(jié)L-色氨酸發(fā)酵液的pH值至2. 5-4. 0。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的L-色氨酸的提取方法，其特征在于，所述步驟1)中，膜過(guò)濾 是采用孔徑為0. 05um-0. 2um的微濾膜進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾溫度為40-80°C 。
5 根據(jù)權(quán)利要求l所述的L-色氨酸的提取方法，其特征在于，步驟2)中，所述陽(yáng)離子 交換樹(shù)脂為強(qiáng)酸性或弱酸性的銨型或氫型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l或5所述的L-色氨酸的提取方法，其特征在于，步驟2)中，所述陽(yáng) 離子交換樹(shù)脂在模擬移動(dòng)床離交系統(tǒng)中被循環(huán)利用。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的L-色氨酸的提取方法，其特征在于，所述步驟2)中，使用氨 水作為洗脫劑，濃度為2-20g/dl。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的L-色氨酸的提取方法，其特征在于，所述步驟4)中，向調(diào)酸 后的洗脫液中添加洗脫液體積0. 3-1. 5%的活性炭于40-7(TC脫色或用裝有顆?；钚蕴康?炭柱進(jìn)行脫色。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的L-色氨酸的提取方法，其特征在于，所述步驟4)中，后處理 包括濃縮、降溫結(jié)晶、離心分離和烘干。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種L-色氨酸的提取方法，包括如下步驟1)將L-色氨酸發(fā)酵液的pH值調(diào)至1.5-4.5，然后進(jìn)行膜過(guò)濾；2)膜濾出液用裝有陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的模擬移動(dòng)床離交系統(tǒng)進(jìn)行分離；3)洗脫液調(diào)pH值至6-7；4)調(diào)酸后的洗脫液加熱脫色；脫色液經(jīng)后處理即得L-色氨酸。本發(fā)明的提取方法可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，產(chǎn)品收率高、純度高、質(zhì)量穩(wěn)定。
文檔編號(hào)C07D209/20GK101709048SQ20091021106
公開(kāi)日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者尚海濤, 李榮杰, 段中岳, 潘聲龍 申請(qǐng)人:安徽豐原發(fā)酵技術(shù)工程研究有限公司