本發(fā)明涉及l(fā)-色氨酸生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其是一種從發(fā)酵液中提取l-色氨酸的結(jié)晶工藝。
背景技術(shù)：
色氨酸是人體和動物生命活動中八種必需的氨基酸之一,其英文名tryptophan,學(xué)名β-吲哚基丙氨酸，其基本性狀為白色至黃白色微粒晶體或結(jié)晶性粉末。嗅感無臭或微臭，味感微甜。常溫下微溶于水，但隨著溫度的升高其在水中的溶解度會相對升高；幾乎不溶于乙醇；可溶于含堿的溶液中。而其一種異構(gòu)體l-色氨酸，由于其對人和動物的生長發(fā)育、新陳代謝起著重要的作用，被稱為第二必需氨基酸，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和飼料等方面。
近年來，l-色氨酸的生產(chǎn)多采用微生物發(fā)酵后提取發(fā)酵液中的色氨酸。但傳統(tǒng)的色氨酸需要經(jīng)過多次結(jié)晶，且結(jié)晶時間較長，晶體較大，結(jié)晶量不理想。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種從發(fā)酵液中提取l-色氨酸的結(jié)晶工藝，可有效提高結(jié)晶速率、縮短結(jié)晶周期。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種從發(fā)酵液中提取l-色氨酸的結(jié)晶工藝，將經(jīng)過加熱滅活、微濾、超濾、旋蒸后的濃縮發(fā)酵液在4℃恒溫條件下連續(xù)施加50w超聲強度進(jìn)行結(jié)晶，超聲作用時間為15-20min，使得色氨酸濃縮液在超聲空化作用下由最初大小不一的晶核快速發(fā)展成大小均一的微小晶粒，之后在4℃條件下恒溫靜置1h，再將得到的懸濁液抽濾，干燥，即得成品。
優(yōu)選的，上述從發(fā)酵液中提取l-色氨酸的結(jié)晶工藝，具體步驟如下：
(1)將l-色氨酸發(fā)酵液在常溫下進(jìn)行初步離心處理，離心條件為6500r/min，8min，使其固液分離，留下上清液；將上清液在0.1mpa左右的壓力推動下經(jīng)過微濾膜過濾；得到的濾液進(jìn)行脫色處理，其方法是采用活性炭脫色。
(2)將步驟(1)獲得的l-色氨酸濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行減壓濃縮，濃縮得到濃度為65-75g/l的濃縮發(fā)酵液，此時會有部分l-色氨酸晶體析出，形成l-色氨酸懸濁液；得到的懸濁液中加入乙酸使其ph值達(dá)到5.8-5.9，再加入懸浮液體積5％的無水乙醇，置于4℃溫度下；
(3)所得液體在50w強度超聲波場下4℃恒溫條件下靜止放置進(jìn)行低溫冰點結(jié)晶，20min后結(jié)束結(jié)晶，之后在4℃條件下恒溫靜置1h，再將得到的懸濁液抽濾，干燥，即得成品。
優(yōu)選的，上述從發(fā)酵液中提取l-色氨酸的結(jié)晶工藝，所述濃縮發(fā)酵液的濃度為70g/l。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)有如下有益效果：
上述從發(fā)酵液中提取l-色氨酸的結(jié)晶工藝，在結(jié)晶過程中附加超聲波場，并在特定低溫條件下進(jìn)行結(jié)晶，有效提高了產(chǎn)品的結(jié)晶速率和收率，對晶體的大小也有積極影響，同時減低了工藝耗時；聲波低溫結(jié)晶后所獲得的l-色氨酸晶體收率達(dá)到81.7％，純度達(dá)到99.3％以上，所獲得的晶體微小且大小均勻。
具體實施方式
下面通過具體實施實例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：
實施例1
取經(jīng)過改造的大腸桿菌工程菌發(fā)酵完成的l-色氨酸發(fā)酵液2l,測得其中l(wèi)-色氨酸的含量為26.69g/l。
將所得l-色氨酸進(jìn)行結(jié)晶處理，具體步驟如下：
(1)將l-色氨酸發(fā)酵液在常溫下進(jìn)行初步離心處理，離心條件為6500r/min，8min，使其固液分離，留下上清液；將上清液在0.1mpa左右的壓力推動下經(jīng)過微濾膜過濾；得到的濾液進(jìn)行脫色處理，其方法是采用活性炭脫色。
(2)將步驟(1)獲得的l-色氨酸濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行減壓濃縮，濃縮至濃度為70g/l，此時會有部分l-色氨酸晶體析出，形成l-色氨酸懸濁液；得到的懸濁液中加入乙酸使其ph值達(dá)到5.8-5.9，再加入懸浮液體積5％的無水乙醇，置于4℃溫度下；
(3)進(jìn)行對比：將步驟(3)中所得溶液一分為二均勻分裝，一批液體在4℃下靜止放置進(jìn)行低溫冰點結(jié)晶；同時，另一批液體在50w強度超聲波場下4℃恒溫條件下靜止放置進(jìn)行低溫冰點結(jié)晶，20min后結(jié)束結(jié)晶。之后在4℃條件下恒溫靜置1h，再將得到的懸濁液抽濾，留得濾餅自然風(fēng)干，即得成品。并實時檢測兩組溶液在結(jié)晶時的電導(dǎo)率，對比結(jié)晶速率以及產(chǎn)品收率、質(zhì)量、純度等參數(shù)。
整個操作流程完成后測得低溫靜止結(jié)晶l-色氨酸干重為52.32g,計算得總收率為74.7％,純度為99.2％。平均結(jié)晶速率為1.29ms/cm·min。色氨酸430nm波長檢測透光為96.4％。超聲條件下結(jié)晶l-色氨酸干重為57.19g,計算可得總收率為81.7％,純度為99.3％；平均結(jié)晶速率為2.03ms/cm·min。色氨酸430nm波長檢測透光為99.3％?？梢?，本發(fā)明所述方法結(jié)晶速率升高，收率提高了9.3％；同時透光率也明顯提高。
實施例2
取經(jīng)過改造的大腸桿菌工程菌發(fā)酵完成的l-色氨酸發(fā)酵液10l,測得其中l(wèi)-色氨酸的含量為40.27g/l。經(jīng)實施例1所述實驗步驟，獲得的兩批l-色氨酸晶體對比結(jié)果如下：
整個操作流程完成后測得非超聲條件下結(jié)晶l-色氨酸干重為153.43g,計算可得總收率為76.2％,純度為99.5％，平均結(jié)晶速率為1.32ms/cm·min。色氨酸430nm波長檢測透光為96.7％。超聲條件下結(jié)晶l-色氨酸干重為165.71g,計算可得總收率為82.3％,純度為99.5％；平均結(jié)晶速率為2.05ms/cm·min。色氨酸430nm波長檢測透光為99.6％。可見，本發(fā)明所述方法結(jié)晶速率升高，收率提高了8.0％；同時透光率也明顯提高。
色氨酸發(fā)酵液中存在的可溶性小分子蛋白，通過膜過濾等方法很難去除干凈，雖然含量很低，但是在色氨酸結(jié)晶時，會出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象，晶型差，沉降速率慢，過濾效果差，通過超聲結(jié)晶，可降低晶體對蛋白的吸附作用，結(jié)晶過濾效果好。
同時，通過超聲結(jié)晶提高了結(jié)晶產(chǎn)物的透光率，結(jié)晶產(chǎn)物中色素較少。色氨酸發(fā)酵液中存在大量色素，采用超濾和活性炭很難完全脫色，結(jié)晶過程色素粘附在結(jié)晶上，造成產(chǎn)品顏色較深。采用超聲結(jié)晶色氨酸產(chǎn)品430nm波長檢測透光率明顯優(yōu)于未采用超聲結(jié)晶色氨酸的透光率，證明產(chǎn)品色素得到有效去除，保證了產(chǎn)品的品質(zhì)。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。