一种制备支链氨基酸的工艺及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种制备支链氨基酸的工艺及其应用，所述工艺包括如下步骤：步骤一、原料预处理；步骤二、支链氨基酸粗品制备；步骤三、复合无机膜提纯；步骤四、低温浓缩结晶；步骤五、低温真空微波干燥；步骤六、冷却粉碎；步骤七、红外‑微波干燥；步骤八、包装。

Process for preparing branched chain amino acid and application thereof

The invention discloses a process for the preparation and application of branched chain amino acids, the process comprises the following steps: step one, the pretreatment of raw materials; step two, branched chain amino acid crude preparation; step three, composite inorganic membrane purification; step four, step five, low temperature crystallization; low temperature vacuum microwave drying; step six cooling, crushing; step seven, infrared microwave drying; step eight, packaging.

【技术实现步骤摘要】
一种制备支链氨基酸的工艺及其应用
本专利技术涉及医药化工加工领域，具体涉及一种制备支链氨基酸的工艺及其应用。
技术介绍
支链氨基酸(BranchedChainAminoAcids,BCAAs)作为人体必需氨基酸，一方面，适当补充能减少肌肉中蛋白质的分解代谢，并促进糖异生，可以提高力量和无氧运动能力；另一方面，支链氨基酸在体内氧化分解产生ATP的效率高于其它氨基酸，补充BCAA能够有效减少5-羟色胺(5-HT)的形成，减弱人体感受到的疲劳感，为机体长时间耐力运动提供能量和意志保证。BCAA主要功用有：恢复身体的水分和电解质、迅速恢复肝糖储备、增强肌肉耐力、重建肌肉内的蛋白质。总而言之，BCAA的功用是用来促进休息期间蛋白质的合成与代谢，除了加速肌肉合成还可以降低肌肉组织的分解，而且BCAA拥有良好的抗分解性，可以用来预防肌肉与蛋白质的流失，同时还能刺激胰岛素，促进肌肉对其他氨基酸的吸收。—组成肌肉：BCAA不仅是肌肉氨基酸中最大的组成部分，也是唯一在肌肉中代谢的氨基酸。—提供能量：BCAA是人体肌肉供能的主要氨基酸。其氧化供能约占氨基酸供能总量的60%。即使在休息状态，肌肉中BCAA氧化供能也达到了14%，在长时间运动时，它可以为训练中的肌肉直接供能。—增长肌肉：训练期间补充BCAA能刺激生长激素释放，提高胰岛素水平，从而起到促进肌肉合成的作用。—保护肌肉：在运动过程中，补充足够的BCAA可以促进运动后恢复期蛋白质的合成，减少肌肉组织的分解，保护肌肉组织。—减弱疲劳感：补充BCAA可以防止锻炼后血清中BCAA含量的下降。血清中BCAA含量的下降会导致色氨酸向头部的输送，从而在头部产生5-羟色氨，后者会引起疲劳感。自由基是人体细胞由于代谢和防卫反应而产生的带有活性质子的带电基团。由于胁迫而产生的自由基会损伤细胞，加速细胞衰老。人体运动、锻炼和体力劳动后，都会导致大量的自由基产生和积累。目前已知的自由基清除剂包括维生素C、硒和谷胱甘肽等。半胱氨酸本身具有抗氧化活性，同时也是人体细胞产生谷胱甘肽的前体物质。柠檬是富含多种维生素（特别是VC）的营养和药用价值都非常高的水果，它富含维生素C、糖类、钙、磷、铁、维生素B1、维生素B2、烟酸、奎宁酸、柠檬酸、苹果酸、橙皮苷、柚皮苷、香豆精、高量钾元素和低量钠元素等大量的电解质、有机酸和生物活性物质。柠檬酸具有防止和消除皮肤色素沉着的作用。柠檬中的维生素A、C、P经皮肤吸收后，能使皮肤保持艳丽，光泽细腻。富硒酵母中除了含有均衡的氨基酸外，还含有丰富的B族维生素，后者不仅是人体必需的营养物质，同时也会协同帮助人体对BCAA的吸收。支链氨基酸指α-碳上含有分支脂肪烃链的中性氨基酸，包括L-缬氨酸、L-亮氨酸和L-异亮氨酸。三种分支链氨基酸都属于必需氨基酸，因其特殊的结构和功能，在生命代谢中具有特别重要的地位，在医药和食品行业具有广泛的应用及商业价值。食品方面，主要用于食品强化，使各种氨基酸平衡，提高食品的营养价值。在医药方面，分支链氨基酸可用于生产复合氨基酸输液以及大量用于配置治疗型特种氨基酸的药物，如肝安、肝灵口服液，对治疗脑昏迷、肝昏迷、肾病等具有显著疗效，并可取代糖代谢而提供能量，是比较昂贵的氨基酸原料药之一。L-亮氨酸还可用于合成具有抗癌、抗病毒、抑制细菌生长等生理活性的L-亮氨酸Schiff碱配合物。L-异亮氨酸是一种高效的B2防御素表达的诱导物，作为一种免疫刺激物，对粘膜表面的防御屏障在临床上将起到重要的支持作用。L-缬氨酸可作为合成抗癌药物和免疫抗生素的医药中间体。支链氨基酸的生产方法有提取法、化学合成法、发酵法。现有生产方法由于原料来源受限制，生产成本高，污染环境，难以实现工业化生产。国内支链氨酸生产主要为发酵技术。目前发酵生产存在的问题主要有，菌种产酸水平低、杂酸含量高、由于发酵代谢产生的其他氨基酸，特别是中性氨基酸例如亮氨酸其分子量和化学等电点跟支链氨酸非常接近，以提取普遍采用离子交换工艺几乎不能分离杂酸，而且该工艺复杂，主要缺点是离子交换树脂需要再生和洗脱，且再生过程中会用到大量的酸和碱，使得产品纯度低且得率低；在洗脱和再生后会有大量铵氮废液产生，不仅会因消耗大量的酸碱而花费大量的资金，而且会对环境造成很大的污染，同时洗脱过程又会消耗大量的水。生产技术的落后限制了规模生产。由于产品的其他氨基酸含量难以解决，国内原料药高端产品不能满足欧盟标准，所以无法进入国际市场参与原料药的竞争。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种收率高、纯度高、低水耗，避免再生酸碱及盐的污染的发酵法生产支链氨基酸的分离纯化工艺及其应用。一种制备支链氨基酸的工艺，所述工艺包括如下步骤：步骤一、原料预处理；步骤二、支链氨基酸粗品制备；步骤三、有机-无机复合膜提纯；步骤四、低温浓缩结晶；步骤五、低温真空微波干燥；步骤六、粉碎；步骤七、红外-微波干燥；步骤八、包装。所述原料预处理具体步骤为：步骤1）、支链氨基酸发酵液的制备；步骤2）、离子交换树脂的准备；步骤3）、微滤膜、超滤膜和反渗透膜过滤器的制备；步骤4）、有机-无机复合膜的制备。所述支链氨基酸粗品制备具体包括如下步骤：步骤5）、将步骤1）中制备的支链氨基酸发酵液，先经过质量浓度为2-3％的活硅藻土和质量浓度为1-2％活性炭组合过滤器，脱色，再经过离子交换树脂过滤除去大颗粒杂质，得到脱色液；将脱色液加入到过量工业盐酸中，70℃溶解，冷却到25℃，过滤得到一次盐，过滤后的一次盐酸盐母液做为二次盐的套用盐酸，其中，支链氨酸粗品与工业盐酸的质量体积比为（1.0~1.8）g：（3~5）mL；按照一次盐制备所加入的脱色液的50%加入量加入到一次盐分离的过量盐酸母液中，80℃溶解，冷却到25℃，过滤得到二次盐溶液；步骤6）、将步骤5）中得到的二次盐溶液，再经过微滤膜过滤、超滤膜过滤和反渗透膜过滤的错流组合系统过滤，得到微滤透析液和菌体蛋白；微滤透析液在无机酸溶液中加热到40-60℃溶解，降温后离心制得支链氨基酸无机酸盐及其母液；在获得的母液中加入质量浓度为0.5-1％的氯化钙和1-1.5％的磷酸二氢钠，氯化钙和磷酸二氢钠的摩尔比为5:2，用30％的氨水调pH至7.0，搅拌30分钟，离心去除沉淀，再经过电渗析除盐；得到支链氨基酸粗品，再将支链氨基酸粗品添加8倍重量的水，用30％NaOH溶液调解pH至9.5-10.0，直至分支链氨基酸粗品完全溶解，搅拌20分钟，出现絮状蛋白沉淀后，过滤，获得上清液。所述活性炭为药用粉状活性炭；所述的离子交换树脂为H型和Na型的WA-2强酸性阳离子交换树脂、732强酸性阳离子交换树脂；所述组合过滤器过滤的温度为40-45℃，搅拌脱色时间为40-50分钟；所述微滤膜过滤，是指将脱色液通过微滤膜，得到发酵液的微滤透析液和菌体蛋白；所述微滤膜过滤采用无机非金属膜，微滤膜孔径为10-20nm，截留分子量为1万-20万MWCO，pH范围为6-8，操作温度为50-60℃，工作压力：进压为2-9bar，出压为1-8bar，压力差为2.5-7.5bar；过滤过程中使用超声波振动；超声功率为500W，超声时间为5min；分多次利用去离子水顶洗，直至脱色液中分支链氨基酸含量低于1.0g本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备支链氨基酸的工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：步骤一、原料预处理；步骤二、支链氨基酸粗品制备；步骤三、有机‑无机复合膜提纯；步骤四、低温浓缩结晶；步骤五、低温真空微波干燥；步骤六、粉碎；步骤七、红外‑微波干燥；步骤八、包装。

【技术特征摘要】
1.一种制备支链氨基酸的工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：步骤一、原料预处理；步骤二、支链氨基酸粗品制备；步骤三、有机-无机复合膜提纯；步骤四、低温浓缩结晶；步骤五、低温真空微波干燥；步骤六、粉碎；步骤七、红外-微波干燥；步骤八、包装。2.根据权利要求1所述的制备支链氨基酸的工艺，其特征在于，所述原料预处理具体步骤为：步骤1）、支链氨基酸发酵液的制备；步骤2）、离子交换树脂的准备；步骤3）、微滤膜、超滤膜和反渗透膜过滤器的制备；步骤4）、有机-无机复合膜的制备。3.根据权利要求1所述的制备支链氨基酸的工艺，其特征在于，所述支链氨基酸粗品制备具体包括如下步骤：步骤5）、将步骤1）中制备的支链氨基酸发酵液，先经过质量浓度为2-3％的活硅藻土和质量浓度为1-2％活性炭组合过滤器，脱色，再经过离子交换树脂过滤除去大颗粒杂质，得到脱色液；将脱色液加入到过量工业盐酸中，70℃溶解，冷却到25℃，过滤得到一次盐，过滤后的一次盐酸盐母液做为二次盐的套用盐酸，其中，支链氨酸粗品与工业盐酸的质量体积比为（1.0~1.8）g：（3~5）mL；按照一次盐制备所加入的脱色液的50%加入量加入到一次盐分离的过量盐酸母液中，80℃溶解，冷却到25℃，过滤得到二次盐溶液；步骤6）、将步骤5）中得到的二次盐溶液，再经过微滤膜过滤、超滤膜过滤和反渗透膜过滤的错流组合系统过滤，得到微滤透析液和菌体蛋白；微滤透析液在无机酸溶液中加热到40-60℃溶解，降温后离心制得支链氨基酸无机酸盐及其母液；在获得的母液中加入质量浓度为0.5-1％的氯化钙和1-1.5％的磷酸二氢钠，氯化钙和磷酸二氢钠的摩尔比为5:2，用30％的氨水调pH至7.0，搅拌30分钟，离心去除沉淀，再经过电渗析除盐；得到支链氨基酸粗品，再将支链氨基酸粗品添加8倍重量的水，用30％NaOH溶液调解pH至9.5-10.0，直至分支链氨基酸粗品完全溶解，搅拌20分钟，出现絮状蛋白沉淀后，过滤，获得上清液。4.根据权利要求3所述的制备支链氨基酸的工艺，其特征在于：所述活性炭为药用粉状活性炭；所述的离子交换树脂为H型和Na型的WA-2强酸性阳离子交换树脂、732强酸性阳离子交换树脂；所述组合过滤器过滤的温度为40-45℃，搅拌脱色时间为40-50分钟；所述微滤膜过滤，是指将脱色液通过微滤膜，得到发酵液的微滤透析液和菌体蛋白；所述微滤膜过滤采用无机非金属膜，微滤膜孔径为10-20nm，截留分子量为1万-20万MWCO，pH范围为6-8，操作温度为50-60℃，工作压力：进压为2-9bar，出压为1-8bar，压力差为2.5-7.5bar；过滤过程中使用超声波振动；超声功率为500W，超声时间为5min；分多次利用去离子水顶洗，直至脱色液中分支链氨基酸含量低于1.0g/L后停止，得到除去菌体的分支链氨基酸微滤液以及菌体蛋白；所述超滤膜过滤：将经过微滤膜得到的微滤透析液通过超滤膜过滤器，得到超滤透析液和浓缩液，超滤膜过滤温度：15-25℃，操作压力为0.4-2.0MPa；压力差为0.5MPa，所述超滤膜为截留分子量1...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁健飞，蔡立明，
申请(专利权)人：无锡晶海氨基酸股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32