一种异亮氨酸发酵液的提纯工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种异亮氨酸发酵液的提纯工艺，属于异亮氨酸提纯技术领域。本发明专利技术先将异亮氨酸发酵液通过陶瓷膜进行一级透析，去除大部分菌体、杂蛋白和胶体；然后将一级透析液通过纳滤膜进行二级透析，去除大部分的色素、蛋白质和盐分；将二级透析液进行连续色谱分离，将异亮氨酸和盐分分离，得到杂质含量少的产品液；将所得产品液通过反渗透膜进行三级透析得到异亮氨酸含量较高的三级浓缩液，然后将三级浓缩液进行活性炭脱色、冷冻结晶和干燥，即可得到异亮氨酸。本发明专利技术提供的提纯工艺不需要调酸和回调至中性的处理，且纳滤膜起到了一定的脱色作用，活性炭用量少，采用连续色谱分离，树脂利用率高，还具有废水排放量少、能耗低的优势。

Purification of Isoleucine Fermentation Broth

The invention provides a purification process of isoleucine fermentation broth, belonging to the technical field of isoleucine purification. The invention first carries out primary dialysis of isoleucine fermentation broth through ceramic membrane to remove most bacteria, impurity proteins and colloids; then carries out secondary dialysis of primary dialysate through nanofiltration membrane to remove most pigments, proteins and salts; carries out continuous chromatographic separation of secondary dialysate, separates isoleucine and salt, and obtains product liquid with less impurity content; The product solution was dialyzed by reverse osmosis membrane to obtain the tertiary concentrate with high isoleucine content. Then the tertiary concentrate was decolorized by activated carbon, frozen crystallized and dried to obtain isoleucine. The purification process provided by the invention does not need acid adjustment and neutral treatment, and nanofiltration membrane plays a certain role in decolorization, with less activated carbon, high resin utilization rate by continuous chromatographic separation, and the advantages of less waste water discharge and low energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种异亮氨酸发酵液的提纯工艺
本专利技术涉及异亮氨酸发酵液提纯
，尤其涉及一种异亮氨酸发酵液的提纯工艺。
技术介绍
异亮氨酸是人体必需氨基酸之一，在生命代谢中起到重要作用。异亮氨酸被广泛应用于食品和医药中，作为营养物质和治疗疾病的药物使用。异亮氨酸通常采用发酵法制备，所得发酵液中含有菌体、蛋白质、糖、盐、杂质氨基酸和异亮氨酸等，通过提纯发酵液，即可得到异亮氨酸。现有技术中异亮氨酸发酵液的提纯方法通常为先加入硫酸调节发酵液pH值，使蛋白质凝聚，然后通过陶瓷过滤膜将凝聚的杂质去除，再通过离子交换树脂提取，得到异亮氨酸。上述提纯过程中需要使用大量硫酸，会引入新的杂质，且离子交换树脂的利用率低，需要再生剂再生，然后进行水洗，会产生大量废水。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种异亮氨酸发酵液的提纯工艺，本专利技术所提供的提纯工艺，不需要使用硫酸，且废水量少。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种异亮氨酸发酵液的提纯工艺，包括如下步骤：(1)将异亮氨酸发酵液通过陶瓷膜进行一级透析，得到一级透析液和一级浓缩液；(2)将所述一级透析液通过纳滤膜进行二级透析，得到二级透析液和二级浓缩液；(3)将所述二级透析液进行连续色谱分离，得到产品液和杂质液；(4)将所述产品液通过第一反渗透膜进行三级透析，得到三级浓缩液和三级透析液；(5)将所述三级浓缩液依次进行活性炭脱色、冷冻结晶和干燥，得到异亮氨酸。优选的，所述陶瓷膜的截留分子量为45～55KD；所述一级透析的压力为3～4bar，温度为40～60℃。优选的，所述纳滤膜的截留分子量为450～550Da；所述二级透析的压力为10～18bar，温度为48～55℃。优选的，所述连续色谱分离的系统包括洗脱区、延长分离区、主分离区和后分离区，每个区独立地包括2～5根树脂柱，所述树脂柱采用串联或并联的方式连接。优选的，所述第一反渗透膜对氯化钠的截留率≥96％；所述三级透析的压力为12～16bar，温度为40～52℃。优选的，所述一级透析、二级透析和三级透析前独立地进行精密过滤，留取滤液进行一级透析、二级透析和三级透析，所述一级透析前的精密过滤的滤孔孔径为1～50μm，所述二级透析和三级透析前的精密过滤的滤孔孔径独立地为1～10μm。优选的，所述一级透析完成后，还包括对所述一级浓缩液进行第一顶洗，所述第一顶洗用水为三级透析液和/或经过第二反渗透膜过滤后的杂质液；所述第一顶洗用水的体积为异亮氨酸发酵液的体积的35～45％。优选的，所述二级透析完成后，还包括对所述二级浓缩液进行第二顶洗，所述第二顶洗用水为三级透析液和/或经过第二反渗透膜过滤后的杂质液；所述第二顶洗用水的体积为一级透析液的10～20％。优选的，所述一级透析、二级透析和三级透析的方式为错流透析。本专利技术提供了一种异亮氨酸发酵液的提纯工艺，包括如下步骤：(1)将异亮氨酸发酵液通过陶瓷膜进行一级透析，得到一级透析液和一级浓缩液；(2)将所述一级透析液通过纳滤膜进行二级透析，得到二级透析液和二级浓缩液；(3)将所述二级透析液进行连续色谱分离，得到产品液和杂质液；(4)将所述产品液通过第一反渗透膜进行三级透析，得到三级浓缩液和三级透析液；(5)将所述三级浓缩液依次进行活性炭脱色、冷冻结晶和干燥，得到异亮氨酸。本专利技术先将异亮氨酸发酵液通过陶瓷膜进行一级透析，去除大部分菌体、杂蛋白和胶体；然后将得到的一级透析液通过纳滤膜进行二级透析，去除大部分的色素、蛋白质和盐分；将二级透析液进行连续色谱分离，将异亮氨酸和盐分分离，得到杂质含量少的产品液；将所得产品液通过反渗透膜进行三级透析，将产品液浓缩，得到异亮氨酸含量较高的三级浓缩液，然后将三级浓缩液进行活性炭脱色、冷冻结晶和干燥，即可得到纯度较高的异亮氨酸。本专利技术提供的提纯工艺不需要调酸和回调至中性的处理，减少了酸碱的用量，且纳滤膜起到了一定的脱色作用，减少了活性炭的用量，而使用连续色谱分离方法，提高了树脂利用率，减少了树脂用量，同时本专利技术提供的提纯工艺中的三级透析液和杂质液均可回用，减少了废水排放量，采用反渗透膜进行三级透析，实现产品液的浓缩，具有能耗低的优势。实验结果表明本专利技术提供的提纯工艺对异亮氨酸的收率为88％以上，纯度为99.5～99.8％。附图说明图1为本专利技术所提供的异亮氨酸发酵液的提纯工艺流程图；图2为本专利技术提供的异亮氨酸发酵液的提纯工艺中的连续色谱分离流程图。具体实施方式本专利技术提供了一种异亮氨酸发酵液的提纯工艺，包括如下步骤：(1)将异亮氨酸发酵液通过陶瓷膜进行一级透析，得到一级透析液和一级浓缩液；(2)将所述一级透析液通过纳滤膜进行二级透析，得到二级透析液和二级浓缩液；(3)将所述二级透析液进行连续色谱分离，得到产品液和杂质液；(4)将所述产品液通过第一反渗透膜进行三级透析，得到三级浓缩液和三级透析液；(5)将所述三级浓缩液依次进行活性炭脱色、冷冻结晶和干燥，得到异亮氨酸。图1为本专利技术所提供的异亮氨酸发酵液的提纯工艺流程图，本专利技术先将异亮氨酸发酵液通过陶瓷膜进行一级透析，去除大部分菌体、杂蛋白和胶体，所得一级浓缩液进行环保处理；然后将一级透析液通过纳滤膜进行二级透析，去除大部分的色素、蛋白质和盐分，所得二级浓缩液进行环保处理；将二级透析液进行连续色谱分离，将异亮氨酸和盐分分离，得到杂质液和杂质含量少的产品液，所述杂质液优选通过第二反渗透膜过滤后进行回用；将所得产品液通过第一反渗透膜进行三级透析，将产品液浓缩，得到三级透析液和异亮氨酸含量较高的三级浓缩液，三级透析液可直接回用；然后将三级浓缩液进行活性炭脱色、冷冻结晶和干燥，即可得到纯度较高的异亮氨酸。本专利技术将异亮氨酸发酵液通过陶瓷膜进行一级透析，得到一级透析液和一级浓缩液。在本专利技术中，所述一级透析能够去除大部分菌体、杂蛋白和胶体。本专利技术对所述异亮氨酸发酵液的物理化学性质没有特殊限定，任意异亮氨酸发酵液均适用。在本专利技术实施例中，所述异亮氨酸发酵液为土黄色，pH值为6.5～6.9，电导率为20000～25000μs/cm，异亮氨酸含量21～23g/L。本专利技术优选在一级透析前先进行精密过滤，留取滤液进行一级透析；所述精密过滤的滤孔孔径优选为1～50μm；所述精密过滤的操作条件与一级透析相同。在本专利技术中，所述精密过滤的作用是过滤掉大的悬浮物及颗粒，确保后续膜工艺安全、稳定运行。在本专利技术中，所述陶瓷膜的截留分子量优选为45～55KD，更优选为50KD；所述一级透析的压力优选为3～4bar，温度优选40～60℃，更优选为45～55℃。在本专利技术中，经过一级透析后，异亮氨酸发酵液的透光率由0.05％提升至11％左右，蛋白去除率可达到80％左右，所得一级透析得到的浓缩液的浓缩倍数为5～6；平均通量可达100～120LMH。在本专利技术中，所述一级透析完成后，优选还包括对所述一级浓缩液进行第一顶洗，所述第一顶洗用水优选为三级透析液和/或经过第二反渗透膜过滤后的杂质液；所述第一顶洗用水的体积优选为异亮氨酸发酵液的体积的35～45％。在本专利技术中，优选将所述第一顶洗所得顶洗液进行透析，将所得透析液与一级透析所得透析液合并作为一级透析液，进行后续步骤；所述顶洗液的透析条件与一级透析相同。在本专利技术中，通过对一级浓缩液进行顶洗，可提高异亮氨酸的回收率；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异亮氨酸发酵液的提纯工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)将异亮氨酸发酵液通过陶瓷膜进行一级透析，得到一级透析液和一级浓缩液；(2)将所述一级透析液通过纳滤膜进行二级透析，得到二级透析液和二级浓缩液；(3)将所述二级透析液进行连续色谱分离，得到产品液和杂质液；(4)将所述产品液通过第一反渗透膜进行三级透析，得到三级浓缩液和三级透析液；(5)将所述三级浓缩液依次进行活性炭脱色、冷冻结晶和干燥，得到异亮氨酸。

【技术特征摘要】
1.一种异亮氨酸发酵液的提纯工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)将异亮氨酸发酵液通过陶瓷膜进行一级透析，得到一级透析液和一级浓缩液；(2)将所述一级透析液通过纳滤膜进行二级透析，得到二级透析液和二级浓缩液；(3)将所述二级透析液进行连续色谱分离，得到产品液和杂质液；(4)将所述产品液通过第一反渗透膜进行三级透析，得到三级浓缩液和三级透析液；(5)将所述三级浓缩液依次进行活性炭脱色、冷冻结晶和干燥，得到异亮氨酸。2.如权利要求1所述提纯工艺，其特征在于，所述陶瓷膜的截留分子量为45～55KD；所述一级透析的压力为3～4bar，温度为40～60℃。3.如权利要求1所述提纯工艺，其特征在于，所述纳滤膜的截留分子量为450～550Da；所述二级透析的压力为10～18bar，温度为48～55℃。4.如权利要求1所述提纯工艺，其特征在于，所述连续色谱分离的系统包括洗脱区、延长分离区、主分离区和后分离区，每个区独立地包括2～5根树脂柱，所述树脂柱采用串联或并联的方式连接。5.如权利要求1所述提纯工...

【专利技术属性】
技术研发人员：林雄水，蓝云才，林楚潮，康辉，严滨，叶茜，
申请(专利权)人：同舟纵横厦门流体技术有限公司，厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：福建,35