一种高纯度L-缬氨酸及其制备方法和其应用技术

本发明专利技术涉及一种高纯度L‑缬氨酸的制备方法，包括如下步骤：(1)将待纯化L‑缬氨酸溶液过滤，收集滤液，其中，待纯化L‑缬氨酸溶液的浓度不低于50g/L；(2)调节滤液pH至酸性后，置于弱酸性阳离子树脂中分离，将收集的流出液经脱色、浓缩、降温、析晶、分离、洗涤、干燥，即得。本发明专利技术将L‑缬氨酸和杂氨基酸有效分离，产物中单一杂氨基酸含量不高于0.01％，L‑缬氨酸晶体纯度不低于99.9％。且采用纯水作为洗脱剂，环保无污染，有利于后续废水处理。

【技术实现步骤摘要】
一种高纯度L-缬氨酸及其制备方法和其应用
本专利技术涉及生物
，具体涉及一种高纯度L-缬氨酸及其制备方法和其应用。
技术介绍
缬氨酸为机体必需氨基酸和营养物质，被广泛应用于食品、医药、化妆品、饲料等领域，被广泛用作食品添加剂、饲料添加剂、营养增补剂、风味剂、化妆品添加剂、药物(如抗生素、除草剂等)的制备前体等方面，市场需求巨大。L-缬氨酸是机体必须氨基酸和生糖氨基酸，具有保持神经系统机能正常运转、增强免疫能力、促进肝脏再生等功效，并被广泛用作营养增补剂或用于制备药物(如缬沙坦、利托那韦和洛匹那韦等)的关键前体。但L-缬氨酸纯度难以满足医药级缬氨酸(纯度不低于99％)的相关要求。微生物发酵制备L-缬氨酸的方法具有生物基原料、高效率转化、反应温和、环保经济等优点，而被行业广泛运用。该方法以葡萄糖为原料，经微生物发酵获得L-缬氨酸发酵液。发酵液经除菌、脱色、浓缩、结晶、分离等处理，得到L-缬氨酸晶体和L-缬氨酸结晶母液。发酵液中的蛋白质、色素、糖、杂氨基酸(如丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等)等杂质成分及其含量成为影响L-缬氨酸纯度的关键因素。L-缬氨酸的纯化方法包括重结晶法、助剂法和离子交换法。因杂氨基酸(如丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等)的结构和分子量与L-缬氨酸相接近，重结晶法难以有效去除杂氨基酸，且能耗高。采用助剂(对-异丙基苯磺酸或N-苯甲酰-L-丙氨酸)纯化的方法中形成助剂-L-缬氨酸复合物，经分解获得L-缬氨酸，但有机物助剂回收困难，且有机物残留影响产品安全性。离子交换法存在树脂消耗大，洗脱过程中造成污水多等环保问题。为此，需要研究提纯效率更高、绿色环保的L-缬氨酸纯化方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高纯度L-缬氨酸的制备方法，包括如下步骤：(1)将待纯化L-缬氨酸溶液过滤，收集滤液，其中，待纯化L-缬氨酸溶液的浓度不低于50g/L；(2)调节滤液pH至酸性后，置于弱酸性阳离子树脂柱中分离，将收集的流出液经脱色、浓缩、降温、析晶、分离、洗涤、干燥，即得。本专利技术的优选技术方案，所述待纯化的L-缬氨酸溶液为待纯化的L-缬氨酸配制而成，所述待纯化的L-缬氨酸的纯度不高于98％。本专利技术的优选技术方案，步骤(1)中的过滤选自普通过滤、纳滤、超滤中的任一种或其组合。本专利技术的优选技术方案，步骤(2)中调节滤液pH的酸碱物质选自硫酸、磷酸、乙酸、盐酸、硝酸中的任一种或其组合。本专利技术的优选技术方案，步骤(2)中滤液pH1-6，优选pH2-5，更优选pH3-4。本专利技术的优选技术方案，所述步骤(2)中，所述弱酸性阳离子树脂具有羧酸基团或磷酸基团，优选为JK110、HD-2、DK110、D152、D113、HZD-2、HD-1、DOWEXTMMAC-3、DOWEXTMUPCOREMAC-3中的任一种或其组合。本专利技术的优选技术方案，步骤(2)中的弱酸性阳离子树脂柱至少1根，优选为2-6个树脂柱串联，更优选为3-4根树脂柱串联。本专利技术的优选技术方案，步骤(2)中的树脂的工作温度为15-50℃，优选为25-30℃。本专利技术的优选技术方案，步骤(2)中的树脂的高径比为(3-10):1，优选为(5-6):1。本专利技术的优选技术方案，步骤(2)中的待纯化的L-缬氨酸溶液流速为1-4柱体积/h。本专利技术的优选技术方案，步骤(2)中树脂的洗脱剂为纯水，流速为1-4柱体积/h。本专利技术的优选技术方案，所述步骤(3)中，所述脱色为活性炭脱色，活性炭的使用量为0.1-5％，优选使用量为0.2-1％。本专利技术的优选技术方案，所述步骤(3)中，所述脱色温度为30-80℃，优选为40-60℃。本专利技术的优选技术方案，所述脱色时间为0.1-2小时，优选为0.5-1.5小时。本专利技术的优选技术方案，所述浓缩选自真空浓缩、减压浓缩、薄膜浓缩、常压浓缩的任一种或其组合。本专利技术的优选技术方案，所述浓缩温度为40-90℃，优选为50-80℃，最优选为60-70℃。本专利技术的优选技术方案，所述浓缩至浓缩液中的L-缬氨酸浓度≥400g/L。本专利技术的优选技术方案，所述析晶选自自然冷却降温析晶、强制冷却降温析晶的任一种或其组合。本专利技术的优选技术方案，所述析晶温度为10-15℃，结晶时间为1-2小时。本专利技术的优选技术方案，所述分离选自过滤、离心、膜处理的任一种或其组合。本专利技术的优选技术方案，所述洗涤溶剂为纯水。本专利技术的优选技术方案，所述干燥选自真空干燥、减压干燥、常压干燥、喷雾干燥、沸腾干燥、气流干燥的任一种或其组合，干燥温度不低于120℃。本专利技术的优选技术方案中，制得的L-缬氨酸晶体的纯度不低于99.9％，单一杂氨基酸含量不高于0.01％。本专利技术的目的在于高纯度L-缬氨酸用于制备药品、医药中间体、医药原料、营养增补剂、氨基酸类药的任一种中的应用。除非另有说明，本专利技术涉及液体与液体之间的百分比时，所述的百分比为体积/体积百分比；本专利技术涉及液体与固体之间的百分比时，所述百分比为体积/重量百分比；本专利技术涉及固体与液体之间的百分比时，所述百分比为重量/体积百分比；其余为重量/重量百分比。本专利技术中的树脂体积即弱酸性阳离子树脂的装填量，单位为BV。除非另有说明，本专利技术采用如下检测方法：1.L-缬氨酸晶体纯度采用文献1(何晨光等，用高效液相色谱定量分析分支链氨基酸，生物技术通讯，2009年第20卷第4期)公开的高效液相色谱法检测。2.杂氨基酸量仪器以及试剂：岛津LC-16液相色谱仪，C18色谱组，衍生剂为5％的邻苯二甲醛乙醇水溶液、30％甲醇流动相，缬氨酸标准品为西格玛分析标准品，杂氨基酸为市售的含量99％的其它氨基酸。实验步骤：产物稀释至0.5-2g/L后，过滤，加衍生剂衍生2分钟，衍生后进样，波长234nm，进样量10ul，通过标准品峰面积计算样品中氨基酸浓度。杂氨基酸量＝杂氨基酸标准品峰面积/杂氨基酸峰面积*杂氨基酸标准品浓度。与现有技术相比，本专利技术具有下述有益技术效果：1、本专利技术将L-缬氨酸和杂氨基酸有效分离，L-缬氨酸晶体纯度不低于99.9％，单一杂氨基酸含量不高于0.01％。2、本专利技术采用纯水作为洗脱剂，环保无污染，有利于后续废水处理。3、本专利技术采用连续化操作，树脂利用率高，分离效率高，具有工业化生产的技术前景。附图说明图1实施例1-4和对比例1的L-缬氨酸晶体纯度具体实施方式以下结合实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例1(1)将纯度为98％的L-缬氨酸1200g，加水溶解，将其制成浓度为60g/L的溶液20L，将溶液加热至35-40℃后，过800分子量纳滤膜，过膜进口压力1.5Mpa，收集清液；(2)清液加85％磷酸调节pH为2.5后，以4柱体积/h的流速，进入依次串联的1号树脂柱、2号树脂柱、3号树脂柱、4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高纯度L-缬氨酸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将待纯化L-缬氨酸溶液过滤，收集滤液，其中，待纯化L-缬氨酸溶液的浓度不低于50g/L；/n(2)调节滤液pH至酸性后，置于弱酸性阳离子树脂中分离，将收集的流出液经脱色、浓缩、降温、析晶、分离、洗涤、干燥，即得。/n

【技术特征摘要】
20201225 CN 20201155642481.一种高纯度L-缬氨酸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将待纯化L-缬氨酸溶液过滤，收集滤液，其中，待纯化L-缬氨酸溶液的浓度不低于50g/L；
(2)调节滤液pH至酸性后，置于弱酸性阳离子树脂中分离，将收集的流出液经脱色、浓缩、降温、析晶、分离、洗涤、干燥，即得。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待纯化的L-缬氨酸溶液为待纯化的L-缬氨酸配制而成，所述待纯化的L-缬氨酸的纯度不高于98％。


3.如权利要求1-2任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中调节滤液pH的酸碱物质选自硫酸、磷酸、乙酸、盐酸、硝酸中的任一种或其组合，滤液pH1-6，优选pH2-5，更优选pH3-4。


4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述弱酸性阳离子树脂具有羧酸基团或磷酸基团，优选为JK110、HD-2、DK110、D152、D113、HZD-2、HD-1、DOWEXTMMAC-3、DOWEXTMUPCOREMAC-3中的任一种或其组合，步骤(2)中的弱酸性阳离...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘磊，刘树蓬，余军，张大伟，马祥亮，
申请(专利权)人：安徽华恒生物科技股份有限公司，巴彦淖尔华恒生物科技有限公司，合肥华恒生物工程有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34