一种5-羟基色氨酸分离提取方法技术

本发明专利技术提供了一种5

【技术实现步骤摘要】
一种5
‑
羟基色氨酸分离提取方法


[0001]本专利技术涉及氨基酸生产领域，尤其是一种5
‑
羟基色氨酸分离提取方法。

技术介绍

[0002]5‑
羟基色氨酸(5
‑
HTP)是动物体内合成血清素与褪黑素的前体，它们对情绪与行为的控制，以及睡眠、痛觉、体温等生理功能具有重要的调节作用，已被成功用于抑郁症、失眠和偏头痛等疾病的治疗。
[0003]由于5
‑
HTP具有很高的药用保健和市场价值，近年来对5
‑
HTP的生产研究发展迅速。目前生产5
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HTP的方法主要有天然产物提取法、化学合成法和微生物发酵法等工艺技术，陈义等(CN111978238A)通过榨油、提取、粗过滤、精过滤、真空浓缩、萃取除杂、固液分离、精制、水洗除溶剂、干燥、粉碎等工序从非洲植物加纳的种子中提取得到5
‑
HTP。胡文辉等(CN102351775B)利用L
‑
色氨酸甲酯/乙酯化得到L
‑
色氨酸甲酯/乙酯盐酸盐，在碱性条件下脱盐酸得到L
‑
色氨酸甲酯/乙酯，经乙酰化成N
‑
乙酰
‑
L
‑
色氨酸甲酯/乙酯，在三乙基硅烷
‑
三氟乙酸还原体系下还原吲哚环，在钨酸钠
‑
30％双氧水体系下氧化吲哚环1位氮，最后在酸性条件下，脱乙酰保护基得到5
‑
羟基色氨酸。上述两种方法均存在不可忽视的弊端，提取法产量低、易受季节影响、原料不足、地域限制成为限制大规模生产的主要瓶颈，化学方法合成反应体系较为复杂，步骤繁琐，成本较高，控制困难，因此近年来微生物发酵法引起了业内的高度重视。微生物发酵法虽然成本低，操作简单，但5
‑
HTP的分离提取一直是业内的难题，因发酵的不成熟性，5
‑
HTP产量较低，常规提取方法提取收率较低，产品损耗严重；菌体分解导致可溶性蛋白增多，进一步提高了分离提取的难度；以色氨酸为首的发酵副产物难以控制，且色氨酸其理化性质与5
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HTP极其相似，成为了5
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HTP分离提取中最大的难点。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种5
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羟基色氨酸分离提取方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种5
‑
羟基色氨酸分离提取方法，发酵工程菌为大肠杆菌E.coli HTP10，提取步骤包括发酵获得发酵液、菌体分离、色素分离、副产物分离、蛋白分离、干燥获得产品。
[0007]优选的，上述5
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羟基色氨酸分离提取方法，具体步骤如下：
[0008](1)对大肠杆菌E.coli HTP10进行扩大培养，得到含5
‑
HTP的发酵液，将发酵液pH调至4.0
‑
4.2，并加热至70℃，随后进行超滤除去菌体及部分大分子蛋白；
[0009](2)将超滤后的澄清发酵液通过纳滤膜进行纳滤，除去不可溶性小分子蛋白及残余不可溶性物质；
[0010](3)将纳滤后液体浓缩至原体积的35
‑
50％，通过阴离子吸附树脂进行脱色处理；
[0011](4)将步骤(3)获得的发酵液使用活性炭再次脱色；
[0012](5)将步骤(4)获得的发酵液浓缩至原体积的30
‑
40％，使用阳离子交换树脂进行初步分离纯化，洗脱剂选用低浓度氨水溶液；
[0013](6)将步骤(5)获得的清液浓缩至原体积的40
‑
60％进行干燥；
[0014](7)将步骤(6)所得固体研磨至细粉状，使用低浓度甲酸复溶，轻微搅拌后迅速过滤获得纯净5
‑
HTP；
[0015](8)将步骤(7)过滤所得到的固体干燥，即得。
[0016]优选的，上述5
‑
羟基色氨酸分离提取方法，所述步骤(1)中使用的pH调节试剂选用硫酸，加热方式根据发酵液总量选择微波炉或板式换热器，超滤选用无机陶瓷膜过滤，截留分子量在25000
‑
30000，循环过滤除去菌体及大分子蛋白以及其他发酵液中不可溶性物质。
[0017]优选的，上述5
‑
羟基色氨酸分离提取方法，所述步骤(2)中的纳滤膜截留分子量在300
‑
400，可除去分子量大于400的绝大部分物质。
[0018]优选的，上述5
‑
羟基色氨酸分离提取方法，所述步骤(3)中浓缩方式采用反渗透浓缩或采用蒸发浓缩，阴离子吸附树脂采用弱碱型阴离子吸附树脂，型号为SQD301
‑
FD，初步脱色以及除去小分子可溶性蛋白。
[0019]优选的，上述5
‑
羟基色氨酸分离提取方法，所述步骤(4)中的的活性炭用量为质量体积比0.2
‑
0.3％，即每升发酵液使用2
‑
3g活性炭，优选的为3g/L，进一步脱色。
[0020]优选的，上述5
‑
羟基色氨酸分离提取方法，所述步骤(5)中的阳离子交换树脂采用强酸型阳离子交换树脂，型号为SD001
×
7H，洗脱剂采用0.3moL/L的氨水，该步骤用于分离发酵液中其他氨基酸副产物，如谷氨酸，以及初步分离色氨酸与5
‑
HTP，但由于两者洗脱时间相近，因此并不能很好地分离色氨酸与5
‑
HTP。
[0021]优选的，上述5
‑
羟基色氨酸分离提取方法，所述步骤(6)中的干燥方法为喷雾干燥、蒸发干燥、冷冻干燥或闪蒸干燥。
[0022]优选的，上述5
‑
羟基色氨酸分离提取方法，所述步骤(7)中的低浓度甲酸为8
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10％的甲酸溶液，色氨酸极易溶解于甲酸溶液，而5
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HTP在甲酸中较稳定，利用此特性可进一步分离色氨酸与5
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HTP，其中甲酸浓度过低会使得5
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HTP溶解，色氨酸的溶解度也会随之下降，降低了收率与纯度，过高成本过高，造成浪费；将步骤(6)中所得固体研磨成蓬松的粉末状，加入甲酸溶液后轻微搅拌后迅速过滤，根据溶液体积选用抽滤、板框式过滤或旋转真空过滤的方式。
[0023]优选的，上述5
‑
羟基色氨酸分离提取方法，所述步骤(8)的干燥为65
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85℃烘箱干燥、盘架式干燥或气流干燥的方式。
[0024]有益效果：
[0025]上述5
‑
羟基色氨酸分离提取方法，解决了微生物发酵生产5
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HTP提取困难的问题，提取过程操作简单，步骤少，提高了提取收率；提取设备要求低，降低了提取成本，提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种5
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羟基色氨酸分离提取方法，其特征在于：发酵工程菌为大肠杆菌E.coli HTP10，提取步骤包括发酵获得发酵液、菌体分离、色素分离、副产物分离、蛋白分离、干燥获得产品。2.根据权利要求1所述的5
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羟基色氨酸分离提取方法，其特征在于：具体步骤如下：(1)对大肠杆菌E.coli HTP10进行扩大培养，得到含5
‑
HTP的发酵液，将发酵液pH调至4.0
‑
4.2，并加热至70℃，随后进行超滤除去菌体及部分大分子蛋白；(2)将超滤后的澄清发酵液通过纳滤膜进行纳滤，除去不可溶性小分子蛋白及残余不可溶性物质；(3)将纳滤后液体浓缩至原体积的35
‑
50％，通过阴离子吸附树脂进行脱色处理；(4)将步骤(3)获得的发酵液使用活性炭再次脱色；(5)将步骤(4)获得的发酵液浓缩至原体积的30
‑
40％，使用阳离子交换树脂进行初步分离纯化，洗脱剂选用低浓度氨水溶液；(6)将步骤(5)获得的清液浓缩至原体积的40
‑
60％进行干燥；(7)将步骤(6)所得固体研磨至细粉状，使用低浓度甲酸复溶，轻微搅拌后迅速过滤获得纯净5
‑
HTP；(8)将步骤(7)过滤所得到的固体干燥，即得。3.根据权利要求2所述的5
‑
羟基色氨酸分离提取方法，其特征在于：所述步骤(1)中使用的pH调节试剂选用硫酸，加热方式为微波炉或板式换热器，超滤选用无机陶瓷膜过滤，截留分子...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐庆阳，陈志超，余子辰，张震，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：