一种高品质β-丙氨酸的制备方法及杂质的去除方法技术

本发明专利技术公开了一种高品质β

【技术实现步骤摘要】
一种高品质
β
‑
丙氨酸的制备方法及杂质的去除方法


[0001]本专利技术涉及一种高品质β
‑
丙氨酸的制备方法及杂质的去除方法，属于生物化工


技术介绍

[0002]β
‑
丙氨酸，英文名为beta
‑
Alanine，又名3
‑
氨基丙酸，分子式是C3H7NO2，是自然界中唯一存在的β型氨基酸，在生物体内进一步合成为泛酸。目前工业上β
‑
丙氨酸主要是通过化学合成方法生产，有丙烯酸氨化法、丙烯腈氨化水解法及β
‑
氨基丙腈水解法等，国内工业生产主要采用的是丙烯腈氨化水解法。化学合成法生产β
‑
丙氨酸大多需要强碱强酸、高温、高压等条件，而且副反应多、产物纯化烦琐，存在环境污染问题。随着生物技术的迅猛发展，市场上出现了很多企业采用生物氨基化酶法来生产β
‑
丙氨酸，即在酶催化作用下，丙烯酸加氨反应生成β
‑
丙氨酸。
[0003]在国际市场竞争中，高端β
‑
丙氨酸系列产品要求其化学纯度高，色度好等，而目前国内生产的β
‑
丙氨酸产品往往难以达到上述要求。采用生物氨基化酶法制备β
‑
丙氨酸的生产过程中会引入许多杂质，所得产品色度差，致使其产品在高端市场领域的应用受阻。因此，开发出一种制备高品质β
‑
丙氨酸的除杂工艺极其重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种高品质β
‑
丙氨酸的制备方法及杂质的去除方法，该方法采用弱酸性阳离子树脂，去除氨基化酶法β
‑
丙氨酸生产过程中因原料丙烯酸和氨水所引入的丙烯酰胺、丙烯酸聚合物以及少量的阻聚剂等杂质，从而解决产品易变质的问题，制备得到的β
‑
丙氨酸产品纯度大于99.9％，加速氧化后的产品色度低于40，纯度高且不易变质，可应用于高端市场。
[0005]本专利技术提供的一种β
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丙氨酸酶转化液中杂质的去除方法，将处理后的β
‑
丙氨酸酶转化液再经弱酸性阳离子树脂处理。
[0006]优选地，所述杂质包括丙烯酰胺、丙烯酸聚合物、阻聚剂中的一种或多种；优选地，所述阻聚剂为对羟基苯甲醚。
[0007]优选地，所述弱酸性阳离子树脂选自LX
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20SS、LX
‑
2000、LX
‑
T5、LSD
‑
762、D95和LX
‑
22中的任意一种；优选地，所述弱酸性阳离子树脂包括串联的第一弱酸性阳离子树脂和第二弱酸性阳离子树脂。
[0008]本专利技术还提供了一种高品质β
‑
丙氨酸的制备方法，包括如下步骤：
[0009]S1、从β
‑
丙氨酸酶转化液中分离出大分子蛋白，得到清液；
[0010]S2、将所述清液进行超滤处理，得到超滤液；
[0011]S3、将所述超滤液通过弱酸性阳离子树脂，收集流出液；
[0012]S4、将所述流出液进行脱色处理，得到脱色液；
[0013]S5、将所述脱色液进行浓缩，降温结晶，得到β
‑
丙氨酸。
[0014]优选地，所述β
‑
丙氨酸酶转化液是以丙烯酸和氨水为底物，在酶的催化作用下转化得到的。
[0015]在本专利技术中，β
‑
丙氨酸酶转化液是采用“CN109385415A天冬氨酸酶变体及其制备方法与应用”中公开的天冬氨酸酶变体，在其催化下丙氨酸加氨反应转化得到β
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丙氨酸酶转化液。但本专利技术也适用于其它采用生物氨基化酶法制备得到的β
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丙氨酸酶转化液的除杂提纯。
[0016]上述S1中，可通过陶瓷膜过滤或加入絮凝剂除去β
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丙氨酸酶转化液中的大分子蛋白。采用陶瓷膜过滤除去大分子蛋白时，陶瓷膜的孔径可为50
‑
100nm，具体可为50nm。
[0017]优选地，S2中，所述超滤处理所采用的超滤膜的截留分子量为800～1000Da。
[0018]上述S2中，超滤膜的截留分子量具体可为1000Da。
[0019]优选地，S3中，所述弱酸性阳离子树脂中含有羧酸基团；优选地，所述弱酸性阳离子树脂选自LX
‑
20SS、LX
‑
2000、LX
‑
T5、LSD
‑
762、D95和LX
‑
22中的任意一种。
[0020]上述S3中，弱酸性阳离子树脂的选择是通过检测β
‑
丙氨酸产品中β
‑
丙氨酸和杂质的纯度等指标进行优化选择的。
[0021]优选地，所述弱酸性阳离子树脂包括串联的第一弱酸性阳离子树脂和第二弱酸性阳离子树脂；
[0022]每个所述弱酸性阳离子树脂的径高比为4～10：1，具体可为8：1；
[0023]每个所述弱酸性阳离子树脂内部树脂填充径高比为4～8：1，具体可为6：1；
[0024]所述超滤液通过弱酸性阳离子树脂的流速为1～4BV/h，具体可为3～4BV/h；
[0025]所述弱酸性阳离子树脂的树脂柱的工作温度为35～45℃。
[0026]优选地，S4中，向所述流出液中加入活性炭进行脱色处理；优选地，所述活性炭加入量为流出液质量的0.3～0.5％，脱色处理温度为45～65℃，脱色处理时间为20～40min。
[0027]上述S4中，脱色处理温度具体可为50℃，脱色处理时间具体可为30min。
[0028]优选地，S5中，将所述脱色液进行真空浓缩，真空浓缩温度为50～90℃，真空度为
‑
0.85～
‑
0.95MPa，搅拌转速为15～40r/min；优选地，降温至5～15℃养晶3～5h，搅拌转速为5～15r/min。
[0029]上述S5中，真空浓缩温度具体可为85℃、真空度为
‑
0.95MPa、搅拌转速为20r/min。
[0030]上述S5中，降温结晶温度具体可为10℃、搅拌转速为10r/min。
[0031]在本专利技术中，上述的方法，步骤S5中，所述方法在降温结晶步骤之后还包括收集晶体、洗涤和干燥的步骤；
[0032]所述洗涤具体可采用甲醇淋洗；
[0033]所述干燥具体可在90℃下干燥5～6h。
[0034]由本专利技术方法制备得到的β
‑
丙氨酸，产品纯度大于99.9％，加速氧化后产品色度低于40。
[0035]本专利技术具有如下有益效果：采用生物氨基化酶制备β
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丙氨酸的过程中，专利技术人发现会因原料丙烯酸和氨水引入丙烯酰胺、丙烯酸聚合物以及少量的阻聚剂等杂质，该类杂质容易本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种β
‑
丙氨酸酶转化液中杂质的去除方法，其特征在于，将处理后的β
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丙氨酸酶转化液再经弱酸性阳离子树脂处理。2.根据权利要求1所述的β
‑
丙氨酸酶转化液中杂质的去除方法，其特征在于，所述杂质包括丙烯酰胺、丙烯酸聚合物、阻聚剂中的一种或多种；优选地，所述阻聚剂为对羟基苯甲醚。3.根据权利要求1或2所述的β
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丙氨酸酶转化液中杂质的去除方法，其特征在于，所述弱酸性阳离子树脂选自LX
‑
20SS、LX
‑
2000、LX
‑
T5、LSD
‑
762、D95和LX
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22中的任意一种；优选地，所述弱酸性阳离子树脂包括串联的第一弱酸性阳离子树脂和第二弱酸性阳离子树脂。4.一种高品质β
‑
丙氨酸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、从β
‑
丙氨酸酶转化液中分离出大分子蛋白，得到清液；S2、将所述清液进行超滤处理，得到超滤液；S3、将所述超滤液通过弱酸性阳离子树脂，收集流出液；S4、将所述流出液进行脱色处理，得到脱色液；S5、将所述脱色液进行浓缩，降温结晶，得到β
‑
丙氨酸。5.根据权利要求4所述的高品质β
‑
丙氨酸的制备方法，其特征在于，所述β
‑
丙氨酸酶转化液是以丙烯酸和氨水为底物，在酶的催化作用下转化得到的。6.根据权利要求4或5所述的高品质β
‑
丙氨酸的制备方法，其特征在于，S2中，所述超滤处理所采用的超滤膜的截留分子量为800～1000Da。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：宁冬雪，刘磊，李美华，
申请(专利权)人：安徽华恒生物科技股份有限公司合肥华恒生物工程有限公司，
类型：发明
国别省市：