一种L-高丝氨酸发酵液的分离纯化方法技术

本发明专利技术公开了一种L

【技术实现步骤摘要】
一种L
‑
高丝氨酸发酵液的分离纯化方法


[0001]本专利技术属于氨基酸分离纯化
，具体而言，涉及一种L
‑
高丝氨酸发酵液的分离纯化方法。

技术介绍

[0002]L
‑
高丝氨酸(S
‑2‑
氨基
‑4‑
羟基丁酸)及其衍生物作为手性中间体，在手性化学品合成领域具有较好的应用潜力，比如，L
‑
高丝氨酸具有与L
‑
草铵膦相同的分子骨架，是制备L
‑
草铵膦的理想手性前体。草铵膦属于膦酸类除草剂，具有杀草谱广、低毒、活性高和环境相容性好等特点，其发挥活性作用的速度比百草枯慢而优于草甘膦。随着国家明令禁止百草枯，并将逐步降低草甘膦的使用的政策引导，草铵膦的市场前景广阔。另外，L
‑
高丝氨酸是一种天然存在的非蛋白氨基酸，具有L
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型
‑
α
‑
氨基酸的基本骨架，其衍生物不仅可以通过酶促反应转化为其他重要化工中间体，而且其衍生物具有丰富的生物活性，例如可以有效地抑制镰状红细胞、抗真菌。因此，L
‑
高丝氨酸在药物学、生理学等方面均有重要应用前景。
[0003]目前，工业上生产L
‑
高丝氨酸的方法主要有化学合成法和生物法。化学合成法主要是甲硫氨酸法，通过与碘甲烷反应形成盐，然后加水溶解回流，在碱性条件下生成L
‑
高丝氨酸，此方法虽然收率高，但是碘甲烷价格昂贵，反应时间长，废料处理复杂；生物法主要是从发酵液中分离纯化得到L
‑
高丝氨酸，L
‑
高丝氨酸发酵液是一种成分复杂的混合物，除含有L
‑
高丝氨酸外，还存在大量的菌体、蛋白质、残糖、色素和无机盐等成分，蛋白质、色素、残糖和无机盐的去除是提取L
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高丝氨酸的关键。
[0004]专利CN105506014A提供了一种以丙酮酸和醛类化合物为底物在醛缩酶的作用下进行催化反应，所得产物依次经过层析分离、脱盐、脱色、浓缩结晶、干燥等步骤得到L
‑
高丝氨酸，其在提取过程中采用离子交换树脂作为关键提取步骤，具有回收率高、杂质去除彻底、处理量大等优点，但再生过程中会消耗大量酸碱同时生成大量废水污染环境且其原料中有甲醛存在安全隐患。
[0005]专利CN112694413A公开了一种从发酵液中提取L
‑
高丝氨酸的方法，包括发酵液预处理、脱色、电去离子和浓缩过滤等步骤，其中：发酵液絮凝沉淀后经过陶瓷微滤膜及超滤膜处理，而后进入活性炭纤维模块装置脱色，之后利用电去离子装置脱盐，最后浓缩后加入有机溶剂结晶。该技术中工艺路径长，所需装置多，产品收率低。
[0006]专利CN114989026A公开了一种L
‑
高丝氨酸发酵液的精制提纯方法，首先将发酵液中加入碳酸盐和/或碳酸氢盐混合，然后滴加氯甲酸酯，滴加结束后保温，蒸去水分，萃取，得到中间体；再将得到的中间体与盐酸溶液混合，加热反应，反应结束后蒸去盐酸和水的混合物，再加入环氧丙烷进行反应，反应结束后蒸干，再加入醇类溶剂，搅拌后析出固体，抽滤得到L
‑
高丝氨酸白色固体。该技术中，需要加入大量的化学试剂及浓盐酸，且过程中需要高温回流。
[0007]综上所述，目前急需一种新的L
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高丝氨酸发酵液的分离纯化方法。

技术实现思路

[0008]针对上述问题，本专利技术提供了一种L
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高丝氨酸发酵液的分离纯化方法。采用本方法提取L
‑
高丝氨酸，最终收率高，纯度高。
[0009]本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
[0010]本专利技术的一个方面提供了一种L
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高丝氨酸发酵液的分离纯化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1：灭菌，将发酵液灭菌；S2：除菌，将灭菌后的发酵液过陶瓷微滤膜，收集发酵液清液；S3：除糖、色素及小分子，将上述发酵液清液过有机纳滤膜，收集纳滤膜清液；S4：脱色，在上述收集的纳滤膜清液中加入酸调节pH为5
‑
6之间，然后加入活性炭脱色，收集脱色液；S5：浓缩过滤，将上述得到的脱色液减压浓缩至L
‑
高丝氨酸含量为80
‑
100%，在搅拌下向其中加入浓缩液体积3
‑
6倍的有机溶剂，而后降温至
‑5‑
0℃保温结晶一定时间，过滤后烘干得到L
‑
高丝氨酸。
[0011]进一步地，步骤S1中所述发酵液中L
‑
高丝氨酸浓度为100
‑
200g/L。
[0012]进一步地，步骤S1中所述灭菌条件为：温度40
‑
120℃，时间10
‑
60min。
[0013]进一步地，步骤S2中所述过滤条件为：陶瓷微滤膜孔径为0.01~0.2μm，操作压力为0.1~0.5MPa。
[0014]进一步地，步骤S3中所述过滤条件为：有机纳滤膜分子量为100~1000 Da，操作压力为1.5~4.0MPa。
[0015]进一步地，步骤S4中所述酸为盐酸，浓度为20~37%。
[0016]进一步地，步骤S4中所述活性炭的加入量为0.1~2%V，所述脱色温度为30~90℃。
[0017]进一步地，步骤S4中所述脱色液透光率为90
‑
100%。
[0018]进一步地，步骤S5中所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙醇、丙酮中的至少一种。
[0019]借由上述技术方案，本专利技术至少具有下列优点：本专利技术首次采用有机纳滤膜技术对L
‑
高丝氨酸发酵液进行除糖、部分色素及小分子杂质等。第一，与超滤技术相比，降低了后续脱色步骤中活性炭的使用量，大大减少了废炭的产生，同时有效提升产品的纯度及颜色。第二，与电渗析技术相比，设备投资小，运行维护成本低；与离子交换树脂技术相比，减少了大量酸碱的使用，降低了废水的产生。第三，残糖的去除，有效避免了残糖与氨基酸之间产生的“美拉德”效应，改善了L
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高丝氨酸的品相及纯度。使用此方法提取发酵液中的L
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高丝氨酸，色白、纯度高，收率高，采用本方法提取L
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高丝氨酸，最终收率大于80%，纯度大于90%。
[0020]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例详细说明如后。
附图说明
[0021]图1是本专利技术的L
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高丝氨酸发酵液分离纯化工艺流程图。
具体实施方式
[0022]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本专利技术实施例及附图，对本专利技术实施例中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种L
‑
高丝氨酸发酵液的分离纯化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1：灭菌，将发酵液灭菌；S2：除菌，将灭菌后的发酵液过陶瓷微滤膜，收集发酵液清液；S3：除糖、色素及小分子，将上述发酵液清液过有机纳滤膜，收集纳滤膜清液；S4：脱色，在上述收集的纳滤膜清液中加入酸调节pH为5
‑
6之间，然后加入活性炭脱色，收集脱色液；S5：浓缩过滤，将上述得到的脱色液减压浓缩至L
‑
高丝氨酸含量为80
‑
100%，在搅拌下向其中加入浓缩液体积3
‑
6倍的有机溶剂，而后降温至
‑5‑
0℃保温结晶一定时间，过滤后烘干得到L
‑
高丝氨酸。2.根据权利要求1所述的L
‑
高丝氨酸发酵液的分离纯化方法，其特征在于，步骤S1中所述发酵液中L
‑
高丝氨酸浓度为100
‑
200g/L。3.根据权利要求1所述的L
‑
高丝氨酸发酵液的分离纯化方法，其特征在于，步骤S1中所述灭菌条件为：温度40
‑
120℃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张莎莎，李丽，张强，请求不公布姓名，史鲁秋，薛虹宇，苏桂珍，
申请(专利权)人：南京盛德百泰生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：