一种从发酵液中提取Ｌ－色氨酸的方法技术

本发明专利技术提供了一种从发酵液中提取Ｌ－色氨酸的方法，通过微滤膜分离除去发酵液中的菌体，利用超滤膜去除Ｌ－色氨酸除菌液中的大分子蛋白、色素等物，所得Ｌ－色氨酸超滤液经脱色、浓缩、结晶得到Ｌ－色氨酸。本发明专利技术生产工艺简单，原辅料消耗低、产品收率高、纯度高、质量稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种提取L-色氨酸的方法，具体地说，涉及一种从发酵液中提取L-色 氨酸的方法。属于生物化工领域。
技术介绍
L-色氨酸是含有叫吲哚基的中性芳香族氨基酸，它广泛存在于天然蛋白质中，是 人和各种动物生长发育不可缺少的必需氨基酸之一丄-色氨酸除在营养代谢中起重要作用 外，还广泛用于医药、食品、饲料等方面。 近年来，随着L-色氨酸在医药、食品和饲料等方面应用的开拓，市场需求量不断 增加。生产L-色氨酸的方法主要有1)有机合成法，该法以吲哚为原料，经曼里奇反应进 行氨烷基化，然后酯化水解得到产物，该方法生产成本较高。2)天然物质提取法，该方法是 对含有L-色氨酸的物质进行水解，由于L-色氨酸本身在蛋白质及谷类植物中含量不高，无 法实现工业化生产。3)酶转化法，利用吲哚为前体的酶法合成L-色氨酸是较有效的工业生 产方法，但生产成本偏高。4)发酵法，利用葡萄糖糖蜜为原料，利用优良的L-色氨酸生产菌 来生产L-色氨酸。 从原材料的来源和成本的因素考虑，发酵法更具有竞争优势。和其他生物工程产 品一样，L-色氨酸在生产成本的构成中，分离纯化等下游工序的成本占有相当大的比例。因 此，如何取有效措施提高其收率，是目前需要进一步研究解决的问题。 天津科技大学申请的CN101376646A，公开了一种从发酵液中提取L-色氨酸的方 法，其采用不锈钢管式膜分离系统过滤发酵液，再应用离子交换法提取L-色氨酸以及对产 品进行浓縮和结晶。该方法工序复杂，生产成本高，收率低，无法满足工业化生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种从发酵液中分离提取L-色氨酸的方法，该方法工艺条 件温和，操作简便，成本低，收率高，获得的L-色氨酸产品质量好，纯度高。 为了实现本专利技术目的，本专利技术提供一种从发酵液中提取L-色氨酸的方法，其依次 经过如下步骤 1)先将酸化处理的L-色氨酸发酵液酸化处理经微滤膜过滤； 2)然后膜滤液再经超滤膜过滤； 3)将超滤液脱色，得到L-色氨酸脱色液； 4)最后经浓縮、调酸结晶而成。 其中，所述L-色氨酸发酵液为经大肠杆菌发酵获得的。 所述L-色氨酸发酵液酸化处理采用将发酵液调pH至2. 0 4. 0， 一般可用浓硫酸 调酸。 微滤膜处理可过滤除去蛋白、菌体等杂质，微滤膜孔径为0. 05 0. lum，过滤温度 为50 75°C。 微滤膜过滤得到的膜滤液用超滤膜过滤，可进一步脱除其中的大分子蛋白、色素 等杂质，超滤膜截留分子量为500 3000D，超滤膜处理的温度为30 50°C 。 超滤膜过滤后的超滤液通过加滤液体积0. 5 5%。的粉末活性炭于40 6(TC脱 色处理0. 5 lh，以去除小分子色素。 脱色处理后的脱色液进行浓縮处理，控制温度为40 75°C，浓縮至浓縮液色氨酸 含量控制在90 130g/L。浓縮所采用的设备为多效真空浓縮设备、蒸发器。 将浓縮液用氨水调整pH值5. 0 6. 5，优选pH5. 5 6. 0。 结晶处理采用将调好pH值的浓縮液降温至温度20 30°C 。 结晶后采用离心分离，并用去离子水洗涤晶体，所得湿晶体经真空干燥，其中干燥 真空度0. lMPa温度在50 80°C ，得到L-色氨酸晶体，纯度大于98% 。 本专利技术将发酵产生的色氨酸发酵液通过两步膜处理工序，得到产品纯度较高的膜 滤液，经脱色、浓縮、结晶分离得到L-色氨酸产品。本专利技术的提取方法具有条件温和，操作 简便，分离工艺路线短，成本低，产品质量好等特点。而且简单易行，便于控制。通过本专利技术 提取L-色氨酸，产品收率达80 90%，纯度大于98%，得到的晶体色泽好，晶型规则。 本专利技术从发酵液中提取L-色氨酸的方法，具有以下优点采用双膜过滤、脱色，活 性炭消耗降低，氨水消耗降低，工序短，操作简单，收率高，晶所得到的晶体色泽好，晶型规 则，纯度高。具体实施例方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。 实施例1 将300L浓度为23. 5g/L的L-色氨酸发酵液用硫酸调pH值至2. 0，用0. 05 y m的 微滤膜于65t:过滤除菌，膜过滤浓相(为不能透过膜孔的菌体和蛋白混合物)用60L纯水 透析，共得到除菌液300L， L-色氨酸含量23g/L。 将L-色氨酸膜除菌液用截留分子量为500D的超滤膜于45t:过滤除去大分子蛋白 及色素物质，膜过滤浓相(超滤膜管截留的含有大量大分子蛋白和色素的溶液)用40L去 离子水透析，所得透析液与超滤滤出液合并，得到体积为335L、L-色氨酸含量为20. 6g/L的 超滤液。将所得超滤液加入其体积1%。的粉末活性炭于55t:脱色0. 5h，得到L-色氨酸脱色 液330L， L-色氨酸含量为20. 5g/L。 将上述330L的L-色氨酸脱色液用双效真空浓縮设备进行真空浓縮，其中一效真 空度0. 07 0. 08MPa温度50 55°C， 二效真空度0. 09 0. lMPa温度60 65°C，得到 L-色氨酸晶浆液55. 6L(色氨酸含量为120. 4g/L)，所得L-色氨酸晶浆液使用氨水调节pH 至5.8降温至15t:，维持lh后离心分离，并用去离子水洗涤，湿晶体经干燥，得到含量为 98. 5%的L-色氨酸6. 51kg。 实施例2 将400L浓度为16. 5g/L的L-色氨酸发酵液用硫酸调pH值至4. 0，用0. 05 y m的 微滤膜于65t:过滤除菌，膜过滤浓相用50L纯水透析，共得到除菌液395L， L-色氨酸含量 16.41g/L。 将L-色氨酸膜除菌液用截留分子量为500D的超滤膜于48t:过滤除去大分子蛋白及色素物质，膜过滤浓相用50L去离子水透析，所得透析液与超滤滤出液合并，得到体积为 445L、 L-色氨酸含量为14. 36g/L的超滤液，将所得超滤液加入其体积5%。的粉末活性炭于 55t:脱色0. 5h，得到L-色氨酸脱色液440L， L_色氨酸含量为14. 23g/L。 将上述443L的L-色氨酸用双效真空浓縮设备进行浓縮，得到L_色氨酸晶浆液 48. 7L(色氨酸含量128. 6g/L)所得L-色氨酸晶浆液使用氨水调节pH至6. 35，降温至15t:， 维持lh后离心分离，并用去离子水洗涤，湿晶体经干燥，得到含量为98.5X的L-色氨酸 6.07kg。 实施例3 将240L浓度为25. 6g/L的L-色氨酸发酵液用硫酸调pH值至3. 0，用0. 1 y m的 微滤膜于5(TC过滤除菌，膜过滤浓相用45L纯水透析，共得到除菌液245L， L-色氨酸含量 24. 4g/L。 将L-色氨酸膜除菌液用截留分子量为1000D的超滤膜于3(TC过滤除去大分子蛋 白及色素物质，膜过滤浓相用30L去离子水透析，所得透析液与超滤滤出液合并，得到体积 为265L， L-色氨酸含量为22. lg/L的超滤液，将所得超滤液加入其体积0. 5%。的粉末活性 炭于4(TC脱色lh，得到L-色氨酸脱色液260L， L-色氨酸含量为20. 8g/L。 将上述260升L-色氨酸脱色液于75 。C进行真空浓縮，得到L-色氨酸晶浆液 51. 7L色氨酸含量102. 5g/L，所得L-色氨酸晶浆液使用氨水调节pH至5. 5，降温至20°C， 维持1. 5h后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从发酵液中提取Ｌ－色氨酸的方法，其特征在于，其依次经过如下步骤：　　１）先将酸化处理的Ｌ－色氨酸发酵液酸化处理经微滤膜过滤；　　２）然后膜滤液再经超滤膜过滤；　　３）将超滤液脱色，得到Ｌ－色氨酸脱色液；　　４）最后经浓缩、调酸结晶而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣杰，薛培俭，尚海涛，潘声龙，李科技，段中岳，
申请(专利权)人：安徽丰原发酵技术工程研究有限公司，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]