一种提取Ｌ－异亮氨酸的方法技术

本发明专利技术涉及生物化工领域，公开了一种提取Ｌ－异亮氨酸的方法。本发明专利技术所述方法包括将Ｌ－异亮氨酸发酵液絮凝，絮凝后的澄清溶液用孔径为５０ｎｍ、分子量为３０ＫＤ的陶瓷膜微滤；微滤后所得滤液用强酸性阳离子树脂吸附，然后用０．２～０．６ｍｏｌ／Ｌ的氨水或氢氧化钠对强酸性阳离子树脂洗脱，收集洗脱开始至洗脱液ｐＨ值为７～８时的Ａ洗脱液，收集洗脱液ｐＨ值为７～８至洗脱液ｐＨ值为９．５～１０．５时的Ｂ洗脱液；所述Ａ洗脱液进行浓缩、过滤、脱色，结晶后获得Ｌ－异亮氨酸晶体，所述Ｂ洗脱液重复离子交换吸附。本发明专利技术能有效去除滤液以及洗脱液中的杂质，提高Ｌ－异亮氨酸的提取率和品质，可广泛应用于Ｌ－异亮氨酸的生产中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物化工领域，具体提供了一种提取L-异亮氨酸的方法。技术背景异亮氨酸，学名2-氨基-3-甲基戊酸，别名异白氨酸，是20种基本氨基酸的其中 一种，几乎存在于所有蛋白质的结构中。异亮氨酸有2个不对称碳原子，故其存在4种立体 异构体和2个L-异亮氨酸的非对映体，但是自然界中只存在L-异亮氨酸一种类型。由于 L-异亮氨酸不能在人体内合成，所以它是人体必需氨基酸，与L-亮氨酸、L-缬氨酸统称为 支链氨基酸，因其特殊的结构和功能，在人体生命代谢中具有重要作用。在国际上，L-异亮氨酸生产厂家主要有日本味之素、协和发酵、田边制药以及德国 Degussa等4家公司，均采用发酵法工艺生产L-异亮氨酸。其中，日本在L-异亮氨酸产量、 品质和科技上居世界领先地位，其L-异亮氨酸产酸率为35-50g/L，提取率在70 %。在国 内，生产厂家主要有湖北宜药集团公司、宜昌三峡药业有限公司、无锡晶海氨基酸公司、南 宁安力泰药业有限责任公司等。同时国内对离子交换吸附法提取L-异亮氨酸也有不少报 道和专利，例如，来彩霞和刘清华分别在沈阳药科大学学报、无锡轻工大学学报上报道了利 用离子交换法提取L-异亮氨酸的工艺；中国专利CN200510123082. X公开了离子交换法从 发酵液中提取L-异亮氨酸的清洁生产工艺。但是，这些报道中的L-异亮氨酸的提取率只 有50 60%，而且品质也较低。造成L-异亮氨酸的提取率和品质较低的主要原因是，目前的工艺在离子交换吸 附阶段普遍采取一次性收集洗脱液的方法，但随着洗脱时间的延长，洗脱液中的杂氨基酸 含量会逐渐增加，这对L-异亮氨酸的提取和品质造成了影响。此外，目前的过滤工艺无法 最大限度的去除菌体蛋白，而且现阶段的结晶工艺也无法高效地收获L-异亮氨酸晶体，这 些也是造成L-异亮氨酸提取率和品质较低的因素之一。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种提取L-异亮氨酸的方法，该方法有效地解决了离子交 换法中由于一次性收集洗脱液，造成洗脱液中杂氨基酸增加影响L-异亮氨酸提取的问题， 提高了 L-异亮氨酸的提取率和品质。本专利技术提供一种提取L-异亮氨酸的方法，包括步骤1、将L-异亮氨酸发酵液絮凝，絮凝后的澄清溶液用孔径为50nm、分子量为 30KD的陶瓷膜微滤；步骤2、微滤后所得滤液用强酸性阳离子树脂吸附，然后用0. 2 0. 6mol/L的氨 水或氢氧化钠对强酸性阳离子树脂洗脱，收集洗脱开始至洗脱液PH值为7 8时的A洗脱 液，收集洗脱液PH值为7 8至洗脱液pH值为9. 5 10. 5时的B洗脱液；步骤3、所述A洗脱液进行浓缩、过滤、脱色、结晶后，获得L-异亮氨酸晶体；步骤4、B洗脱液用强酸性阳离子树脂吸附，然后用0. 2 0. 6mol/L的氨水或氢氧化钠对强酸性阳离子树脂洗脱，收集洗脱开始至洗脱液PH值为7 8时的洗脱液进行浓 缩、过滤、脱色、结晶后获得L-异亮氨酸晶体；步骤5、收集洗脱液PH值为7 8至洗脱液PH值为9. 5 10. 5时的B洗脱液重复步骤4。具体流程图参见图1。其中，L-异亮氨酸发酵液是由工业上常用L-异亮氨酸生产菌株与原料发酵后获 得。在过滤阶段，现有工艺是絮凝后直接进行一般过滤，这样就使L-异亮氨酸发酵液 经过膜系统的多次循环，将絮凝的菌体打碎，影响了絮凝的效果，使滤液中存在菌体蛋白。 而本专利技术采用絮凝与陶瓷膜微滤相结合的工艺，同时在微滤时取絮凝后的澄清溶液微滤， 极大的减少了滤液的菌体蛋白含量。其中，所述微滤的滤液与L-异亮氨酸发酵液的浓缩比为1 6 10，所述微滤为 在操作压力为0. 2 0. 8Mpa，过膜温度为40 60°C，添加透析水量为L-异亮氨酸发酵液 的30 50%的操作要求下微滤，所述絮凝为用0. 1 4%添加量的聚氯化铝、壳聚糖或阳 性聚丙酰胺絮凝。在本专利技术中，所有的百分比均是指质量百分比。在离子交换吸附阶段，本专利技术采用分段收集洗脱液的方法，并对不同阶段的洗脱 液做不同处理。本专利技术用高效液相色谱法对不同阶段的洗脱液进行检测，检测结果显示从 洗脱开始至洗脱液PH值为7 8时，洗脱液L-异亮氨酸含量大于0. 2 %且杂氨基酸含量小 于0. 15%，其杂氨基酸含量对L-异亮氨酸的后期提取无影响，故命名此阶段洗脱液为A洗 脱液并收集，直接送入下一工序。由于采用氨水或氢氧化钠来洗脱，随着洗脱的不断进行， 洗脱液的PH值会越来越大，检测结果显示从洗脱液pH值为7 8至洗脱液pH值为9. 5 10. 5时，洗脱液L-异亮氨酸含量大于0. 2%且杂氨基酸含量为0. 15 0. 5%，命名此阶段 洗脱液为B洗脱液并收集，其所含杂氨基酸略微超出标准，需要再次进行离子交换吸附，这 样不但保证下次收集到的A洗脱液的质量较高，同时可以避免对洗脱液的损耗，确保L-异 亮氨酸的提取率和品质。其中，所述杂氨基酸是指洗脱液中除L-异亮氨酸外的其他所有氨基酸，所述洗脱 速度为0. 2 0. 5m/s，所述强酸性阳离子树脂为732型、JK008型或JK006型树脂。在其他工序阶段，本专利技术改变原有先脱色后浓缩工序，采用先浓缩后脱色的方法， 有效的减少活性炭的用量。所述A洗脱液浓缩后进行分离，得到包含L-异亮氨酸的固体和 母液，大部分杂质进入到母液中，而固体中的色素和其他杂质就会减少，这样固体再溶解脱 色时不但可以减少活性炭的用量，还提高了产品的质量。本专利技术在结晶阶段采用梯度降温、低温育晶的方法，用1 梯度降温至-10 8°C， 然后育晶2 他。粗大的晶体利于分离洗涤且质量较好，细小的晶体在分离中容易流失。 如果使用快速降温，晶体无生长过程，会产生大量细小晶体，并且这种析出过快的晶体容易 夹带杂质，会降低L-异亮氨酸的提取率和品质。因此，本专利技术使用梯度降温控制晶体生长 速度，使晶体缓慢生长为粗大晶体，并且在低温下育晶可以进一步降低L-异亮氨酸在水中 的溶解度，利于析出更多的晶体。此外，本专利技术所述方法还包括对所述结晶后的残液进行分类处理，具体为当残液杂氨基酸含量小于4%且硫酸盐含量小于时，残液重复步骤3所述脱4色、结晶；当残液杂氨基酸含量大于4%或硫酸盐含量大于时，残液重复步骤3所述浓 缩、过滤、脱色、结晶。本专利技术能够有效去除滤液以及洗脱液中的杂质，提高L-异亮氨酸的提取率和品 质，节约成本，有利于保护自然环境，可广泛应用于L-异亮氨酸的生产中。附图说明图1所示为本专利技术所述提取L-异亮氨酸的方法流程图。具体实施方式本专利技术公开了一种提取L-异亮氨酸的方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容， 适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来 说是显而易见的，它们都被视为包括在本专利技术。本专利技术的方法已经通过较佳实施例进行了 描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行 改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。依照本专利技术，所述一种提取L-异亮氨酸的方法，包括步骤1、将L-异亮氨酸发酵液絮凝，絮凝后的澄清溶液用孔径为50nm、分子量为 30KD的陶瓷膜微滤；步骤2、微滤后所得滤液用强酸性阳离子树脂吸附，然后用0. 2 0. 6mol/L的氨 水或氢氧化钠对强酸性阳离子树脂洗脱，收集洗脱开始至洗脱液PH值为7 8时的A洗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提取Ｌ－异亮氨酸的方法，其特征在于，包括：步骤１、将Ｌ－异亮氨酸发酵液絮凝，絮凝后的澄清溶液用孔径为５０ｎｍ、分子量为３０ＫＤ的陶瓷膜微滤；步骤２、微滤后所得滤液用强酸性阳离子树脂吸附，然后用０．２～０．６ｍｏｌ／Ｌ的氨水或氢氧化钠对强酸性阳离子树脂洗脱，收集洗脱开始至洗脱液ｐＨ值为７～８时的Ａ洗脱液，收集洗脱液ｐＨ值为７～８至洗脱液ｐＨ值为９．５～１０．５时的Ｂ洗脱液；步骤３、Ａ洗脱液进行浓缩、过滤、脱色、结晶后，获得Ｌ－异亮氨酸晶体；步骤４、Ｂ洗脱液用强酸性阳离子树脂吸附，然后用０．２～０．６ｍｏｌ／Ｌ的氨水或氢氧化钠对强酸性阳离子树脂洗脱，收集洗脱开始至洗脱液ｐＨ值为７～８时的洗脱液进行浓缩、过滤、脱色、结晶后获得Ｌ－异亮氨酸晶体；步骤５、收集洗脱液ｐＨ值为７～８至洗脱液ｐＨ值为９．５～１０．５时的Ｂ洗脱液重复步骤４。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王海雷，钟秀茹，龚华，常利斌，
申请(专利权)人：五洲明珠股份有限公司，
类型：发明
国别省市：54[中国|西藏]