一种基因工程菌产L-丙氨酸发酵液脱盐脱色的方法技术

本发明专利技术公开了一种基因工程菌产L-丙氨酸发酵液脱盐脱色的方法，该方法简单方便，可节约下游分离纯化的成本。本发明专利技术的基因工程菌产L-丙氨酸发酵液脱盐脱色的方法，其主要是使用D101大孔树脂对基因工程菌产L-丙氨酸发酵液进行脱盐脱色处理。

【技术实现步骤摘要】
—种基因工程菌产L-丙氨酸发酵液脱盐脱色的方法
本专利技术涉及一种发酵液脱盐脱色的方法，更具体地说涉及一种基因工程菌产L-丙氨酸发酵液脱盐脱色的方法。
技术介绍
L-丙氨酸又称α -氨基丙酸，分子式为C3H7NO2,易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚或丙酮，含有较高的甜味，具有旋光性，是组成蛋白质的20种L型α氨基酸之一。L-丙氨酸虽然为人体非必需氨基酸，但却为人体血液中含量最高氨基酸，有重要的生理作用。L-丙氨酸在生物体内转氨反应中为最重要的氨基供体，也可作为血液中氮的优良运输工具。与糖代谢有密切关联，在葡萄糖-丙氨酸循环中，保持低血氨水平，同时还有产糖作用。L-丙氨酸在食品与医药行业有着极广的应用。在食品工业中，L-丙氨酸可用于食品饮料的防腐剂、风味调味料，加入少量的丙氨酸便可明显提高食品及饮料中的蛋白质利用率以及食品的营养价值，并且由于丙氨酸具有能够被生物体直接消化吸收的特点，饮用后能迅速恢复疲劳，振奋精神；L-丙氨酸具有较强的甜度，可作为食品甜味剂使用，在复配甜味剂中加入少量L-丙氨酸能使得甜度提高、甜味柔和如同天然甜昧剂，是合成高甜度阿力甜原料之一 ;L-丙氨酸还可改善后味，作酸味矫正剂，改善有机酸的酸味，使其更接近天然物质的酸味；L-丙氨酸还用于营养增补剂，制备氨基酸功能性保健酒等；L-丙氨酸在医药行业，广泛用于在临床输液，为患者提供能量和营养；L-丙氨酸还是生产维生素B6、合成泛酸钙及其它有机化合物的重要原料 。目前，国内L-丙氨酸的生产绝大多数是采用生物发酵的方式。其除了对优良菌种选育、发酵工艺改进这些上游技术的探索，L-丙氨酸的下游分离提纯方式也是生物发酵生产L-丙氨酸的重要研究内容和关键技术之一。微生物发酵液中存在大量色素分子和高盐成分，色素乃是本身有颜色并能使其它物质着色的高分子有机化合物。它是在发酵过程中所产生的代谢产物，与菌种和发酵条件有关。在发酵液预处理及提炼过程中，大部分的杂质及色素已被去除，但仍有少量色素存在，如果在提炼中使用质量较差的原材料，也会带进一些色素。各种色素中生色基团和助基团一般都含有数量较多的各种极性基团(如-C00H、-NH2, -OH等)。如若不能有效去除这些色素分子和高盐成分，就会增加后续下游过程中产品的分离、提纯、结晶的难度，进而影响产品的纯度和品质。L-丙氨酸的生产成本主要由上游发酵过程和下游分离提纯过程费用组成，其中，下游过程所占费用的比例高达60%~70%。通常L-丙氨酸脱色普遍采用的脱色方式是活性炭脱色。这是因为活性炭比表面积大，吸附力强。但是其也存在着不足与问题，其对溶液的黏度有一定的要求，黏度较高时需要使样液体升温到一定的温度才利于吸附和过滤，另外活性炭不可回收利用，且容易吸附产品，造成产品损失较大。而且活性炭脱色方式不能有效减少母液中高盐成分。因此如何在节约成本的基础上改进分离提纯的方式，提高成品的品质已成为微生物发酵生产丙氨酸的关键问题之一。DlOl大孔吸附树脂则是苯乙烯型非极性共聚体，适用范围比较广谱，对于不带极性或弱极性的有机化合物，普遍吸附能力强，目前，广泛应用在医药行业，特别对皂甙、黄酮这类中草药的分离提纯效果尤佳，例如:人参皂甙、三七皂甙、薯蓣皂甙、银杏黄酮等。但是，目前还没有关于将DlOl大孔吸附树脂用于类似L-丙氨酸发酵液这类生物制品的脱盐脱色的相关专利和报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述现有技术中存在的问题与不足，提供一种基因工程菌产L-丙氨酸发酵液脱盐脱色的方法，该方法简单方便，可节约下游分离纯化的成本。本专利技术是通过以下技术方案实现的:本专利技术的基因工程菌产L-丙氨酸发酵液脱盐脱色的方法，其主要是使用DlOl大孔树脂对基因工程菌产L-丙氨酸发酵液进行脱盐脱色处理。本专利技术的基因工程菌产L-丙氨酸发酵液脱盐脱色的方法，其进一步的方案是所述的使用DlOl大孔树脂对基因工程菌产L-丙氨酸发酵液进行脱盐脱色处理包括以下步骤:基因工程菌产L-丙氨酸发酵液预处理:将基因工程菌产L-丙氨酸发酵液在高速低温离心机下离心以去除包含菌体在内的杂质，收集得到上清液；将上清液中丙氨酸浓度调整至70~80mg/mL，pH值调整至2.0~3.0待用；DlOl大孔树脂预处理:将DlOl大孔树脂装柱，并进行乙醇浸泡24h后水洗至流出液澄清后，再经过4%HC1流洗、水洗至中性、4%NaOH流洗、水洗至中性后的过程得到预处理DlOl大孔树脂待用；脱盐脱色处理:将基因工程菌产L-丙氨酸发酵液预处理步骤中已处理好的L-丙氨酸发酵液以流速为0.5~2.5mL/min，温度为35~65°C条件下进入经过预处理的DlOl大孔树脂进行脱盐脱色，色素有机大分子及含高盐类杂质吸附在大孔树脂上，收集分离后的L-丙氨酸发酵液。本专利技术的基因工程菌产L-丙氨酸发酵液脱盐脱色的方法，其更进一步的技术方案是所述的高速低温离心机的转速为10000~12000r/min,离心时间为5min。本专利技术的基因工程菌产L-丙氨酸发酵液脱盐脱色的方法，其更进一步的技术方案还可以是所述的DlOl大孔树脂预处理时在装柱前先于柱中装入1/3~1/4体积的水，然后加入DlOl树脂，树脂装柱量为树脂膨胀后柱体积的80%。本专利技术的基因工程菌产L-丙氨酸发酵液脱盐脱色的方法，其更进一步的技术方案是脱盐脱色处理过程中，在DlOl大孔树脂吸附饱和后，用50~99%乙醇、0.5~2.0mL/min的流速进行树脂的洗脱使DlOl大孔树脂再生。与现有技术相比本专利技术具有以下有益效果:利用DlOl大孔吸附树脂进行脱盐脱色，所吸附的色素和杂质容易洗脱，80%乙醇洗脱即可，酸碱重复处理可实现树脂的再生。DlOl大孔树脂对L-丙氨酸吸附量极少甚至没有吸附，产品保留率达到94%以上，不会造成产品损失。DlOl大孔树脂较其它普通树脂在进行发酵液脱色的同时，还能脱盐，降低发酵液电导率。DlOl大孔树脂的再生率较高，达到95%以上，可以重复使用数十次。使用DlOl大孔树脂对L-丙氨酸进行脱盐脱色，效果优于活性炭脱色，可节约下游分离纯化的成本，适合工业化规模生产用。【附图说明】图1为本专利技术实施例1中DlOl大孔树脂对L-丙氨酸脱色的脱色率随温度变化示意图。图2为本专利技术实施例2中DlOl大孔树脂对L-丙氨酸脱色的脱色率随上样流速变化示意图。图3为本专利技术实施例3中DlOl大孔树脂对L-丙氨酸脱色的解析率随乙醇浓度变化示意图。【具体实施方式】在实施例中DlOl大孔吸附树脂均为市售产品。实施例1(I)将L-丙氨酸发酵液进行预处理，在高速低温离心机下离心以去除菌体等杂质，收集上清液；(2)将上述上清液中L-丙氨酸浓度调整至75mg/mL，pH值调整至3.0 ；(3)将DlOl大孔树脂装柱，并进行乙醇浸泡24h后水洗至流出液澄清后，依次用4%HC1流洗，水洗至中性，4%NaOH流洗，水洗至中性的预处理过程；(4)控制处理后的发酵液流速为1.5mL/min，温度分别为35、40、45、50、55、60°C、65°C下，进入DlOl大孔树脂 进行脱盐脱色，得丙氨酸发酵液，计算脱色率。图1是DlOl大孔树脂动态脱色试验得到的温度对脱色率变化曲线图，可以看出，温度对DlOl大孔树脂的吸附性能的影响比较大，温度在50°C左右脱色性能卓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基因工程菌产L?丙氨酸发酵液脱盐脱色的方法，其特征在于使用D101大孔树脂对基因工程菌产L?丙氨酸发酵液进行脱盐脱色处理。

【技术特征摘要】
1.一种基因工程菌产L-丙氨酸发酵液脱盐脱色的方法，其特征在于使用DlOl大孔树脂对基因工程菌产L-丙氨酸发酵液进行脱盐脱色处理。2.根据权利要求1所述的基因工程菌产L-丙氨酸发酵液脱盐脱色的方法，其特征在于所述的使用DlOl大孔树脂对基因工程菌产L-丙氨酸发酵液进行脱盐脱色处理包括以下步骤: 基因工程菌产L-丙氨酸发酵液预处理:将基因工程菌产L-丙氨酸发酵液在高速低温离心机下离心以去除包含菌体在内的杂质，收集得到上清液；将上清液中丙氨酸浓度调整至70~80mg/mL，pH值调整至2.0~3.0待用； DlOl大孔树脂预处理:将DlOl大孔树脂装柱，并进行乙醇浸泡24h后水洗至流出液澄清后，再经过4%HC1流洗、水洗至中性、4%NaOH流洗、水洗至中性后的过程得到预处理DlOl大孔树脂待用； 脱盐脱色处理:将基因工程菌产L-丙氨酸发酵液预处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪厚胜，闵兆升，郭会明，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：