一种提取L-色氨酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种提取L-色氨酸的方法，包括以下步骤：1）将含L-色氨酸的溶液蒸发浓缩至每升含30-95克L-色氨酸；2）以每摩尔L-色氨酸4-12摩尔有机酸的用量加入有机酸，继续蒸发至每L含200-400克L-色氨酸；3）结晶得到L-色氨酸粗品，4）向所述L-色氨酸粗品加水，高温处理后，结晶得到L-色氨酸纯品。本发明专利技术的方法降低了生产成本、减少了污水排放、提高了L-色氨酸的收率和含量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种提取L-色氨酸的方法，包括以下步骤：1）将含L-色氨酸的溶液蒸发浓缩至每升含30-95克L-色氨酸；2）以每摩尔L-色氨酸4-12摩尔有机酸的用量加入有机酸，继续蒸发至每L含200-400克L-色氨酸；3）结晶得到L-色氨酸粗品，4）向所述L-色氨酸粗品加水，高温处理后，结晶得到L-色氨酸纯品。本专利技术的方法降低了生产成本、减少了污水排放、提高了L-色氨酸的收率和含量。【专利说明】一种提取L-色氨酸的方法
本专利技术属于生物化工领域，具体涉及一种提取L-色氨酸的方法。
技术介绍
L-色氨酸是人和动物生命活动所必需的8种氨基酸之一，是重要的营养剂。近年来，随着国内外饲料工业和医药工业的不断发展，L-色氨酸成为一种国际市场发展前景良好且中国市场需求较大的产品。目前，L-色氨酸的生产方法有化学合成法、蛋白质水解法，以及微生物发酵法。L-色氨酸的生产方法最早主要依靠化学合成法和蛋白质水解法，随着对微生物法生产L-色氨酸研究的不断深入，该方法已经走向实用并且处于主导地位。L-色氨酸的提取纯化主要采用吸附和离子交换法。在吸附法中，由于L-色氨酸弱电离，导致树脂对L-色氨酸的吸附率低，产品收率低。在离子交换法中，水洗会产生大量的工业废水。这两种方法的生产过程的能耗较高，从而导致生产成本较高。
技术实现思路
针对上述现有技术的缺点，本专利技术提供了一种提取L-色氨酸的方法，其包括以下步骤:I)将含L-色氨酸的溶液蒸发浓缩至每升含30-95克L-色氨酸；2)以每摩尔L-色氨酸4-12摩尔有机酸的用量加入有机酸，继续蒸发至每升含200-400克L-色氨酸；3)结晶得到L-色氨酸粗品；4)向所述L-色氨酸粗品加水，高温处理后，结晶得到L-色氨酸纯品。所述有机酸选自:甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、苯甲酸、乳酸、富马酸、马来酸、丙二酸、柠檬酸、苹果酸、水杨酸、乙二酸和山梨酸。优选甲酸。在步骤2)中，每摩尔L-色氨酸对应的有机酸用量可以为4-5、5-6、6-7、7-8、8-9、9-10,10-11 或 11-12 摩尔。在优选的实施方案中，在步骤I)中，将含L-色氨酸的溶液蒸发浓缩至每升含50-75克L-色氨酸。在优选的实施方案中，在步骤2)中，以每摩尔L-色氨酸4-12摩尔有机酸的用量加入有机酸，继续蒸发至每L含260-330克L-色氨酸。优选地，在步骤3)和步骤4)中，结晶为在15_25°C下进行的低温缓慢结晶，优选在20°C下进行；进行时间为8小时-16小时，优选为12小时。在优选的实施方案中，所述含L-色氨酸溶液的pH值为6.8-7.2。在优选的实施方案中，在优选的实施方案中，在步骤4)中，所述高温处理在≥80°C的温度下进行，优选在80-100°C下进行，进行时间为5-15分钟，优选10分钟。在优选的实施方案中，在步骤4)中，每克L-色氨酸粗品对应的水的用量为1.5~2.5 毫升。在优选的实施方案中,所述含L-色氨酸的溶液为L-色氨酸发酵液,优选大肠杆菌L-色氨酸发酵液，并且在进行所述步骤I)之前对所述L-色氨酸发酵液进行过滤和脱色处理。优选地，所述L-色氨酸发酵液的L-色氨酸含量为20-28克/升。在优选的实施方案中，在对所述L-色氨酸发酵液进行过滤和脱色处理之前用所述有机酸将pH调至4.5。在优选的实施方案中，所述脱色处理使用粉末活性炭进行。在优选的实施方案中，所述粉末活性炭的用量为3克/升。在优选的实施方案中，所述脱色处理在60-80°C下进行，脱色时间为20-40分钟，优选为30分钟。在本专利技术的方法中L-色氨酸与有机酸在一定浓度下形成L-色氨酸纯度较高的水合L-色氨酸有机酸盐，所得到的水合L-色氨酸有机酸盐经过高温处理可使得有机酸盐晶体破裂，从而得到L-色氨酸。本专利技术的方法具有以下优点:1.不再采用传统的树脂吸附法，操作简单，降低了生产中的能量消耗，并且原料便宜且有机酸用量较少，降低了成本；2.在步骤3)中溶液被浓缩到每升含200-400克L-色氨酸，使得步骤3)结晶后的母液较少，并且本方法中产生的L-色氨酸粗品为色氨酸纯度较高的水合色氨酸有机酸盐，所以步骤4)中的结晶后的母液含有的杂质非常少，可重复利用或回收，对环境友好；3.当所述方法使用甲酸提取色氨酸时，步骤3)中结晶后的母液可用于制备甲酸钙(将一次结晶母液用氢氧化钙调节PH至5.0，喷雾干燥得色氨酸含量约5%的饲料级甲酸钙)，从而使得整个提取过程基本上不产生废液。4.提高了 L-色氨酸的收率和含量，色氨酸粗品含量为90%以上，甚至可达95%，收率可达80% ;色氨酸纯品含量> 98.5，收率可达70%以上。【具体实施方式】下面以具体的实施例对本专利技术的技术方案做进一步的技术说明；但本专利技术并不限于这些实施例。本专利技术说明书和权利要求书中的使用的“L-色氨酸粗品”是指L-色氨酸有机酸盐晶体。本专利技术说明书和权利要求书中使用的“每升含克L-色氨酸”是指反应体系中平均每升含有的以任何形式存在的L-色氨酸(例如游离的色氨酸、色氨酸有机酸盐中的色氨酸等)的量，其等于反应体系中以任何形式存在的L-色氨酸(例如游离的色氨酸、色氨酸有机酸盐中的色氨酸等)的总量(g)/反应体系的体积(U。本文实施例中使用的L-色氨酸发酵液由大肠杆菌发酵制备。本文使用的其他制剂和设备均为普通市售品。实施例1将10升浓度为23克/升的L-色氨酸发酵液用甲酸调pH值4.5，加热至50°C，0.1微米中空纤维膜过滤，得10升清液，将所述清液加热至70°C，加入30克粉末活性炭，缓慢搅拌30分钟，真空抽滤得到脱色清液，将滤饼用30毫升纯水洗涤得到洗涤水，将得到的脱色清液与洗涤水混合待用。将所得的混合溶液蒸发至4升(每升含57.5克L色氨酸)，加入甲酸(0.4升)，继续蒸发至0.77升(每升含298.7克L色氨酸)，出料至结晶缸，在20°C下缓慢降温结晶12小时，3000rpm离心，倒出上清(即，第一次结晶后的母液，体积为0.57L)，将所得结晶用40毫升纯水洗涤，80°C下干燥后得到为棒状晶体的L-色氨酸粗品196.37克，含量94.97%，收率81.08%。将L-色氨酸粗品加入400毫升纯水中，85°C下缓慢搅拌10分钟，在20°C下缓慢降温结晶12小时，3000rpm离心，倒出上清(即，第二次结晶后的母液，体积为0.23L)，30毫升纯水洗涤，80°C下干燥后得片状L-色氨酸纯品165.55克，含量98.72%，收率 71.06%o实施例2将15升浓度为22克/升的L-色氨酸发酵液用甲酸调pH值4.5，加热至50°C，0.1微米中空纤维膜过滤，得15.1升清液，将所述清液加热至70°C，加入45克粉末活性炭，缓慢搅拌30分钟，真空抽滤得到脱色清液，滤饼用45毫升纯水洗涤得到洗涤水，将得到的脱色清液与洗涤水混合待用。将所得的混合溶液蒸发至5.5升(每升含60克L色氨酸)，加入甲酸(0.7升)，继续蒸发至1.2升(每升含275克L色氨酸)，出料至结晶缸，在20°C下缓慢降温结晶12小时，3000rpm离心，倒出上清(即，第一次结晶后的母液，体积为0.92L)，将所得结晶用58毫升纯水洗涤，80°C下干燥后得到为棒状晶体的L-色氨酸粗品286.32克，含量93.15%，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提取L‑色氨酸的方法，其包括以下步骤：1）将含L‑色氨酸的溶液蒸发浓缩至每升含30‑95克L‑色氨酸；2）以每摩尔L‑色氨酸4‑12摩尔有机酸的用量加入有机酸，继续蒸发至每升含200‑400克L‑色氨酸；3）结晶得到L‑色氨酸粗品，4）向所述L‑色氨酸粗品加水，高温处理后，结晶得到L‑色氨酸纯品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏大勇，王德辉，崔鹏，李相南，
申请(专利权)人：大成生化科技松原有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22