[發明專利]從發酵液中提取L－色氨酸的新方法

無效

• 申請號: 200710059347.3
• 申請日: 2007-08-29
• 公開（公告）號: CN101376646A
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發明（設計）人: 陳寧;謝希賢;黃磊;劉淑云;徐慶陽
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: C07D209/20
• 分類號: C07D209/20;C12P13/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】：本發明屬于生化工程領域，涉及一種從發酵液中提取 L-色氨酸的方法。

【背景技術】：L-色氨酸學名β-吲哚基丙氨酸，化學名L-2-氨基-3-吲 哚基丙酸，別名L-胰化蛋白氨基酸、L-氨基吲哚丙酸，分子式 C11H12O2N2，相對分子質量204.21。L-色氨酸是人體和動物生命活 動中八種必需的氨基酸之一，以游離態或結合態存在于生物體中。世 界市場L-色氨酸年需求量約為120萬噸以上，而目前全世界只有一 千多噸的生產能力，且主要集中在日本、美國等少數國家，僅日本 1989年的銷售額就達到25億日元，因而L-色氨酸的市場前景巨大。 目前具有L-色氨酸生產能力的只有日、德、美等少數發達國家，我 國因技術水平限制尚未進行工業化生產，市場全部依賴進口。

L-色氨酸的生產最早主要依靠蛋白質水解法和化學合成法，但是 隨著對微生物法生產L-色氨酸研究的不斷深入，微生物法已經走向 實用并且處于主導地位。微生物法大體上可以分為直接發酵法、微生 物轉化法和酶法。以微生物直接發酵法生產L-色氨酸，在國外已形 成一定規模的工業生產能力。該法具有原料成本低，來源廣泛，產品 純度高，反應條件溫和等優點，具有工業化生產的潛力。

近年來，L-色氨酸作為必需氨基酸，在輸液、健康食品、飼料 添加劑等方面應用日益廣泛，隨著蛋氨酸、賴氨酸的大量應用，價格 一直較高的L-色氨酸更希望有廉價高效的生產及提取方法，以便推 進L-色氨酸的應用。和其他生物工程產品一樣，色氨酸工業生產也 常常會受到生產成本的制約，而在生產成本的構成中，分離提取等下 游工程的成本占有相當的比例。因此，研究L-色氨酸的提取方法具 有重要的理論意義和實用價值。

要真正實現發酵法生產L-色氨酸的工業化，就必須對發酵液中 L-色氨酸的提取工藝進行研究。國內外多采用沉淀法提取L-色氨酸， 且已有相關專利報道。本發明采用金屬膜過濾發酵液，然后用離子交 換法分離提取發酵液中L-色氨酸。

【發明內容】：本發明的目的是解決現有發酵法生產L-色氨酸的提取 收率低，無法實現產業化生產的問題，提供從發酵液中提取L-色氨 酸的方法。

一種從發酵液中提取L-色氨酸的工藝，包括：采用金屬膜過濾 除菌體和蛋白，濾液通過離子交換法提取L-色氨酸，離子交換過程 中的上柱料液的pH范圍1～14，操作溫度為0～40℃，流速為1～6倍 床體積/h。對離子交換洗脫液進行等點結晶，操作溫度為0～20℃。結 晶后的母液用離子交換樹脂濃縮回流至等點液中。等點后粗結晶用去 離子水溶解，加入一倍體積50％～95％乙醇，冷藏過夜，進行重結晶， 烘干后得L-色氨酸結晶。

金屬膜采用不銹鋼管式膜分離系統，其孔徑為50nm～100nm，截 留分子量2000～50000MW，pH范圍1～14，操作溫度為0～40℃，操 作壓差為0.2～1.0MPa。

洗脫液為0.1～1mol/L氨水，氯化銨溶液，硫酸銨溶液，醋酸銨 溶液，乙醇溶液。

離子交換樹脂采用強酸型陽離子交換樹脂D061、D001-CC、732、 HD-8、JK006、HZ014；離子交換柱采用串聯方式。

金屬膜過濾除菌體和蛋白前，發酵液進行預處理，用堿將發酵液 pH調至9～12，攪拌并加熱到80℃，加入發酵液0.1％～0.5％硅藻土 后注入不銹鋼管式膜分離系統，操作溫度控制在50～60℃，進膜壓力 與出膜壓力差0.3～0.8kg/cm²，濾速控制在200～300ml/min。

本發明的優點和積極效果：本發明利用金屬膜過濾法預處理發酵 液，并以離子交換法提取L-色氨酸，可以大大提高L-色氨酸的收率， 縮短操作周期。產品純度可達98％以上，提取率63.4％。

本發明采用金屬膜過濾菌體，改變了常規發酵液處理采用的離 心、壓濾機壓濾等方法，降低了維修費用，降低了工人的勞動強度， 除去菌體徹底，節省操作時間；且金屬膜使用壽命長，耐高溫、耐酸 堿、易于清洗且裝置維護方便。

利用金屬膜過濾預處理可以快速有效地除去發酵液中的菌體、雜 蛋白和色素等，有利于L-色氨酸的離子交換吸附。另外離子交換法 可以進一步起到脫色作用，去除濾液的色素，從而省略采用活性炭等 的脫色操作，縮短了操作周期。

【提取工藝流程】：

見說明書附圖。

【具體實施方式】：