[發(fā)明專利]一種提取蘇氨酸的新工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810159577.1
• 申請(qǐng)日: 2008-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101456822A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 左克峰;朱翠云;孫海遠(yuǎn);何永豐;梁建勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東恩貝生物工程有限公司
• 主分類號(hào): C07C229/22
• 分類號(hào): C07C229/22;C07C227/38;C12P13/08
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 辛向東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于蘇氨酸的生產(chǎn)工藝，具體說(shuō)是從蘇氨酸發(fā)酵液中提取蘇氨酸的 新工藝。

背景技術(shù)

英文名稱：L-Threonine?Itaconic?acid，化學(xué)名稱：β-羥基-α-氨基丁酸，

分子式：C₄O₃N₁H₉，分子量：119.12，結(jié)構(gòu)式為：

蘇氨酸白色斜方晶系或結(jié)晶性粉末，無(wú)臭，味微甜，易溶于水，25℃溶解度為 20.5g/100ml；不溶于乙醇、乙醚和氯仿。等電點(diǎn)為pH5.64。蘇氨酸有4種異構(gòu) 體，天然存在并對(duì)機(jī)體有生理作用的是L一蘇氨酸。

蘇氨酸作為一種重要的氨基酸，主要用于醫(yī)藥、食品強(qiáng)化劑、飼料添加劑 等方面。蘇氨酸的生產(chǎn)可采用發(fā)酵法和化學(xué)合成法等。現(xiàn)在世界上大都采用發(fā) 酵法生產(chǎn)，主要以酪蛋白、絲蛋白、絲膠蛋白等為原料制得。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)際 市場(chǎng)對(duì)蘇氨酸的需求持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)，是需求增長(zhǎng)最快的氨基酸品種之一。特別 是飼料添加劑方面的用量增長(zhǎng)快速，它常添加到未成年仔豬和家禽的飼料中， 是豬飼料的第二限制氨基酸和家禽飼料的第三限制氨基酸。

蘇氨酸還是一種重要的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑，可以強(qiáng)化谷物、糕點(diǎn)、乳制品，有恢 復(fù)人體疲勞，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育的效果。醫(yī)藥上，由于蘇氨酸的結(jié)構(gòu)中含有羥基， 對(duì)人體皮膚具有持水作用，與寡糖鏈結(jié)合，對(duì)保護(hù)細(xì)胞膜起重要作用，在體內(nèi) 能促進(jìn)磷脂合成和脂肪酸氧化。其制劑具有促進(jìn)人體發(fā)育抗脂肪肝藥用效能， 是復(fù)合氨基酸輸液中的一個(gè)成分。同時(shí)，蘇氨酸又是制造一類高效低過(guò)敏的抗 生素——單酰胺菌素的原料。

L-蘇氨酸的生產(chǎn)方法有蛋白質(zhì)水解法、化學(xué)合成法和直接發(fā)酵法。蛋白 質(zhì)水解法和化學(xué)合成法因其存在種種弊端，工業(yè)化生產(chǎn)已經(jīng)基本不再使用.直 接發(fā)酵法以其生產(chǎn)成本低、資源節(jié)約、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為工業(yè)化生產(chǎn) L-蘇氨酸的主要方式。蛋白質(zhì)水解提取法主要以血粉、角蹄、玉米、麩質(zhì)粉、 棉籽餅、絲膠等天然蛋白質(zhì)，可將上述蛋白質(zhì)經(jīng)水洗、攪碎、干燥、酸解得水 解液經(jīng)濃縮得濃縮液，用活性炭脫色、上柱，接收液作紙層析，收集蘇氨酸部 分.但該方法存在不少問(wèn)題，操作復(fù)雜，需處理大量洗脫液，最主要的是蘇氨 酸在這些蛋白質(zhì)中含量較低，尤其是提取目標(biāo)氨基酸時(shí)，其他氨基酸作為廢料 處理掉，造成資源的浪費(fèi)。化學(xué)合成法主要有巴豆酸法、乙酰乙酸乙酯法、甘 氨酸銅法及不對(duì)稱環(huán)氧化法等，其中路線較短、收率較高、具有較高工業(yè)價(jià)值 的方法是甘氨酸銅法。甘氨酸由于與Cu“絡(luò)合，生成螯合物，從而增強(qiáng)了Ot 氫的酸性，更利于其與乙醛縮合，最終脫去銅，生成DL一蘇氨酸.cu起到了 催化劑的作用。也有用五水硫酸銅或氯化銅與甘氨酸和乙醛來(lái)制備的.Aune 則采用中間體雙(2，5一二甲基一4一惡唑烷羧酸酯)二水合銅，與甘氨酸反應(yīng) 合成DL一蘇氨酸。但是這種方法產(chǎn)品中一種混合體，D型沒(méi)有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而 且分離比較困難。

隨著基因工程技術(shù)的發(fā)展、工業(yè)微生物生物化學(xué)信息的增多、特別是工業(yè) 生物載體系統(tǒng)的成功構(gòu)建，從上世紀(jì)70年代末起前蘇聯(lián)研究者開(kāi)始用基因工程 技術(shù)構(gòu)建蘇氨酸菌種，為優(yōu)良的L-蘇氨酸生產(chǎn)菌株的篩選和產(chǎn)酸水平的提高 提供了可靠的技術(shù)保障，使微生物直接發(fā)酵法生產(chǎn)L-蘇氨酸成為一種廉價(jià)的工 業(yè)化生產(chǎn)方法。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)蘇氨酸的需求逐年強(qiáng)勁增長(zhǎng)。發(fā)酵生產(chǎn)的蘇氨酸主 要作為飼料添加劑使用，本公司開(kāi)發(fā)出最近的蘇氨酸清潔生產(chǎn)新工藝，純度高， 產(chǎn)品符合食品級(jí)、藥品級(jí)要求，含量達(dá)到98.5％以上。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服了上述技術(shù)上的缺陷，提供了一種蘇氨酸發(fā)酵液中 提取蘇氨酸的新工藝。其工藝的具體步驟為：

(1)連續(xù)在線酸化技術(shù)。采用靜態(tài)混合器，加入濃硫酸，通過(guò)控制發(fā)酵液及濃 硫酸的流量比例調(diào)節(jié)PH至1～4，蘇氨酸以溶液狀態(tài)存在與發(fā)酵液中，酸化發(fā) 酵液使蛋白變性，適宜于菌體分離。

(2)陶瓷膜在線過(guò)濾技術(shù)。膜孔徑50nm，控制過(guò)濾溫度為25～50℃，過(guò)濾壓 力的進(jìn)膜壓力1.5～3.0bar，濾除菌體。

(3)采用卷式有機(jī)膜除蛋白、大分子雜質(zhì)、脫色。控制pH2～6，過(guò)濾溫度30～ 50℃，控制過(guò)濾壓力15～30bar，濃縮至原液的9～14倍。

(4)石墨三效濃縮設(shè)備應(yīng)用于蘇氨酸生產(chǎn)，控制濃縮溫度50～85℃，濃縮至 透析液的3～6倍，至有晶體析出時(shí)，停止蒸發(fā)。