[發明專利]一種從發酵液中提取L-色氨酸的方法

有效

• 申請號: 200910260057.4
• 申請日: 2009-12-24
• 公開（公告）號: CN101717360A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 李榮杰;薛培儉;尚海濤;潘聲龍;李科技;段中岳
• 申請（專利權）人: 安徽豐原發酵技術工程研究有限公司
• 主分類號: C07D209/20
• 分類號: C07D209/20;B01D61/14
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王朋飛

技術領域

本發明涉及一種提取L-色氨酸的方法，具體地說，涉及一種從發酵液中提取L-色氨酸的方法。屬于生物化工領域。

背景技術

L-色氨酸是含有叫吲哚基的中性芳香族氨基酸，它廣泛存在于天然蛋白質中，是人和各種動物生長發育不可缺少的必需氨基酸之一。L-色氨酸除在營養代謝中起重要作用外，還廣泛用于醫藥、食品、飼料等方面。

近年來，隨著L-色氨酸在醫藥、食品和飼料等方面應用的開拓，市場需求量不斷增加。生產L-色氨酸的方法主要有：1)有機合成法，該法以吲哚為原料，經曼里奇反應進行氨烷基化，然后酯化水解得到產物，該方法生產成本較高。2)天然物質提取法，該方法是對含有L-色氨酸的物質進行水解，由于L-色氨酸本身在蛋白質及谷類植物中含量不高，無法實現工業化生產。3)酶轉化法，利用吲哚為前體的酶法合成L-色氨酸是較有效的工業生產方法，但生產成本偏高。4)發酵法，利用葡萄糖糖蜜為原料，利用優良的L-色氨酸生產菌來生產L-色氨酸。

從原材料的來源和成本的因素考慮，發酵法更具有競爭優勢。和其他生物工程產品一樣，L-色氨酸在生產成本的構成中，分離純化等下游工序的成本占有相當大的比例。因此，如何取有效措施提高其收率，是目前需要進一步研究解決的問題。

天津科技大學申請的CN101376646A，公開了一種從發酵液中提取L-色氨酸的方法，其采用不銹鋼管式膜分離系統過濾發酵液，再應用離子交換法提取L-色氨酸以及對產品進行濃縮和結晶。該方法工序復雜，生產成本高，收率低，無法滿足工業化生產。

發明內容

本發明的目的是提供一種從發酵液中分離提取L-色氨酸的方法，該方法工藝條件溫和，操作簡便，成本低，收率高，獲得的L-色氨酸產品質量好，純度高。

為了實現本發明目的，本發明提供一種從發酵液中提取L-色氨酸的方法，其依次經過如下步驟：

1)先將酸化處理的L-色氨酸發酵液酸化處理經微濾膜過濾；

2)然后膜濾液再經超濾膜過濾；

3)將超濾液脫色，得到L-色氨酸脫色液；

4)最后經濃縮、調酸結晶而成。

其中，所述L-色氨酸發酵液為經大腸桿菌發酵獲得的。

所述L-色氨酸發酵液酸化處理采用將發酵液調pH至2.0～4.0，一般可用濃硫酸調酸。

微濾膜處理可過濾除去蛋白、菌體等雜質，微濾膜孔徑為0.05～0.1um，過濾溫度為50～75℃。

微濾膜過濾得到的膜濾液用超濾膜過濾，可進一步脫除其中的大分子蛋白、色素等雜質，超濾膜截留分子量為500～3000D，超濾膜處理的溫度為30～50℃。

超濾膜過濾后的超濾液通過加濾液體積0.5～5‰的粉末活性炭于40～60℃脫色處理0.5～1h，以去除小分子色素。

脫色處理后的脫色液進行濃縮處理，控制溫度為40～75℃，濃縮至濃縮液色氨酸含量控制在90～130g/L。濃縮所采用的設備為多效真空濃縮設備、蒸發器。

將濃縮液用氨水調整pH值5.0～6.5，優選pH5.5～6.0。

結晶處理采用將調好pH值的濃縮液降溫至溫度20～30℃。

結晶后采用離心分離，并用去離子水洗滌晶體，所得濕晶體經真空干燥，其中干燥真空度0.1MPa溫度在50～80℃，得到L-色氨酸晶體，純度大于98％。

本發明將發酵產生的色氨酸發酵液通過兩步膜處理工序，得到產品純度較高的膜濾液，經脫色、濃縮、結晶分離得到L-色氨酸產品。本發明的提取方法具有條件溫和，操作簡便，分離工藝路線短，成本低，產品質量好等特點。而且簡單易行，便于控制。通過本發明提取L-色氨酸，產品收率達80～90％，純度大于98％，得到的晶體色澤好，晶型規則。

本發明從發酵液中提取L-色氨酸的方法，具有以下優點：采用雙膜過濾、脫色，活性炭消耗降低，氨水消耗降低，工序短，操作簡單，收率高，晶所得到的晶體色澤好，晶型規則，純度高。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

實施例1

將300L濃度為23.5g/L的L-色氨酸發酵液用硫酸調pH值至2.0，用0.05μm的微濾膜于65℃過濾除菌，膜過濾濃相(為不能透過膜孔的菌體和蛋白混合物)用60L純水透析，共得到除菌液300L，L-色氨酸含量23g/L。