[發明專利]從胱氨酸及酪氨酸混合物中將胱氨酸及酪氨酸分離的方法

有效

• 申請號: 201210346780.6
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN102863366A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 王孔江
• 申請（專利權）人: 北京金波綠泰科技有限公司
• 主分類號: C07C323/58
• 分類號: C07C323/58;C07C319/28;C07C229/36;C07C227/40
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 米文智

技術領域

本發明涉及氨基酸的制備及分離純化技術領域。

背景技術

?人類的必需氨基酸有8種，即賴氨酸、苯基丙氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、色氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸。如果人體缺乏這些氨基酸，就會影響人體的正常的生長和健康。由于人體合成胱氨酸、組氨酸、精氨酸、酪氨酸及甘氨酸等的能力較低，當需要它們的量增多時，必須在食物中添加這些氨基酸或者通過輸液等方式補充這些氨基酸，這類氨基酸被稱為人體“半必需氨基酸”。

?胱氨酸及酪氨酸一直是氨基酸輸液和食品添加劑的重要成分。L-胱氨酸（L-Cystine）是一種氨基酸原料藥及營養增補劑，用于奶粉的母乳化，能促進手術及外傷的治療，刺激造血功能，促進白血球生成；也可作化妝品的添加劑，能促進傷口愈合，對防治皮膚過敏及治療濕疹等作用。L-酪氨酸(L-Tyrosine)是合成多肽類激素、抗生素、L-多巴等藥物的主要原料，廣泛地應用于醫藥、食品添加劑、生物化工和飼料等領域，在醫藥上能用作甲狀腺功能亢進癥治療。

?目前，L-胱氨酸及L-酪氨酸的最主要生產方法是以人發、羽毛、羊毛等為原料，經酸水解、提取、精制而成，結晶法是分離純化胱氨酸及酪氨酸的傳統工藝方法。上述蛋白質原料先經強酸水解成氨基酸后，用堿將水解液中和到弱酸性，將胱氨酸和酪氨酸混合物沉淀后分離出來，將得到的胱氨酸和酪氨酸混合物沉淀經重結晶可分別得到氨基酸純品。

?實踐證明，利用結晶法分離胱氨酸和酪氨酸混合物還存在一些技術困難，這是因為：1）兩者的等電點很接近，（胱氨酸和酪氨酸的pI分別為5.05和5.66）；2）胱氨酸和酪氨酸在水中的溶解度都較低，而且兩者隨溫度變化溶解度的變化也很接近[L-胱氨酸：in?H₂O?(g/dl)：0.011(25℃)，0.0239(50℃)，0.0523(70℃)，0.114(100℃)；酪氨酸：(in?H₂O（g/dl）：0.020(0℃),?0.027(10℃),?0.038(20℃),?0.054(30℃),?0.075(40℃),?0.11(50℃),?0.15(60℃),?0.21(70℃),?0.29(80℃),?0.40(90℃),?0.57(100℃)；3)隨pH變化胱氨酸和酪氨酸的溶解度變化也很接近。所以，胱氨酸和酪氨酸混合物的分離純化十分困難。

?另一方面，原料藥級胱氨酸產品和原料藥級酪氨酸產品總是嚴格限制另一種氨基酸的存在，胱氨酸產品和酪氨酸產品均分別把酪氨酸或胱氨酸作為主要的雜質氨基酸進行檢驗。

?由于胱氨酸及酪氨酸是氨基酸中溶解度最低的兩種氨基酸，在工業化生產中，這兩種氨基酸總是處于同一個組分中。目前，主要利用在pH2.0左右胱氨酸的溶解度隨溫度的增加較酪氨酸的溶解度增加小這一特點，采用在提高溶液溫度的條件下用堿（例如氨水或氫氧化鈉等）進行中和結晶來實現將胱氨酸分離出來。為保證胱氨酸的純度，堿中和終點的pH較低（pH2.0±0.5）。在此條件下，約有3O～45％的胱氨酸和酪氨酸沒有沉析出來而留在母液中。所以，如何實現胱氨酸和酪氨酸的有效分離對提高胱氨酸和酪氨酸的生產收率至關重要。

?為實現胱氨酸和酪氨酸的分離，前人采用了以下方法：

????1、反復酸溶結晶。傳統的分離方法是將混雜有另一種氨基酸的胱氨酸或酪氨酸樣品反復酸溶后再用堿中和結晶（例如，鄭達華，氨基酸和生物資源，1983，4，3）。這種方法不僅費工費時，還造成原輔料的消耗和產品的流失，成本高昂。這種方法不僅分離效果不理想，而且所得到的L-酪氨酸產品的比旋光度和透過率兩項指標較低，產品質量較難達標，工業化生產實施困難。

2、活性炭吸附分離。利用活性炭先吸附胱氨酸及酪氨酸，然后通過控制洗脫活性炭實現胱氨酸及酪氨酸的分離（例如，符浩勇，張春力，氨基酸雜志，1992，14：21～22；鄒學滿，CN101148416A,?CN1515544A；王先兵等CN101182297A）。

3、大孔樹脂分離。利用可與酪氨酸形成氫鍵和疏水作用的大孔乙酰氨甲基聚苯乙烯樹脂來實現酪氨酸與胱氨酸分開（劉國棟等，應用化學，2002，19（9）：894-897）。但是，從淋洗圖可以看出，大孔樹脂的選擇性有限，對胱氨酸也有一定吸附，在生產規模如何有效實現胱氨酸和酪氨酸的有效分離仍然是個問題。