[發明專利]一種基因工程菌產L-丙氨酸發酵液脫鹽脫色的方法

無效

• 申請號: 201310611576.7
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN103601647A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 洪厚勝;閔兆升;郭會明
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C07C229/08
• 分類號: C07C229/08;C07C227/40
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 郭百濤

技術領域

本發明涉及一種發酵液脫鹽脫色的方法，更具體地說涉及一種基因工程菌產L-丙氨酸發酵液脫鹽脫色的方法。

背景技術

L-丙氨酸又稱α-氨基丙酸，分子式為C₃H₇NO₂，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚或丙酮，含有較高的甜味，具有旋光性，是組成蛋白質的20種L型α氨基酸之一。L-丙氨酸雖然為人體非必需氨基酸，但卻為人體血液中含量最高氨基酸，有重要的生理作用。L-丙氨酸在生物體內轉氨反應中為最重要的氨基供體，也可作為血液中氮的優良運輸工具。與糖代謝有密切關聯，在葡萄糖-丙氨酸循環中，保持低血氨水平，同時還有產糖作用。L-丙氨酸在食品與醫藥行業有著極廣的應用。在食品工業中，L-丙氨酸可用于食品飲料的防腐劑、風味調味料，加入少量的丙氨酸便可明顯提高食品及飲料中的蛋白質利用率以及食品的營養價值，并且由于丙氨酸具有能夠被生物體直接消化吸收的特點，飲用后能迅速恢復疲勞，振奮精神；L-丙氨酸具有較強的甜度，可作為食品甜味劑使用，在復配甜味劑中加入少量L-丙氨酸能使得甜度提高、甜味柔和如同天然甜昧劑，是合成高甜度阿力甜原料之一；L-丙氨酸還可改善后味，作酸味矯正劑，改善有機酸的酸味，使其更接近天然物質的酸味；L-丙氨酸還用于營養增補劑，制備氨基酸功能性保健酒等；L-丙氨酸在醫藥行業，廣泛用于在臨床輸液，為患者提供能量和營養；L-丙氨酸還是生產維生素B6、合成泛酸鈣及其它有機化合物的重要原料。

目前，國內L-丙氨酸的生產絕大多數是采用生物發酵的方式。其除了對優良菌種選育、發酵工藝改進這些上游技術的探索，L-丙氨酸的下游分離提純方式也是生物發酵生產L-丙氨酸的重要研究內容和關鍵技術之一。微生物發酵液中存在大量色素分子和高鹽成分，色素乃是本身有顏色并能使其它物質著色的高分子有機化合物。它是在發酵過程中所產生的代謝產物，與菌種和發酵條件有關。在發酵液預處理及提煉過程中，大部分的雜質及色素已被去除，但仍有少量色素存在，如果在提煉中使用質量較差的原材料，也會帶進一些色素。各種色素中生色基團和助基團一般都含有數量較多的各種極性基團（如-COOH、-NH₂、-OH等）。如若不能有效去除這些色素分子和高鹽成分，就會增加后續下游過程中產品的分離、提純、結晶的難度，進而影響產品的純度和品質。L-丙氨酸的生產成本主要由上游發酵過程和下游分離提純過程費用組成，其中，下游過程所占費用的比例高達60%～70%。通常L-丙氨酸脫色普遍采用的脫色方式是活性炭脫色。這是因為活性炭比表面積大，吸附力強。但是其也存在著不足與問題，其對溶液的黏度有一定的要求，黏度較高時需要使樣液體升溫到一定的溫度才利于吸附和過濾，另外活性炭不可回收利用，且容易吸附產品，造成產品損失較大。而且活性炭脫色方式不能有效減少母液中高鹽成分。因此如何在節約成本的基礎上改進分離提純的方式，提高成品的品質已成為微生物發酵生產丙氨酸的關鍵問題之一。

D101大孔吸附樹脂則是苯乙烯型非極性共聚體，適用范圍比較廣譜，對于不帶極性或弱極性的有機化合物，普遍吸附能力強，目前，廣泛應用在醫藥行業，特別對皂甙、黃酮這類中草藥的分離提純效果尤佳，例如：人參皂甙、三七皂甙、薯蕷皂甙、銀杏黃酮等。但是，目前還沒有關于將D101大孔吸附樹脂用于類似L-丙氨酸發酵液這類生物制品的脫鹽脫色的相關專利和報道。

發明內容

本發明的目的是解決上述現有技術中存在的問題與不足，提供一種基因工程菌產L-丙氨酸發酵液脫鹽脫色的方法，該方法簡單方便，可節約下游分離純化的成本。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明的基因工程菌產L-丙氨酸發酵液脫鹽脫色的方法，其主要是使用D101大孔樹脂對基因工程菌產L-丙氨酸發酵液進行脫鹽脫色處理。

本發明的基因工程菌產L-丙氨酸發酵液脫鹽脫色的方法，其進一步的方案是所述的使用D101大孔樹脂對基因工程菌產L-丙氨酸發酵液進行脫鹽脫色處理包括以下步驟：

基因工程菌產L-丙氨酸發酵液預處理：將基因工程菌產L-丙氨酸發酵液在高速低溫離心機下離心以去除包含菌體在內的雜質，收集得到上清液；將上清液中丙氨酸濃度調整至70～80mg/mL，pH值調整至2.0～3.0待用；

D101大孔樹脂預處理：將D101大孔樹脂裝柱，并進行乙醇浸泡24h后水洗至流出液澄清后，再經過4%HCl流洗、水洗至中性、4%NaOH流洗、水洗至中性后的過程得到預處理D101大孔樹脂待用；