[發(fā)明專利]一種提取L-色氨酸的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310626054.4
• 申請(qǐng)日: 2013-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103709091A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏大勇;王德輝;崔鵬;李相南
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大成生化科技（松原）有限公司
• 主分類號(hào): C07D209/20
• 分類號(hào): C07D209/20;C07C53/06;C07C51/41
• 代理公司: 北京北翔知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11285
• 代理人: 張廣育;姜建成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物化工領(lǐng)域，具體涉及一種提取L-色氨酸的方法。

背景技術(shù)

L-色氨酸是人和動(dòng)物生命活動(dòng)所必需的8種氨基酸之一，是重要的營(yíng)養(yǎng)劑。近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)外飼料工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)的不斷發(fā)展，L-色氨酸成為一種國(guó)際市場(chǎng)發(fā)展前景良好且中國(guó)市場(chǎng)需求較大的產(chǎn)品。目前，L-色氨酸的生產(chǎn)方法有化學(xué)合成法、蛋白質(zhì)水解法，以及微生物發(fā)酵法。L-色氨酸的生產(chǎn)方法最早主要依靠化學(xué)合成法和蛋白質(zhì)水解法，隨著對(duì)微生物法生產(chǎn)L-色氨酸研究的不斷深入，該方法已經(jīng)走向?qū)嵱貌⑶姨幱谥鲗?dǎo)地位。L-色氨酸的提取純化主要采用吸附和離子交換法。在吸附法中，由于L-色氨酸弱電離，導(dǎo)致樹脂對(duì)L-色氨酸的吸附率低，產(chǎn)品收率低。在離子交換法中，水洗會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水。這兩種方法的生產(chǎn)過(guò)程的能耗較高，從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種提取L-色氨酸的方法，其包括以下步驟：

1）將含L-色氨酸的溶液蒸發(fā)濃縮至每升含30-95克L-色氨酸；

2）以每摩爾L-色氨酸4-12摩爾有機(jī)酸的用量加入有機(jī)酸，繼續(xù)蒸發(fā)至每升含200-400克L-色氨酸；

3）結(jié)晶得到L-色氨酸粗品；

4）向所述L-色氨酸粗品加水，高溫處理后，結(jié)晶得到L-色氨酸純品。

所述有機(jī)酸選自：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、苯甲酸、乳酸、富馬酸、馬來(lái)酸、丙二酸、檸檬酸、蘋果酸、水楊酸、乙二酸和山梨酸。優(yōu)選甲酸。

在步驟2）中，每摩爾L-色氨酸對(duì)應(yīng)的有機(jī)酸用量可以為4-5、5-6、6-7、7-8、8-9、9-10、10-11或11-12摩爾。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，在步驟1）中，將含L-色氨酸的溶液蒸發(fā)濃縮至每升含50-75克L-色氨酸。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，在步驟2）中，以每摩爾L-色氨酸4-12摩爾有機(jī)酸的用量加入有機(jī)酸，繼續(xù)蒸發(fā)至每L含260-330克L-色氨酸。

優(yōu)選地，在步驟3）和步驟4）中，結(jié)晶為在15-25℃下進(jìn)行的低溫緩慢結(jié)晶，優(yōu)選在20℃下進(jìn)行；進(jìn)行時(shí)間為8小時(shí)-16小時(shí)，優(yōu)選為12小時(shí)。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述含L-色氨酸溶液的pH值為6.8-7.2。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，在優(yōu)選的實(shí)施方案中，在步驟4）中，所述高溫處理在≥80℃的溫度下進(jìn)行，優(yōu)選在80-100℃下進(jìn)行，進(jìn)行時(shí)間為5-15分鐘，優(yōu)選10分鐘。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，在步驟4）中，每克L-色氨酸粗品對(duì)應(yīng)的水的用量為1.5-2.5毫升。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述含L-色氨酸的溶液為L(zhǎng)-色氨酸發(fā)酵液，優(yōu)選大腸桿菌L-色氨酸發(fā)酵液，并且在進(jìn)行所述步驟1）之前對(duì)所述L-色氨酸發(fā)酵液進(jìn)行過(guò)濾和脫色處理。優(yōu)選地，所述L-色氨酸發(fā)酵液的L-色氨酸含量為20-28克/升。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，在對(duì)所述L-色氨酸發(fā)酵液進(jìn)行過(guò)濾和脫色處理之前用所述有機(jī)酸將pH調(diào)至4.5。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述脫色處理使用粉末活性炭進(jìn)行。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述粉末活性炭的用量為3克/升。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述脫色處理在60-80℃下進(jìn)行，脫色時(shí)間為20-40分鐘，優(yōu)選為30分鐘。

在本發(fā)明的方法中L-色氨酸與有機(jī)酸在一定濃度下形成L-色氨酸純度較高的水合L-色氨酸有機(jī)酸鹽，所得到的水合L-色氨酸有機(jī)酸鹽經(jīng)過(guò)高溫處理可使得有機(jī)酸鹽晶體破裂，從而得到L-色氨酸。

本發(fā)明的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.不再采用傳統(tǒng)的樹脂吸附法，操作簡(jiǎn)單，降低了生產(chǎn)中的能量消耗，并且原料便宜且有機(jī)酸用量較少，降低了成本；

2.在步驟3）中溶液被濃縮到每升含200-400克L-色氨酸，使得步驟3）結(jié)晶后的母液較少，并且本方法中產(chǎn)生的L-色氨酸粗品為色氨酸純度較高的水合色氨酸有機(jī)酸鹽，所以步驟4）中的結(jié)晶后的母液含有的雜質(zhì)非常少，可重復(fù)利用或回收，對(duì)環(huán)境友好；

3.當(dāng)所述方法使用甲酸提取色氨酸時(shí)，步驟3）中結(jié)晶后的母液可用于制備甲酸鈣（將一次結(jié)晶母液用氫氧化鈣調(diào)節(jié)PH至5.0，噴霧干燥得色氨酸含量約5%的飼料級(jí)甲酸鈣），從而使得整個(gè)提取過(guò)程基本上不產(chǎn)生廢液。

4.提高了L-色氨酸的收率和含量，色氨酸粗品含量為90%以上，甚至可達(dá)95%，收率可達(dá)80%；色氨酸純品含量≥98.5，收率可達(dá)70%以上。

具體實(shí)施方式