[發(fā)明專利]一種L-色氨酸的提取工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510083900.1
• 申請(qǐng)日: 2015-02-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104694614B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭英熙;李學(xué)朋;劉家寧;楊瑞麗;魏璐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新疆阜豐生物科技有限公司
• 主分類號(hào): C12P39/00
• 分類號(hào): C12P39/00;C12P13/22;C12R1/19;C12R1/15
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種L?色氨酸的提取工藝，包括：菌液發(fā)酵、L?色氨酸微膜過(guò)濾、三柱串聯(lián)離交柱離交、超濾脫色、反滲透、雙效濃縮、結(jié)晶、干燥、包裝等工藝得到精品L?色氨酸產(chǎn)品。本發(fā)明采用三柱串聯(lián)離交柱離交、超濾膜脫色和一次結(jié)晶得到L?色氨酸產(chǎn)品，工藝簡(jiǎn)單且可連續(xù)化生產(chǎn)，工藝廢料經(jīng)過(guò)綜合處理可以生產(chǎn)蛋白飼料，綠色環(huán)保。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，涉及L-色氨酸生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種L-色氨酸的提取工藝。

背景技術(shù)

L-色氨酸的分子式為C₁₁H₁₂O₂N₂，分子量為204.21，含氮13.72％。L-色氨酸是含有吲哚基的中性芳香族氨基酸，呈絹絲光澤、六角片狀自色晶體，無(wú)臭，有甜味，水中溶解度1.14g/L(25℃)溶于稀酸或稀堿，在堿液中較穩(wěn)定，強(qiáng)酸中分解，微溶于乙醇，不溶于氯仿、乙醚。

L-色氨酸是人體和動(dòng)物生命活動(dòng)中八種必需的氨基酸之一，對(duì)人和動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育、新陳代謝起著重要的作用，被稱為第二必需氨基酸，它是繼蛋氨酸和賴氨酸之后的第三大飼料添加氨基酸，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和飼料行業(yè)。

近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)飼料工業(yè)的發(fā)展和L-色氨酸及其代謝產(chǎn)物研究的深入，尤其是隨著我國(guó)老齡化程度不斷加重，L-色氨酸在醫(yī)藥行業(yè)上的用途也不斷擴(kuò)大。目前，L-色氨酸逐漸成為一種國(guó)際市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?、?guó)內(nèi)市場(chǎng)需求較大的產(chǎn)品。

目前，L-色氨酸的生產(chǎn)方法主要有4種：(1)蛋白質(zhì)水解法：主要從含有相對(duì)豐富的L-色氨酸的廢蠶絲、毛發(fā)和血粉等蛋白質(zhì)原料通過(guò)酶水解或堿水解法來(lái)提取L-色氨酸。蛋白質(zhì)水解法工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，產(chǎn)品成分復(fù)雜，現(xiàn)在使用較少。(2)化學(xué)合成法：化學(xué)合成主要以苯阱為原料或者以吲哚為原料合成，合成之后為DL-色氨酸，在經(jīng)過(guò)拆分得到L-色氨酸。這種方法原料成本高，工藝復(fù)雜，工業(yè)推廣差。(3)酶促轉(zhuǎn)換法：利用微生物產(chǎn)生的L-色氨酸合成酶系轉(zhuǎn)化前體合成L-色氨酸的方法。此法L-色氨酸合成酶受吲哚影響較嚴(yán)重，底物L(fēng)-絲氨酸價(jià)格較高，吲哚水溶性較差，轉(zhuǎn)化率不高。(4)發(fā)酵法：是指利用L-色氨酸高產(chǎn)菌種，采用葡萄糖等廉價(jià)碳源做原料，控制合適的發(fā)酵條件，從而獲得L-色氨酸產(chǎn)品的一種方法。發(fā)酵法已經(jīng)成為當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)L-色氨酸的重要方法。

從發(fā)酵液中提取L-色氨酸是發(fā)酵法生產(chǎn)L-色氨酸的關(guān)鍵工序，現(xiàn)有的提取工藝主要存在以下三個(gè)方面的問(wèn)題。第一方面：傳統(tǒng)的提取工藝主要采用粗品制備精品，在制備過(guò)程中需要兩次結(jié)晶，耗費(fèi)大量的試劑，并需要增加工序去除這些試劑；這不僅增加了工藝的復(fù)雜性和工作量，還會(huì)造成不必要的生產(chǎn)浪費(fèi)。第二方面：采用活性炭對(duì)L-色氨酸進(jìn)行脫色，產(chǎn)生大量的廢水和活性炭廢料。第三方面：菌株產(chǎn)氨基酸效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供了一種L-色氨酸的提取工藝，該工藝操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)率和純度高，能夠?qū)崿F(xiàn)廢物利用，并且合理配伍菌株，大大提高了發(fā)酵效率，可大規(guī)模推廣使用。

本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種L-色氨酸的提取工藝，其包括如下步驟：

步驟1)：將大腸桿菌和谷氨酸棒桿菌分別培養(yǎng)至濃度為1×10⁸個(gè)/mL的菌液，按照2∶1的體積比混合得到混合菌液，然后按照2％接種量接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中，發(fā)酵培養(yǎng)30小時(shí)，得到L-色氨酸發(fā)酵液；

步驟2)：將L-色氨酸發(fā)酵液送入提取儲(chǔ)料罐，加熱至60℃，用鹽酸調(diào)節(jié)調(diào)pH值為4，經(jīng)微濾膜過(guò)濾得到截留物和濾過(guò)液；

步驟3)：步驟2)所得濾過(guò)液經(jīng)過(guò)三柱串聯(lián)離子交換柱，得到L-色氨酸高濃液；然后用鹽酸調(diào)節(jié)L-色氨酸高濃液的pH值為3，最后進(jìn)行超濾膜過(guò)濾得到色氨酸超濾液和含有色素及蛋白的濃縮液；