[發(fā)明專利]一種從L?鳥氨酸發(fā)酵液中提取L?鳥氨酸鹽酸鹽的方法

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• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN106631852A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 吳昊;郝寧;姜岷;陳可泉
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學
• 主分類號: C07C227/40
• 分類號: C07C227/40;C07C227/42;C07C229/26
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 肖明芳

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于生物化工領域，具體涉及一種從L-鳥氨酸發(fā)酵液中提取L-鳥氨酸鹽酸鹽的方法。

背景技術(shù)

L-鳥氨酸是人體代謝中必不可少的中間代謝產(chǎn)物，是一種堿性氨基酸。L-鳥氨酸是活細胞中重要的代謝化合物，是細菌細胞膜和多肽類抗生素的組成成分，但并不參與蛋白質(zhì)的合成，而是以游離態(tài)存在。它主要參與生物體內(nèi)的尿素循環(huán)，用于生物體內(nèi)瓜氨酸、精氨酸、脯氨酸、多胺的生物合成，對于體內(nèi)氨態(tài)氮的排出有重要作用。其多功能保健作用使得近年L-鳥氨酸產(chǎn)品的開發(fā)逐漸升溫，在醫(yī)藥、保健領域及化學工業(yè)的應用也日益廣泛，前景看好。

L-鳥氨酸的生產(chǎn)方法主要包括有機合成法、精氨酸酶解法和微生物直接發(fā)酵法，其中有機合成法存在污染嚴重、副產(chǎn)物多、提純難度大等缺陷，已逐步淘汰。酶解法利用L-精氨酸酶水解L-精氨酸，得到產(chǎn)物L-鳥氨酸和尿素，該法專一性強，L-精氨酸酶易于獲得，反應條件溫和，但是直接采用L-精氨酸原料，導致生產(chǎn)成本居高不下。微生物直接發(fā)酵法是獲取L-鳥氨酸的重要來源，相比其他方法，發(fā)酵法的原料成本較低、產(chǎn)量較高、同時，通過基因工程方法對菌種進行定向改造，從源頭上提高了L-鳥氨酸的產(chǎn)量，目前用于產(chǎn)生L-鳥氨酸的菌種主要為谷氨酸棒桿菌的精氨酸缺陷型菌株。但是微生物在代謝產(chǎn)生的L-鳥氨酸發(fā)酵液中包含部分雜質(zhì)氨基酸、糖、蛋白質(zhì)、色素、無機鹽等雜質(zhì)成分，給分離提純L-鳥氨酸帶來了一定的困難。由于L-鳥氨酸水溶性極高，因此一般將其轉(zhuǎn)化為溶解度較小的L-鳥氨酸鹽酸鹽作為產(chǎn)品，現(xiàn)有的L-鳥氨酸鹽酸鹽提取方法主要針對雜質(zhì)較少的酶解法生產(chǎn)體系。針對的發(fā)酵液體系的L-鳥氨酸鹽酸鹽的提取方法也有報道，一般需要經(jīng)過微濾除菌體、離子交換除雜、脫色、濃縮結(jié)晶等幾個步驟，其中脫色過程一般使用粉末活性炭在偏酸性條件下進行間歇式脫色，處理周期長，活性炭用量大且不能重復利用，導致提取成本大大增加。也有采用納濾膜脫色的報道，但是納濾膜對L-鳥氨酸具有較強的截留能力，需要采用滲濾操作方可提高收率，導致產(chǎn)品被稀釋，增加了后期濃縮能耗。由此可見開發(fā)一種工藝簡單能進行連續(xù)化操作且成本較低的L-鳥氨酸鹽酸鹽提取方法將促進微生物直接發(fā)酵法制備L-鳥氨酸技術(shù)用于規(guī)模化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種從L-鳥氨酸發(fā)酵液中提取L-鳥氨酸鹽酸鹽的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的處理周期長和成本較高等問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種從L-鳥氨酸發(fā)酵液中提取L-鳥氨酸鹽酸鹽的方法，它包括如下步驟：

(1)將L-鳥氨酸發(fā)酵液調(diào)節(jié)pH至6.0～6.5后進行微濾處理，除去其中的菌體細胞和顆粒物，收集微濾液；

(2)將步驟(1)中所得的微濾液進行超濾處理，除去其中的雜蛋白和部分色素，收集超濾透過液；

(3)將步驟(2)中所得的超濾透過液加熱至60～70℃后，以3～6BV/h的流速泵入活性炭層析柱進行脫色；在430nm下，以純水為參比，檢測層析柱流出液的透射比，當流出液的透光率低于97％時，停止上柱脫色，收集脫色液；

(4)將步驟(3)中所得的脫色液調(diào)節(jié)pH后，采用陽離子交換樹脂層析柱進行吸附，收集完成吸附的離子交換柱進行洗脫處理，所得洗脫液經(jīng)減壓濃縮蒸氨，得到濃縮液；

(5)將步驟(4)中所得濃縮液降至室溫，加入30～36wt％的鹽酸水溶液進行酸化反應后，代替步驟(2)中所得的超濾液，重復步驟(3)中操作，收集得到二次脫色液；

(6)向步驟(5)中所得的二次脫色液中加入乙醇進行L-鳥氨酸鹽酸鹽結(jié)晶；乙醇加入完畢后，養(yǎng)晶4～6h，過濾并真空干燥后，即得L-鳥氨酸鹽酸鹽晶體。

其中，BV是指相對應的單柱所填充的吸附劑床層體積。

步驟(1)中，所述的L-鳥氨酸發(fā)酵液中，L-鳥氨酸的濃度為30～50g/L，色素的含量在430nm下，以純水為參比，透射比為15～30％。

步驟(1)中，調(diào)節(jié)pH所用試劑為30～36wt％的鹽酸。

步驟(1)中，所述的微濾處理是采用孔徑為0.2～0.5微米的管式陶瓷膜進行微濾，操作溫度為20～40℃，操作壓力0.05～0.3Mpa。

步驟(2)中，所述的超濾處理是采用截留分子量為5000道爾頓的卷式有機膜進行超濾，操作溫度為20～40℃，操作壓力0.2～0.4Mpa。