[發明專利]一種從L-羥脯氨酸發酵液中分離純化L-羥脯氨酸的方法

有效

• 申請號: 201710978595.1
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107513030B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 郭小雷;黃建忠;吳偉斌;翁成光
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: C07D207/16
• 分類號: C07D207/16
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本發明屬于生物化工領域，具體涉及一種從L?羥脯氨酸發酵液中分離純化L?羥脯氨酸的方法。本發明包括發酵液菌液分離、超濾膜過濾、復合吸附劑處理、除鹽、真空濃縮結晶等步驟。本發明方法對發酵液進行預處理再進行過濾除菌，增加了過濾通量，縮短了過濾處理時間，蛋白去除率提高20%以上；不使用陽離子交換樹脂，大大減少了酸堿廢水；不使用納濾膜或反滲透膜處理，一次結晶就制得合格產品，極大降低了動力成本和能耗，形成了一條高效低成本的羥脯氨酸分離純化方法。本發明可簡化生產工藝路線，縮短生產周期，降低生產成本，提高L?羥脯氨酸的提取收率至85%以上，成品含量均在99.0%以上。

技術領域

本發明涉及生物化工領域，具體涉及一種L-羥脯氨酸的fenlichujnhua 方法。

背景技術

L-羥脯氨酸為亞氨基酸，是脯氨酸羥基化后的產物，是膠原蛋白的主要組成成分，不屬于20種常見的氨基酸。近些年來L-Hyp的研究和開發已經引起廣泛關注，應用于醫藥、化工、動物飼料、營養和美容業等方面。

目前，合成L-羥脯氨酸的方法有水解提取法、生物酶法和直接發酵法。我國L-羥脯氨酸的生產主要采用化學水解提取工藝，以動物膠原蛋白為原料，通過強酸水解、亞硝酸氧化和離子交換等過程制備，收率僅為5%，“三廢”排放量大、污染嚴重，能耗高、純度低及生產成本高，很容易被市場淘汰。由于該工藝采用的是動物源原料，生產過程中采用亞硝酸氧化工藝，該工藝的微量殘余物或雜質對后續衍生化的中間體或原料藥產生潛在的危害。國內外許多制藥公司已經提出了對于反式-4-羥基-L-羥脯氨酸的生物源來源要求，這種要求限制了動物源反式-4-羥基-L-羥脯氨酸的使用。

生物法生產反式4-羥基-L-羥脯氨酸，是當前世界上解決化學法能耗大、污染大、成本高等問題的最佳途徑。目前，生物酶催化法制造L-羥脯氨酸主要分為利用活細胞以脯氨酸為底物進行生物催化生產和直接利用微生物發酵生產兩種方法。生物催化法需要添加輔因子，轉化率較低，且脯氨酸殘余較多，為后續提取工藝帶來困難。而利用基因工程菌發酵高效生產L-羥脯氨酸，不需外源添加L-脯氨酸和輔因子，發酵產物中雜酸較少，提取工藝與水解提取和生物酶法相比較為簡單。

發酵液中的L-羥脯氨酸提取路線大多采用陽離子交換樹脂吸附羥脯氨酸，使用堿液作為洗脫劑，得到L-羥脯氨酸解析液，該過程中產生大量酸堿廢水，造成巨大的環保廢水處理壓力。CN 104276990 A中公開了一種利用填充活性炭柱對L-羥脯氨酸發酵液進行脫色的工藝，該工藝雖然節省了活性炭用量，但是活性炭柱清洗、再生過程產生了大量酸堿廢水。CN 105777603 A中公開了一種使用陰陽離子樹脂和微濾、納濾膜混合處理一次濃縮結晶制取L-羥脯氨酸的工藝，該過程使用的陽離子樹脂雖然并不是常規的吸附L-羥脯氨酸而是吸附雜質，但是陰陽離子樹脂重復多次交替使用，也會產生大量的清洗和再生廢水；納濾膜過濾可以有效的去除色素，但動力成本較大，同時納濾過程會造成一部分L-羥脯氨酸被截留在濃縮液中，這部分目的產物還要重新進行陰陽離子處理后再回收，工藝路線較為復雜。CN 105506019 A中公開的L-羥脯氨酸提取工藝為微濾、超濾和納濾膜連續處理后，脫色、濃縮結晶、重結晶。該工藝路線未對發酵液進行預處理，三次膜過濾能耗較大，且料液體積逐級增大，造成濃縮過程能耗較大，重結晶過程進一步增大能耗，總收率較低。

發明內容

本發明旨在提供一種低能耗、低污染、工藝路線簡單、高收率的L-羥脯氨酸的分離純化方法。

為實現上述目的，采用以下技術方案：

一種從L-羥脯氨酸發酵液中分離純化L-羥脯氨酸的方法，包括以下步驟：

1）發酵液菌液分離：對L-羥脯氨酸發酵液進行預處理，過濾除菌得到過濾清液；

2）超濾膜過濾：將上述過濾清液泵入超濾膜系統，除去大分子蛋白，得到超濾清液；

3）復合吸附劑處理：將超濾清液預熱后，加入復合吸附劑于60-70℃保溫0.5-1.0h；