[發明專利]一種酶促反應L-胱氨酸母液的再利用方法

有效

• 申請號: 201810676343.8
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108715586B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 趙東明;彭小亮;林添雄;歐陽暉
• 申請（專利權）人: 湖北遠大生物技術有限公司
• 主分類號: C07D277/18
• 分類號: C07D277/18;C07C319/28;C07C323/58
• 代理公司: 北京商專潤文專利代理事務所(普通合伙) 11317
• 代理人: 王曄

本申請公開了一種酶促反應L?胱氨酸母液的再利用方法，該方法具體為：將L?胱氨酸母液經蒸發至其中DL?ATC和L?胱氨酸的濃度分別為5～10g/L與3～8g/L后，調節所述L?胱氨酸母液濃縮液pH值至2～4，再通過陽離子交換樹脂的選擇性吸附、洗脫，收集一定時間段的洗脫液，直接進入工藝循環，實現L?胱氨酸母液的再回收利用。本方法具備以下效益：(1)減少物料浪費，變廢為寶，間接提高了收率；(2)能顯著降低廢水的處理難度，節約生產成本。(3)物料無需單獨提取，而直接進入工藝循環，操作簡便。

技術領域

本申請涉及酶促反應氨基酸后處理領域，具體涉及到一種酶促反應L-胱氨酸母液的再利用方法。

背景技術

L-胱氨酸是人體必需的氨基酸之一，其在作為氨基酸類藥物、食品添加劑、化工原料等方面用途廣泛。當前，L-胱氨酸的生產工藝主要有蛋白質水解法、化學合成法、發酵法以及酶法。而酶法因其反應條件溫和，立體選擇性好,產品質量好,對環境友好等優點而日益重視，并成為現今研究的熱點。

DL-ATC，全名DL-2-氨基-Δ2-噻唑啉-4-羧酸，是最常用的生物酶法催化轉化生成L-半胱氨酸從而最終生成L-胱氨酸前體之一。目前，由該工藝生產L-胱氨酸的技術在工業上已成功實現產業化。

L-胱氨酸母液是以DL-ATC為主要成分的底物經酶促反應，氧化過濾或離心提取L-胱氨酸后的廢液。該廢液成分復雜，基于酶的轉化效能和L-胱氨酸提取工藝的限制，其中含有約0.5g/L的DL-ATC和0.8g/L的L-胱氨酸等有用物料，若直接套用，因存在累積一定濃度細胞內毒素及其他有害物質，而嚴重影響酶促反應的轉化效能；若直接排放，因其含有的有用物料提高了廢水的COD和氨氮值，增加了廢水處理難度，從而導致生產成本上升，同時也造成物料浪費，如何對其進行合理再利用是本領域長期以來持續關注的技術問題。

發明內容

本發明為解決以上難題，提供一種酶促反應L-胱氨酸母液的再利用方法，以實現達到充分回收L-胱氨酸母液中DL-ATC和L-胱氨酸的目的。

為此，本發明內容一種酶促反應L-胱氨酸母液的再利用方法，包括以下步驟：

(1)將L-胱氨酸母液蒸發至其中DL-ATC和L-胱氨酸的濃度分別為5～10g/L與3～8g/L；

(2)調節所述L-胱氨酸母液濃縮液pH值至2～4；

(3)將陽離子交換樹脂裝填于層析柱中，將步驟(2)所得L-胱氨酸母液濃縮液上所述陽離子交換樹脂層析柱，當所述陽離子交換樹脂飽和時停止上料；

(4)依次用不同濃度的鹽酸溶液梯度洗脫所述層析柱，收集洗脫液。

本發明所述的方法，所述L-胱氨酸母液是以DL-ATC為主要成分的底物經酶促反應，氧化過濾或離心提取L-胱氨酸后的廢液；

優選地，所述L-胱氨酸母液中的DL-ATC的含量為0.2～0.8g/L，L-胱氨酸的含量為0.2～1.5g/L，此類母液尤其適應于本發明提出的再利用方法，具有尤為突出的處理效率與質量。

本發明所述的方法，步驟(1)中所述的蒸發可使用已知的多種設備來實現，優選MVR設備。

優選地，濃縮的倍數為5～20倍，具體的選擇取決于起始母液中DL-ATC和L-胱氨酸的濃度，經步驟(1)所述濃縮后，本發明進一步發現其顯著有助于提高陽離子交換樹脂的處理效率及減少廢水量。

本發明所述的方法，步驟(2)調節所述L-胱氨酸母液濃縮液pH值至2-4，優選為3，在該pH值范圍內，有助于L-胱氨酸的完全溶解及后續以陽離子交換樹脂對其進行吸附分離，實現陽離子交換樹脂最大吸附量。

本發明所述的方法，優選所述陽離子樹脂為D001型陽離子交換樹脂或732鈉型陽離子交換樹脂；