[發明專利]一種從發酵液中制備5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的生產工藝及其應用

有效

• 申請號: 201910107855.7
• 申請日: 2019-02-02
• 公開（公告）號: CN111517973B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 鄭平;郭軒;陳久洲;周文娟;孫際賓
• 申請（專利權）人: 中國科學院天津工業生物技術研究所
• 主分類號: C07C229/22
• 分類號: C07C229/22;C07C227/18;C07C227/42;A61K31/197;A61P43/00
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 崔佳佳

本發明提供了一種從發酵液制備5?氨基乙酰丙酸(ALA)鹽酸鹽的生產方法，包括利用含5?氨基乙酰丙酸的發酵液制備得到ALA鹽粗品，再將ALA鹽粗品用鹽酸復溶結晶制備獲得ALA鹽酸鹽，該工藝實用性強、環境友好且設備成本低。

技術領域

本發明涉及生物化工產品的分離純化領域；具體地說，本發明涉及一種5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽的生產工藝及其應用。

背景技術

5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic?acid，ALA，以下簡稱ALA)是生物體合成血紅素、葉綠素、維生素B12等四吡咯化合物的前體，四吡咯化合物則是細胞色素、血紅蛋白、葉綠體蛋白等的重要組成部分，在生命活動中發揮著重要作用。因具有可降解和無毒無殘留等特點，ALA在醫藥、保健、農業、畜牧業、化工等領域應用前景廣闊，是一種重要的高附加值生物基化學品。

目前ALA主要通過化學合成方法制備，存在反應步驟多、轉化率低、能耗物耗高、制備過程中使用有毒原料、環境污染嚴重等缺點，也導致市場上ALA鹽酸鹽價格高達1萬元/公斤以上。高昂的價格使得目前ALA的應用主要集中在附加值較高的醫藥和保健等領域，對產品純度要求在98％以上，且在醫藥領域主要以ALA鹽酸鹽的形式應用。近年來，隨著基因工程和工業生物技術的快速發展，利用微生物發酵法合成ALA逐漸成為研究的重點。已有大量文獻和專利報道了提高工程菌株ALA合成能力的方法。這些方法雖然已經降低了ALA的生產成本，但是發酵液還需要進一步的分離精制才能得到最終產品ALA鹽酸鹽。

目前，已報道的從發酵液中制備ALA鹽酸鹽的生產工藝通常先采用離子交換法、萃取法等方法去除雜質，得到粗品溶液，然后對粗品溶液進行蒸發濃縮，濃縮液通過添加有機溶劑(醇類或酮類，CN101268036B)或降溫(-10℃，CN101624350B)結晶得到ALA鹽酸鹽。該方法雖然能夠得到純度較高的樣品，但在實際應用過程中仍然存在兩個問題：一是醫藥級產品的質量要求高，生物發酵過程由于培養及成分相對復雜，因此提取過程中需要經過結晶、重結晶才能達到要求；二是在ALA鹽酸鹽制備過程中，氯離子對不銹鋼設備的腐蝕比較嚴重，導致減壓蒸發器維護困難，使用壽命短，濃縮蒸發過程中氯化氫的揮發還會產生刺激性氣味，造成比較大的環境問題。此外，上述制備過程有機溶劑和零度以下低溫條件的使用還造成生產成本的升高，同時對環境造成較大的污染。

因此，本領域急需開發實用性強、環境友好且設備成本低的ALA鹽酸鹽分離提取工藝，滿足高純度ALA鹽酸鹽的市場需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種發酵液中ALA鹽酸鹽的生產方法，這種方法應具備操作簡便、實用性強、環境友好且成本低等優點，還要能夠高純度、高收率地獲得ALA鹽酸鹽。

在第一方面，本發明提供一種從發酵液中制備ALA鹽酸鹽的生產方法，包括以下步驟：

1)用pKa1值大于-8的酸對ALA發酵液進行酸化，從而得到ALA鹽粗品；

2)用濃鹽酸處理步驟1)得到的ALA鹽粗品，從而得到ALA鹽酸鹽。

在具體的實施方式中，在步驟1)之前，所述方法還包括對ALA發酵液進行預處理的步驟。

在優選的實施方式中，所述對ALA發酵液進行預處理的步驟是指用酸對ALA發酵液進行酸化，過濾，然后進行純化。

在優選的實施方式中，所述預處理中的酸化是指用任何酸將ALA發酵液調節pH至7以下，優選3-4，然后經過濾，包括但不限于離心、微濾、壓濾中的一種或幾種，優選離心和微濾，得到ALA清液；

所述純化是指將ALA清液進行純化，其方法包括但不限于離子交換、萃取、超濾、納濾、脫色中的一種或幾種，優選離子交換。

在優選的實施方式中，在用pKa1值大于-8的酸對純化后的ALA發酵液進行酸化后，進行濃縮、結晶后獲得ALA鹽粗品。