[發明專利]一種生產、分離和提取L-谷氨酰胺的方法

有效

• 申請號: 201911293777.0
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN111057727B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 包鑫;邊恩來;崔小紅;馮世紅;李江雷;李江濤;史靜東
• 申請（專利權）人: 新疆阜豐生物科技有限公司
• 主分類號: C12P13/02
• 分類號: C12P13/02;C07C231/24;C07C237/06;C12R1/15
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本發明屬于L?谷氨酰胺的生產領域，公開了一種生產、分離和提取L?谷氨酰胺的方法，其包括如下步驟：1）發酵，2）陶瓷膜過濾，3）濃縮重溶，4）模擬移動床色譜，5）活性炭脫色，6）精制濃縮、結晶和離心，7）流化床烘干。本發明提高了L?谷氨酰胺的產量、純度、提取收率、產品質量以及生產效率，同時，減少了酸堿的用量，降低了廢水、廢物的排放量，減輕了環保壓力。

技術領域

本發明屬于L-谷氨酰胺生產技術領域，具體涉及一種生產、分離和提取L-谷氨酰胺的方法。

背景技術

L-谷氨酰胺（L-Glutamine）又稱α-氨基戊酰胺酸、谷氨酸-5-酰胺，是白色結晶或晶性粉末，能溶于水，無臭，無毒，幾乎不溶于甲醇、乙醇、乙醚、苯、丙酮、醋酸乙酯，氯仿和乙醇乙酯等，在中性溶液中不穩定，在醇、堿或熱水中易分解成谷氨醇或丙酯化為吡咯羧醇，無臭，稍有甜味。

L-谷氨酰胺是人體中最為豐富的氨基酸，是一種非必須氨基酸。在正常的情況下，人體內合成的谷氨酰胺能夠滿足代謝需要，但是在劇烈運動、創傷、感染等應急和高代謝狀態下，體內谷氨酰胺的含量降低，必須從外界補充。它在維持腸道功能、提高機體免疫功能、改善酸堿平衡失調、解毒等方面有很大的作用，在臨床上是一種用途廣泛的氨基酸，在醫藥上用于治療多種疾病。同時，谷氨酰胺用于氨基酸輸液、醫藥中間體，也可用作食品添加劑，除此之外，還可以用作重要的生化試劑。

但國內藥用L-谷氨酰胺主要依賴于進口，國際市場需求旺盛，由于現有提取工藝所產出的谷氨酰胺成品很難達到某些客戶的要求，如何提高發酵效率，降低發酵成本，以及采用模擬移動床色譜的方法提取L-谷氨酰胺從而滿足客戶的需求，提高產品產量和質量，是現有技術需要解決的關鍵問題。

發明內容

為解決上述問題，克服現有技術的不足之處，本發明提供了一種生產、分離和提取L-谷氨酰胺的方法，該工藝簡單易操作，達到提高發酵產量，減少污水的產生，降低生產成本，減少勞動強度以及提高產品的質量、純度等目的。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的。

一種生產、分離和提取L-谷氨酰胺的方法，所述方法包括如下步驟：1）發酵，2）陶瓷膜過濾，3）濃縮重溶，4）模擬移動床色譜，5）活性炭脫色，6）精制濃縮、結晶和離心，7）流化床烘干。

具體地，所述方法包括如下步驟：

步驟1）發酵：將谷氨酸棒桿菌種子液以5-15％接種量接種到含有發酵培養基的發酵罐中，發酵時間為48h；發酵時間分為兩個階段，第一階段為0-24h，發酵溫度為32℃，通過流加氨水控制pH在5.0；第二階段為24-48h，發酵溫度為32℃，通過流加氨水控制pH在7.0，第二階段完成后，得到L-谷氨酰胺發酵液；整個發酵過程中，攪拌速度控制在200rpm，溶氧量控制在20%，通過流加葡萄糖溶液，控制發酵罐中葡萄糖濃度不低于0.4%；

步驟2）陶瓷膜過濾：將步驟1）所得L-谷氨酰胺發酵液調pH至5.0，然后通過孔徑為0.05-0.1um的陶瓷膜過濾，除去菌體蛋白和其它顆粒雜質，收集陶瓷膜清液；

步驟3）濃縮重溶：將步驟2）所得陶瓷膜清液經四效蒸發器進行濃縮，收集濃縮液，然后將濃縮液進行一次結晶，離心收集所得母液和粗品，往粗品中加入純水進行溶解，收集所得溶液；

步驟4）模擬移動床色譜：將步驟3）所得溶液經模擬移動床色譜進行L-谷氨酰胺和其他雜質的分離；將L-谷氨酰胺進行洗脫，得到L-谷氨酰胺提取液；

步驟5) 活性炭脫色：將步驟4）所得L-谷氨酰胺提取液添加活性炭進行脫色，溫度控制在55℃，脫色時間為30min，過濾得脫色液；

步驟6）精制濃縮、結晶和離心：將步驟5）所得脫色液溫度控制在45℃，經蒸發器進行精制濃縮，使L-谷氨酰胺料液濃度濃縮至25％，再將濃縮后的料液進行冷卻結晶，養晶15小時后，離心，得L-谷氨酰胺晶體；