[發明專利]高純度蘇氨酸的生產工藝

在審

• 申請號: 201911331331.2
• 申請日: 2019-12-21
• 公開（公告）號: CN111004822A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 趙蘭坤;王小平;趙春曉;毛松舉;翟德亮;張婷婷
• 申請（專利權）人: 趙蘭坤
• 主分類號: C12P13/08
• 分類號: C12P13/08;C07C227/40;C07C227/42;C07C229/22
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本發明屬于氨基酸發酵技術領域，公開了高純度蘇氨酸的生產工藝，其包括發酵工序和提取分離工序，所述發酵工序包括如下步驟：將L?蘇氨酸生產菌種子液接入到含有發酵培養基的發酵罐中進行發酵36h，收集發酵液；所述提取分離工序包括如下步驟：利用高速碟片分離機離心，陶瓷膜過濾處理，活性炭一級脫色處理，脫色膜二級脫色處理，超濾膜處理，最后濃縮結晶烘干制得產品。本發明生產工藝蘇氨酸收率和純度較高，適合工業化推廣使用。

技術領域

本發明屬于氨基酸發酵技術領域，具體涉及高純度蘇氨酸的生產工藝。

背景技術

L-蘇氨酸的分子式為C₄H₉NO₃，相對分子量119.12。L-蘇氨酸為白色結晶或結晶粉末，是一種極性氨基酸，味微甜。253℃熔化并分解。高溫下溶于水，25℃溶解度為20.5g/100ml，不溶于乙醇、乙醚和氯仿。比旋光度為27.6°-29°，等電點PI5.64。我國蘇氨酸產業發展較晚，在上世紀90年代以前國內基本沒有生產，在90年代以后才開始生產。近年來，國內外市場對蘇氨酸的需求逐年強勁增長，全球蘇氨酸市場近幾年以每年20%多的增長率高速增長，亞洲、北美等地區的需求也快速增長。需求的旺盛拉動了生產，1993年，全世界蘇氨酸產量不足4000噸，1996年為5000噸，1999年猛增至2.5萬噸，2002年4萬噸，到2005年產量已接近7萬噸，比10年前增長了15倍多。

經過十年的發展，到20世紀末產量也未能突破200噸，蘇氨酸屬于工業化發酵的產品之一，據有關統計，1993年全世界蘇氨酸產量僅4000t，1999年增長至2.5萬t，2002年超過4萬t，目前已經超過20萬t。蘇氨酸發展之迅速體現了其在氨基酸發酵領域的重要性。每年以20%的增幅遞增，為提高飼料行業的產品品質，蘇氨酸的添加量還會進一步增加。產品的主要市場也是醫藥行業，主要用于各種氨基酸輸液。目前，全世界主要的蘇氨酸生產企業為日本味之素公司、德國德固賽公司、美國ADM公司、日本協和發酵工業公司等，這幾大公司的產量占全球份額的90%左右，產能達到10萬噸左右，而國內蘇氨酸生產處于發展階段，截至2014年初，國內生產廠家有8至9家，蘇氨酸大部分供應國內需求，而且部分公司有向國外出口氨基酸，蘇氨酸的生產無論從技術指標、成本指標、產品質量上來講，國內生產水平還是與國外存在一定差距，產品價格總體比國外價格略高。近兩年，隨著生產廠家的增多，蘇氨酸生產日益趨于平穩增長，逐漸減小了與國外廠家的差距。

隨著賴氨酸和蛋氨酸合成品在配合飼料中的廣泛應用，它逐漸成為影響畜禽生產性能的主要限制性因素，尤其是在低蛋白日糧中添加賴氨酸后，蘇氨酸成為育成豬的第一限制性氨基酸。如果飼料中不添加蘇氨酸，對蘇氨酸的需求就只能依賴于蛋白質原料，而蛋白質原料中不僅含有蘇氨酸，還含有其他必需和非必需氨基酸，使用蛋白質原料而不使用蘇氨酸調節氨基酸平衡導致的結果是，飼料的氨基酸平衡無法得到盡可能多地改善，飼料的配方成本就無法進一步降低。可以說，蘇氨酸是改善氨基酸平衡必須邁過的一道檻兒，是所有配方無法回避的瓶頸性質問題。蘇氨酸在機體內的代謝途徑和其他氨基酸不同，是唯一不經過脫氫酶作用和轉氨基作用，而是通過蘇氨酸脫水酶(TDH)和蘇氨酸脫酶(TDG)以及醛縮酶催化而轉變為其他物質的氨基酸。途徑主要有3條：通過醛縮酶代謝為甘氨酸和乙醛；通過TDG代謝為氨基丙酸、甘氨酸、乙酰COA；通過TDH代謝為丙酸和α-氨基丁酸。