[發(fā)明專(zhuān)利]一種生產(chǎn)、分離和純化L-苯丙氨酸的工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010281544.5
• 申請(qǐng)日: 2020-04-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111235192B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉加林;霍蕭勇;劉加海;方朝杰;張淵源
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 杭州巴洛特生物科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C12P13/22
• 分類(lèi)號(hào): C12P13/22;C07C227/40;C07C229/36;C12R1/19
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本發(fā)明屬于L?苯丙氨酸生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種生產(chǎn)、分離和純化L?苯丙氨酸的工藝，其包括如下工序：1）生產(chǎn)工序：將產(chǎn)L?苯丙氨酸大腸桿菌種子液接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)24h，然后進(jìn)行超聲處理，再添加代謝調(diào)節(jié)物，并繼續(xù)發(fā)酵培養(yǎng)20?30h，得到發(fā)酵液；2）分離和純化工序：將發(fā)酵液離心，然后進(jìn)行陶瓷膜過(guò)濾和超濾膜超濾，再進(jìn)行脫色、真空濃縮結(jié)晶，最后進(jìn)行烘干，即得。本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有技術(shù)分離純化L?苯丙氨酸技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，對(duì)發(fā)酵液采用碟片離心機(jī)分離出菌體，高效快捷，菌體分離徹底；分離純化工藝中不采用離子交換樹(shù)脂，降低了成本，減少了對(duì)環(huán)境的污染，綠色環(huán)保。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于L-苯丙氨酸生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生產(chǎn)、分離和純化L-苯丙氨酸的工藝。

背景技術(shù)

L-苯丙氨酸廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域，是苯丙氨芐、甲酸溶肉瘤素等氨基酸類(lèi)抗癌藥物的中間體，也是生產(chǎn)腎上腺素、甲狀腺素和黑色素的原料藥；已有研究表明，L-苯丙氨酸可作為抗癌藥物的載體將藥物分子直接導(dǎo)入癌瘤區(qū)，其效果是其他氨基酸的3～5倍。苯丙氨酸的制備方法不斷得到改進(jìn)?L-苯丙氨酸可由天然蛋白質(zhì)水解法、酶法、化學(xué)合成法、發(fā)酵法得到。目前工業(yè)化生產(chǎn)路線主要為發(fā)酵法和酶法，化學(xué)合成法應(yīng)用也較廣泛。

天然蛋白質(zhì)水解法是最早應(yīng)用于獲得L-苯丙氨酸的方法，主要通過(guò)水解大豆獲得，但是大豆中L-苯丙氨酸含量較低，生產(chǎn)分離提純較復(fù)雜和困難，生產(chǎn)成本高，難以大規(guī)模推廣使用。酶法具有產(chǎn)物濃度高，純化步驟少，生產(chǎn)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是原料和酶的價(jià)格較高。化學(xué)合成法會(huì)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物和廢水廢氣，在合成L-苯丙氨酸過(guò)程中，需要綜合考慮原料的來(lái)源、價(jià)格以及合成工藝條件實(shí)現(xiàn)的難易程度，各步反應(yīng)生成副產(chǎn)物的多少、收率的高低以及對(duì)環(huán)境的影響程度等諸多因素。

L-苯丙氨酸的發(fā)酵法是一種利用微生物發(fā)酵合成L-苯丙氨酸的方法，這種方法可以克服化學(xué)法和酶法合成L-苯丙氨酸的缺陷，綠色環(huán)保，而且能耗低，可持續(xù)發(fā)展性強(qiáng)。發(fā)酵法由于使用的菌種、原料以及發(fā)酵培養(yǎng)條件的不同，最終發(fā)酵液中L-苯丙氨酸的含量差異很大，要想獲得苯丙氨酸的高效率，主要需選擇菌株以及對(duì)其合理調(diào)節(jié)代謝通路。申請(qǐng)人之前的研究成果“一種利用大腸桿菌發(fā)酵制備L-苯丙氨酸的方法”，通過(guò)對(duì)代謝途徑進(jìn)行優(yōu)化，提高了L-苯丙氨酸的發(fā)酵產(chǎn)量。從發(fā)酵液中分離純化L-苯丙氨酸也有較多文獻(xiàn)報(bào)告。例如，中國(guó)專(zhuān)利CN201210181165，公開(kāi)了一種從發(fā)酵液中提取L-苯丙氨酸的方法，經(jīng)過(guò)膜過(guò)濾、離子交換、減壓濃縮、板框脫色等、烘干等步驟，解決了現(xiàn)有技術(shù)中苯丙氨酸的產(chǎn)酸率低，收率不高，成品質(zhì)量一次合格率不高的技術(shù)問(wèn)題。中國(guó)專(zhuān)利CN201210145248公開(kāi)了一種L-苯丙氨酸提純工藝，包括以下步驟：將L-苯丙氨酸發(fā)酵液分別進(jìn)行陶瓷膜分離處理、離子交換系統(tǒng)進(jìn)行離子交換處理、超濾處理、納濾處理，循環(huán)洗濾后，去除殘留液，得到苯丙氨酸溶液。但是上述技術(shù)中均采用了離子交換方法，會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)、分離以及純化L-苯丙氨酸工藝存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)、分離和純化L-苯丙氨酸的工藝，該工藝使用的原料易得，成本低廉，環(huán)境污染較小，并且產(chǎn)物純度較高。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所帶來(lái)的技術(shù)效果，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。

一種生產(chǎn)、分離和純化L-苯丙氨酸的工藝，其包括如下工序：

1）生產(chǎn)工序：將產(chǎn)L-苯丙氨酸大腸桿菌種子液接種到裝有發(fā)酵培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)24h，然后進(jìn)行超聲處理，再添加占發(fā)酵液體積10-20%的代謝調(diào)節(jié)物，并繼續(xù)發(fā)酵培養(yǎng)20-30h，得到發(fā)酵液；

2）分離和純化工序：將發(fā)酵液進(jìn)行離心，然后進(jìn)行陶瓷膜過(guò)濾和超濾膜超濾，再進(jìn)行脫色、真空濃縮結(jié)晶，最后進(jìn)行烘干，即得。

優(yōu)選地，所述代謝調(diào)節(jié)物為丙二酸鈉或/和丙氨酸的水溶液。

優(yōu)選地，所述超聲處理的參數(shù)為：功率為500W，超聲頻率為20KHz，振幅為60%，超聲總時(shí)間為5min，每次超聲時(shí)間為30?s，間隔時(shí)間為90s。