[發(fā)明專利]一種高純度L-精氨酸的生產(chǎn)工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011251048.1
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112813115B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮世紅;張宗華;韋樹高;邊恩來;李江濤;崔小紅
• 申請（專利權(quán)）人: 新疆阜豐生物科技有限公司
• 主分類號: C12P13/10
• 分類號: C12P13/10;C12N1/20;C07C277/08;C07C279/14;C12R1/19
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本發(fā)明涉及一種高純度L?精氨酸的生產(chǎn)工藝，其包括如下步驟：步驟1）精氨酸發(fā)酵，步驟2）離心和陶瓷膜過濾，步驟3）過弱酸性陽離子樹脂，步驟4）脫氨，步驟5）納濾膜脫色，步驟6）過強堿性陰離子樹脂，步驟7）濃縮結(jié)晶，步驟8）干燥包裝。本發(fā)明產(chǎn)酸效率高，提取分離工藝簡單可行，使L?精氨酸收率達到75%以上，純度達到98.5%以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于L-精氨酸生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高純度L-精氨酸的生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

L-精氨酸是一種含胍基的堿性氨基酸，為白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，水中易溶，在乙醇中幾乎不溶；在稀鹽酸中易溶。在生理條件下帶正電荷。L-精氨酸是蛋白質(zhì)合成中的編碼氨基酸，哺乳動物必需氨基酸和生糖氨基酸。亦是20種普遍的自然氨基酸之一。在哺乳動物，精氨酸被分類為半必要或條件性必要的氨基酸，視乎生物的發(fā)育階段及健康狀況而定。一種復(fù)雜的氨基酸，在蛋白質(zhì)和酶的反應(yīng)點可以發(fā)現(xiàn)它。在幼兒生長期，精氨酸是一種必需氨基酸。

精氨酸的生產(chǎn)方法主要包括：水解法、酶法、化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法。我國精氨酸生產(chǎn)能力有限，早期主要是采用水解法，但由于水解法產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定性較差，回收率低，不適合用于大規(guī)模生產(chǎn)，逐漸被市場淘汰。微生物發(fā)酵法以廉價的碳源和氮源為底物，通過微生物菌體代謝，借助自身產(chǎn)精氨酸的能力，通過葡萄糖發(fā)酵直接合成精氨酸。發(fā)酵法原料來源成本相對較低，發(fā)酵反應(yīng)條件較溫和，生產(chǎn)工藝相對穩(wěn)定，可控程度高，容易大規(guī)模放大生產(chǎn)，因而成為目前生產(chǎn)精氨酸的主要方法。

但是，我國目前發(fā)酵法生產(chǎn)精氨酸技術(shù)條件不成熟，產(chǎn)酸能力及轉(zhuǎn)化率不高，從而導(dǎo)致發(fā)酵法生產(chǎn)精氨酸成本較高，因此，迫切需要新的技術(shù)突破和生產(chǎn)工藝，在提高精氨酸的產(chǎn)酸能力及轉(zhuǎn)化率的同時降低生產(chǎn)成本。

發(fā)酵法所產(chǎn)生的精氨酸發(fā)酵液中成分復(fù)雜，除含有較高濃度的L-精氨酸以外，還含有微生物細胞，未利用的培養(yǎng)基，細胞碎片，微生物代謝過程中產(chǎn)生的色素及其他代謝產(chǎn)物。從發(fā)酵液中分離提純L-精氨酸的通常方法是：發(fā)酵液經(jīng)過膜過濾或絮凝沉淀除掉菌體蛋白，料液通過離交固定床吸附、解析L精氨酸，達到除雜的目的，解析液經(jīng)驅(qū)氨脫色后濃縮料液，結(jié)晶干燥制成L精氨酸成品。上述方法中，絮凝除菌所得料液澄清度不高，且殘留的絮凝劑可能導(dǎo)致移動床層堵塞，影響下游的產(chǎn)品純化過程，使用傳統(tǒng)的固定床進行離子交換，其產(chǎn)品收率低，樹脂利用率不高，且洗脫劑和水的用量大，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要目的是提供一種高純度L-精氨酸的生產(chǎn)工藝，發(fā)酵效率高，并且能夠有效的分離出高純度L-精氨酸，使L-精氨酸提取收率達到75％以上，產(chǎn)品純度達到98.5％以上。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

一種高純度L-精氨酸的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述生產(chǎn)工藝包括如下步驟：

步驟1)精氨酸發(fā)酵，步驟2)離心和陶瓷膜過濾，步驟3)過弱酸性陽離子樹脂，步驟4)脫氨，步驟5)納濾膜脫色，步驟6)過強堿性陰離子樹脂，步驟7)濃縮結(jié)晶，步驟8) 干燥包裝。

進一步地，所述步驟1)精氨酸發(fā)酵，包括：將大腸埃希氏菌(Escherichia coli)CGMCC No.11674種子液以12％接種量接種于裝有50L發(fā)酵培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中發(fā)酵培養(yǎng)，轉(zhuǎn)速為 280rpm，溫度為34℃，pH為7.1，溶氧通過交替提高轉(zhuǎn)速和風量控制在18％以上，發(fā)酵培養(yǎng)周期為55h，得到L-精氨酸發(fā)酵液。

進一步地，所述步驟2)離心和陶瓷膜過濾：L-精氨酸發(fā)酵液通過高速碟片離心機以 5000rpm的轉(zhuǎn)速離心3min，去除沉淀，然后通過截留分子量為10000Da的陶瓷膜進行過濾，過濾溫度控制在60℃，收集濾過液。

進一步地，所述步驟3)過弱酸性陽離子樹脂，包括：將步驟2)所得的濾過液經(jīng)弱酸性陽離子樹脂吸附，然后用氨水洗脫，得到L-精氨酸洗脫液。