[發(fā)明專利]一種L-瓜氨酸的制造方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011586600.2
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112608254A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張禮;秦振華
• 申請（專利權(quán)）人: 南通紫瑯生物醫(yī)藥科技有限公司
• 主分類號: C07C273/18
• 分類號: C07C273/18;C07C275/16
• 代理公司: 北京權(quán)智天下知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11638
• 代理人: 李海燕

本發(fā)明公開了一種L?瓜氨酸的制造方法，步驟1：將含有L?瓜氨酸的轉(zhuǎn)化液經(jīng)超濾膜過濾，得到含有L?瓜氨酸的超濾清液；步驟2：將超濾清液脫鹽，獲得透析清液；步驟3：將透析清液的pH調(diào)節(jié)至4.2?4.6，在透析清液中加入活性炭脫色；步驟4：將脫色液在真空度進行濃縮，濃縮至L?瓜氨酸的含量為60?70%的濃縮液；步驟5：將濃縮液冷卻至10℃條件下，加入晶種，冷卻結(jié)晶3?4h，抽濾得L?瓜氨酸的晶體；步驟6：將L?瓜氨酸的晶體進行真空干燥，得純化的L?瓜氨酸產(chǎn)品。本發(fā)明采用的制備L?瓜氨酸的方法與傳統(tǒng)化學(xué)合成法、酶法和微生物發(fā)酵法相比，過程控制較為簡單，生產(chǎn)過程中不會產(chǎn)生大量的污染物質(zhì)，對環(huán)境友好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物工程技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種L-瓜氨酸的制造方法。

背景技術(shù)

L-瓜氨酸（L-Citrulline），化學(xué)名稱為L-(+)-2-氨基-5-脲戊酸，CAS No 372-75-8 分子式C₆H₁₃N₃O₃，分子量175.19，熔點為222℃，等電點為5.92，比旋光度為[α]D25=+24.5~+26.8°，白色結(jié)晶體或結(jié)晶粉末，有酸味，溶于水，不溶于乙醇和乙醚。L-瓜氨酸是一種α氨基酸，名字是由首先抽取出瓜氨酸的西瓜而來。

L-瓜氨酸是一種重要的非必需氨基酸，是尿素循環(huán)過程中的重要中間體，具有很多重要的生理功能如清除自由基、異體排斥效應(yīng)指示劑、血管舒張作用、穩(wěn)定血壓以及診斷類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、抗氧化等；此外，它還有著非常顯著的恢復(fù)精力和提高人體免疫力的作用。近年來L-瓜氨酸在食品、化妝品和藥物等領(lǐng)域越來越來受到重視，具有廣泛的開發(fā)應(yīng)用前景。

目前，L-瓜氨酸的主要生產(chǎn)方法有化學(xué)合成法、酶法和微生物發(fā)酵法。

(1)化學(xué)法:是指堿性條件下水解L-精氨酸得L-瓜氨酸，過程控制比較困難，產(chǎn)品中含有旋光對映體D-瓜氨酸，影響產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量廢水，污染環(huán)境大。

(2)發(fā)酵法生產(chǎn)的難點在于受制于瓜氨酸代謝途徑中的反饋抑制作用，導(dǎo)致單位體積L-瓜氨酸產(chǎn)率低，因此，從發(fā)酵液中提取L-瓜氨酸的成本較高，污水量大。發(fā)酵法的優(yōu)點是成本低，產(chǎn)量高，產(chǎn)物的純度高，在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中無有毒物質(zhì)的產(chǎn)生，給產(chǎn)物后加工提供了方便。目前，對發(fā)酵法生產(chǎn)瓜氨酸研究最多的國家是日本，已經(jīng)取得了一定的發(fā)酵水平。

(3)酶法：是指在精氨酸脫亞胺酶的作用下，L-精氨酸被轉(zhuǎn)化為L-瓜氨酸，生產(chǎn)條件溫和，不產(chǎn)生有毒物質(zhì)，轉(zhuǎn)化體系中雜質(zhì)較少，提取工藝簡單，污染少。該法是以專一性強、轉(zhuǎn)化率高的微生物菌體細胞為催化劑，催化精氨酸脫亞胺基生成L-瓜氨酸。利用酶法合成瓜氨酸，大多采用一步酶促反應(yīng)，因而可避免瓜氨酸全合成途徑中復(fù)雜的反饋調(diào)節(jié)作用，使瓜氨酸可以積累到較高的濃度。采用固定化酶或者固定化細胞進行催化，進一步降低了后續(xù)分離純化的難度。

然而，在酶轉(zhuǎn)化液分離純化L-瓜氨酸的過程中，由于精氨酸不能完全轉(zhuǎn)化，且轉(zhuǎn)化液中生成大量的銨鹽副產(chǎn)物，對于產(chǎn)品純度有一定影響。現(xiàn)有工藝提取過程復(fù)雜，步驟繁多，有的需要用到離子交換樹脂進行產(chǎn)品分離，污水產(chǎn)生量較大，環(huán)保壓力高。由于瓜氨酸在水相中的溶解度較大，因此結(jié)晶需要的溫度較低，4℃左右，生產(chǎn)上對溫度條件要求嚴苛，結(jié)晶收率偏低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種L-瓜氨酸的制造方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種L-瓜氨酸的制造方法，包括以下步驟：

步驟1：超濾：將含有L-瓜氨酸的轉(zhuǎn)化液經(jīng)超濾膜過濾，去除轉(zhuǎn)化液精氨酸脫亞胺酶回收利用，得到含有L-瓜氨酸的超濾清液，用少量純水對超濾清液進行清洗；

步驟2：電滲析：將清洗后的L-瓜氨酸的超濾清液經(jīng)電滲析處理一步脫鹽和殘留精氨酸，獲得透析清液；