專(zhuān)利名稱(chēng)：一種提純脯氨酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從發(fā)酵液中提取、分離、純化脯氨酸的方法。
背景技術(shù)：
L -脯氨酸是含有亞氨基的中性氨基酸，屬于雜環(huán)族氨基酸，是 構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種基本氨基酸之一，屬人體非必需氨基酸。L-脯氨 酸具有一定的生理活性，在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、化工及食品等方面有著廣泛 的用途，尤其在醫(yī)藥上是許多新藥合成的中間體。由于L-脯氨酸具有 一定的甜度，于食品工業(yè)上作添加劑；在農(nóng)業(yè)上，也曾有報(bào)道，用L-脯氨酸作為農(nóng)作物的"補(bǔ)藥"，來(lái)提高農(nóng)作物的質(zhì)量，如用4%濃度 的卜脯氨酸噴灑到生長(zhǎng)的玉米株上可使玉米產(chǎn)量提高20%;把L-脯氨
酸的稀釋溶液在水稻抽穗前作為追肥施加，并配合其他條件，可使產(chǎn) 量增加50%，因此L-脯氨酸有著廣闊的市場(chǎng)。目前L-脯氨酸的生產(chǎn)
主要有三種方法:蛋白質(zhì)水解提取法、合成法和微生物發(fā)酵法。但是， 無(wú)論采用何種方法生產(chǎn)，其制品均會(huì)含有色素類(lèi)，糖類(lèi)，其他氨基酸 類(lèi)，有機(jī)酸類(lèi)以及無(wú)機(jī)鹽等成分，因此，為了獲得高純度的脯氨酸， 必須對(duì)其進(jìn)行提取、分離、純化?，F(xiàn)有的L-脯氨酸的純化方法包括 離子交換樹(shù)脂法、氧化鋁層析法、無(wú)水乙醇重結(jié)晶法、乙醇-乙醚法、 水-乙醇-丙酮法、亞硝化法、五氯酚成鹽沉淀法與用水和低碳醇的 混合物純化。離子交換樹(shù)脂法和氧化鋁層析法都存在費(fèi)工費(fèi)時(shí)，效率 低等問(wèn)題，無(wú)水乙醇重結(jié)晶法存在不能去無(wú)機(jī)鹽，操縱過(guò)程中易吸潮， 而且無(wú)水乙醇價(jià)格貴難回收、儲(chǔ)存存在安全隱患。乙醇一乙醚法和水 一乙醇一丙酮法都存在著溶劑沸點(diǎn)低，易燃難于回收重用的缺點(diǎn)等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種耗時(shí)短、安全可靠、環(huán)保 型、過(guò)程簡(jiǎn)單的提純脯氨酸的方法。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 一種提 純脯氨酸的方法，步驟為A、在脯氨酸發(fā)酵液中加入絮凝劑，降低 發(fā)酵液的粘度，使固體雜質(zhì)迅速沉淀從而發(fā)酵液被分為沉渣和上清
液，過(guò)濾上清液后得一次濾液，雜質(zhì)是菌體類(lèi)雜質(zhì)；B、在步驟A的
一次濾液中加入活性炭，加入的活性炭的占濾液的重量百分含量可
以是1%，在60士5。C下攪拌脫色，然后過(guò)濾得二次濾液，過(guò)濾可以 用板框壓濾機(jī)；C、將步驟B的二次濾液中進(jìn)行濃干結(jié)晶后，加藥用 炭漿液進(jìn)一步溶解脫色處理，再經(jīng)過(guò)二級(jí)過(guò)濾器逐級(jí)過(guò)濾，得三次 濾液；D、將步驟C的三次濾液冷凍結(jié)晶，先降溫?cái)嚢?，攪拌速?0 50rpm，當(dāng)降溫至6 22"時(shí)，停止降溫即得濕精品，將濕精品繼續(xù) 離心甩干10 40分鐘后干燥。
進(jìn)一步在上述提純脯氨酸的方法中，歩驟A中所加的絮凝劑 是聚合氯化鋁，2 3分鐘后再加入陽(yáng)離子聚丙烯酰胺助凝劑，使膠 體雜質(zhì)形成大的絮體顆粒迅速沉降分離。加入的聚合氯化鋁占發(fā)酵 液的重量百分含量是5±1%，加入的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺助凝劑占發(fā) 酵液的重量百分含量是0.2±0. 1%。在步驟A中，需用酸調(diào)節(jié)PH 值為4.0 5.0。所述的步驟B后，還包括加熱二次濾液至80士5t:， 濃縮二次濾液至原體積的2/3，冷卻過(guò)濾除鹽和雜質(zhì)的過(guò)程。在步驟 C中，所述的炭漿液是藥用炭與90%乙醇完全混合后的混合物，所 述的混合物呈稀漿狀，再按1.0 1.5: l體積比例投入濾液中。在 步驟C中，加藥用炭漿液進(jìn)一步溶解脫色處理是用蒸汽加熱結(jié)晶物 至75 8(TC，結(jié)晶物完全溶解，進(jìn)行脫色處理。所述的歩驟D中， 過(guò)濾時(shí)壓力控制在0.08 0. 15Mpa，溫度控制在75 80°C 。所述的 步驟D中是在真空旋轉(zhuǎn)干燥混合機(jī)中干燥，真空度0. 12±0. 01Mpa， 干燥溫度65 70°C。
本發(fā)明從微生物發(fā)酵液中凈化脯氨酸的方法，不需要進(jìn)行離子交 換樹(shù)脂工序，僅通過(guò)固液分離，結(jié)晶工序就可以生出能夠作為食品添 加劑的脯氨酸制品，由于沒(méi)有經(jīng)過(guò)離子交換樹(shù)脂工序，從而可以使在 凈化工序中廢液、廢水的產(chǎn)生量及作為溶離劑/再生劑使用的酸、堿 之類(lèi)的化學(xué)藥品的使用量大時(shí)減少。從而該提純脯氨酸的方法是耗時(shí) 短、安全可靠、環(huán)保型、過(guò)程簡(jiǎn)單。所得的脯氨酸結(jié)晶物性能好，即 結(jié)晶物的透光度> 98. 5%，比旋度-84. 6 86. 0"。


圖l是本發(fā)明實(shí)施例提純脯氨酸的方法的工藝路線圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的主旨是通過(guò)從微生物發(fā)酵液提純脯氨酸，該方法耗時(shí) 短、安全可靠、環(huán)保型、過(guò)程簡(jiǎn)單。所得的脯氨酸結(jié)晶物性能好。 下面結(jié)合實(shí)施例和附圖1對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳述，實(shí)施例中 所提及的內(nèi)容并非對(duì)本發(fā)明的限定，其中方法各個(gè)原材料、壓力、 溫度的選擇可因地制宜而對(duì)結(jié)果并無(wú)實(shí)質(zhì)性影響。首先，簡(jiǎn)述本發(fā)
明方法的基本方案 一種提純脯氨酸的方法，步驟為A、在脯氨酸 發(fā)酵液中加入絮凝劑，降低發(fā)酵液的粘度，使固體雜質(zhì)迅速沉淀從 而發(fā)酵液被分為沉渣和上清液，過(guò)濾上清液后得一次濾液；B、在步 驟A的一次濾液中加入活性炭，在60土5"C下攪拌脫色，然后過(guò)濾得 二次濾液；C、將步驟B的二次濾液中進(jìn)行濃干結(jié)晶后，加藥用炭漿 液進(jìn)一步溶解脫色處理，再經(jīng)過(guò)二級(jí)過(guò)濾器逐級(jí)過(guò)濾，得三次濾液； D、將步驟C的三次濾液冷凍結(jié)晶，先降溫?cái)嚢瑁瑪嚢杷俣?0 50rpm，
當(dāng)降溫至6 22。C時(shí)，停止降溫即得濕精品，將濕精品繼續(xù)離心甩干 10 40分鐘后干燥。
實(shí)施例l
取發(fā)酵液3L于混凝器中，該發(fā)酵液脯氨酸含量為2.537%，固懸 物含量為3. 62g/L，調(diào)節(jié)PH值至4. 0_5. 0，在分鐘200轉(zhuǎn)的攪拌速度下， 先加入5X的聚合氯化鋁絮凝劑760ml， 2 3分鐘后再加入0. 2。％陽(yáng)離 子聚丙烯酰胺助凝劑250ml，繼續(xù)攪拌l分鐘，然后在每分鐘50轉(zhuǎn)的速 度下慢攪3分鐘，沉降10分鐘，傾出上清液，用3L水分兩次洗滌沉渣， 冼水與上清液混合，過(guò)硅藻土預(yù)涂層的板框壓濾機(jī)，得到一次濾液 6.5L， 一次濾液脯氨酸含量l. 14%，固懸物O. 01453g/L，折算脯氨酸 收率為97. 3%，固懸物去除率99. 2。％
實(shí)施例2
將實(shí)施例1獲得的一次濾液取4L，添加1%的活性炭，并保持其溫 度為6(TC和200轉(zhuǎn)/分鐘的條件下攪拌1小時(shí)，然后過(guò)濾，將活性炭分 離出來(lái)，得到二次濾液3.5L，加熱二次濾液的溫度至8(TC，濃縮至原 體積的2/3，冷卻過(guò)濾除鹽和其它雜質(zhì)，得精二次濾液2. 31L。
實(shí)施例3
在將除去活性炭以及鹽和其它雜質(zhì)的精二次濾液2. 31L注入到濃 干爐之后，保持其溫度為7(TC，出現(xiàn)結(jié)晶后，開(kāi)動(dòng)攪拌繼續(xù)濃縮，以 視鏡觀察結(jié)晶干爽為止，然后冷卻。往濃干爐加入藥用炭漿液，即投 入前藥用炭先與90%乙醇完全混合成稀漿狀，90%以上溶解，用85 %乙醇及洗液，并用蒸汽加熱至75 8(TC，讓爐內(nèi)結(jié)晶完全溶解，進(jìn) 行脫色。
實(shí)施例4
將實(shí)施例3中最后得的已溶解的溶液經(jīng)一級(jí)過(guò)濾器過(guò)濾，循環(huán)至 清后，再經(jīng)二級(jí)過(guò)濾，循環(huán)回流，過(guò)濾壓力控制在O. 08 0. 15Mpa， 過(guò)濾爐內(nèi)溫度控制在75 8(TC ，得三次濾液。將三次濾液放入結(jié)晶罐， 用冷凍水冷凍結(jié)晶，降溫速度《2(TC/小時(shí)，邊降溫邊攪拌，攪拌速 度40 50rpm，當(dāng)降至6 22'C時(shí)，停止降溫，即得濕精品。將濕精品 繼續(xù)離心甩干10 40分鐘后出機(jī)，待旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)預(yù)熱10 20分鐘，將 濕精品投入真空旋轉(zhuǎn)干燥混合機(jī)，在真空度O. 12士0.01Mpa，干燥溫 度65 7(TC的條件下進(jìn)行烘干混合，時(shí)間4 4.5小時(shí)，冷卻降溫至 28 36°C，最后得脯氨酸結(jié)晶物。該脯氨酸結(jié)晶物性能好，即結(jié)晶透 光度>98.5%，比旋度-84. 6 86. O('。
權(quán)利要求
1、一種提純脯氨酸的方法，步驟為A、在脯氨酸發(fā)酵液中加入絮凝劑，降低發(fā)酵液的粘度，使固體雜質(zhì)迅速沉淀從而發(fā)酵液被分為沉渣和上清液，過(guò)濾上清液后得一次濾液；B、在步驟A的一次濾液中加入活性炭，在60±5℃下攪拌脫色，然后過(guò)濾得二次濾液；C、將步驟B的二次濾液中進(jìn)行濃干結(jié)晶后，加藥用炭漿液進(jìn)一步溶解脫色處理，再經(jīng)過(guò)二級(jí)過(guò)濾器逐級(jí)過(guò)濾，得三次濾液；D、將步驟C的三次濾液冷凍結(jié)晶，先降溫?cái)嚢瑁瑪嚢杷俣?0～50rpm，當(dāng)降溫至6～22℃時(shí)，停止降溫即得濕精品，將濕精品繼續(xù)離心甩干10～40分鐘后干燥。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提純脯氨酸的方法，其特征在于步 驟A中所加的絮凝劑是聚合氯化鋁，2 3分鐘后再加入陽(yáng)離子聚丙 烯酰胺助凝劑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的提純脯氨酸的方法，其特征在于加 入的聚合氯化鋁占發(fā)酵液的重量百分含量是5±1%，加入的陽(yáng)離子 聚丙烯酰胺助凝劑占發(fā)酵液的重量百分含量是0. 2 ±0. 1 % 。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1 3中擇一所述的提純脯氨酸的方法，其特 征在于在步驟A中，需用酸調(diào)節(jié)PH值為4.0 5.0。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的提純脯氨酸的方法，其特征在于所述 的步驟B后，還包括加熱二次濾液至80土5i:，濃縮二次濾液至原體積 的2/3，冷卻過(guò)濾除鹽和雜質(zhì)的過(guò)程。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的提純脯氨酸的方法，其特征在于在步驟C中，所述的炭漿液是藥用炭與90%乙醇完全混合后的混合物。
7、 根據(jù)利要6所述的提純脯氨酸的方法，其特征在于在步驟C 中，加藥用炭漿液進(jìn)一步溶解脫色處理是用蒸汽加熱結(jié)晶物至75 80 °C，結(jié)晶物完全溶解，進(jìn)行脫色處理。
8、 根據(jù)利要7所述的提純脯氨酸的方法，其特征在于所述的步驟D中，過(guò)濾時(shí)壓力控制在O. 08 0. 15Mpa，溫度控制在75 8(TC 。
9、 根據(jù)利要8所述的提純脯氨酸的方法，其特征在于所述 的步驟D中是在真空旋轉(zhuǎn)干燥混合機(jī)中干燥，真空度0. 12± 0.01Mpa，干燥溫度65 70。C。
全文摘要
一種提純脯氨酸的方法，步驟為A.在脯氨酸發(fā)酵液中加入絮凝劑，降低發(fā)酵液的粘度，使固體雜質(zhì)迅速沉淀從而發(fā)酵液被分為沉渣和上清液，過(guò)濾上清液后得一次濾液；B.在步驟A的一次濾液中加入活性炭，在60±5℃下攪拌脫色，然后過(guò)濾得二次濾液；C.將步驟B的二次濾液中進(jìn)行濃干結(jié)晶后，加藥用炭漿液進(jìn)一步溶解脫色處理，再經(jīng)過(guò)二級(jí)過(guò)濾器逐級(jí)過(guò)濾，得三次濾液；D.將步驟C的三次濾液冷凍結(jié)晶，先降溫?cái)嚢?，攪拌速?0～50rpm，當(dāng)降溫至6～22℃時(shí)，停止降溫即得濕精品，將濕精品繼續(xù)離心甩干10～40分鐘后干燥。該方法耗時(shí)短、安全可靠、環(huán)保型、過(guò)程簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)C07D207/16GK101348453SQ20081019824
公開(kāi)日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者劉玉光, 莫汝烘 申請(qǐng)人:廣東肇慶星湖生物科技股份有限公司