專利名稱：一種生產(chǎn)纈氨酸的新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于氨基酸生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種生產(chǎn)纈氨酸的新工藝。
背景技術(shù)：
L-纈氨酸作為支鏈氨基酸之一，主要用于配制復(fù)合氨基酸輸液、
合成多肽藥物和食品抗氧化劑等，尤其是在醫(yī)學(xué)研究和治療中的作用曰益受到 重視，隨著對(duì)纈氨酸研究的不斷深入，其在食品和飼料工業(yè)中的應(yīng)用范圍也將
進(jìn)一步擴(kuò)大。目前，纈氨酸基本采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)，提取方法國(guó)外以味 之素為代表釆用沉淀法提取，根據(jù)沉淀劑與纈氨酸的特異性結(jié)合形成沉淀，然 后分離提取，該方法具有提取收率高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，但是，存在環(huán)境污染 的技術(shù)問(wèn)題；國(guó)內(nèi)主要采用離子交換法進(jìn)行纈氨酸的提取，除菌體后的發(fā)酵液 下調(diào)pH值，用732陽(yáng)離子交換樹(shù)脂分離纈氨酸和伴生雜酸，由于伴生雜酸與纈氨 酸性質(zhì)相近， 一般都采用3-5級(jí)離子交換柱串聯(lián)提取，這就導(dǎo)致了生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生 大量廢水，且產(chǎn)品收率較低， 一般在6(W左右，操作不當(dāng)極易引起產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)， 生產(chǎn)過(guò)程中往往以成品的質(zhì)量來(lái)定位其級(jí)別及價(jià)格，使得生產(chǎn)處于被動(dòng)地位
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單、提取收率高、環(huán)境污 染少、由工藝定位產(chǎn)品級(jí)別的生產(chǎn)纈氨酸的新工藝。
本發(fā)明生產(chǎn)纈氨酸的新工藝按下述步驟進(jìn)行
a. 發(fā)酵完畢的纈氨酸發(fā)酵液經(jīng)超濾膜過(guò)濾除菌體等雜質(zhì)，活性炭脫色，減
壓濃縮結(jié)晶制得纈氨酸粗品及粗品母液；
b. 粗品采用鹽酸、硫酸或硝酸加熱到60-7(TC溶解，降溫后離心制得纈氨酸 無(wú)機(jī)酸鹽及其母液；C.纈氨酸無(wú)機(jī)酸鹽加水溶解，進(jìn)行離子交換處理，洗脫液脫氨后脫色處理,
脫色液精濾、減壓濃縮結(jié)晶制得醫(yī)藥級(jí)纈氨酸及其母液；
d. 步驟a中的粗品母液噴霧干燥后制作飼料級(jí)纈氨酸；
e. 步驟b中纈氨酸無(wú)機(jī)酸鹽母液稀釋1-3倍后，進(jìn)行離子交換處理，洗脫 液脫氨后脫色處理，脫色液精濾、減壓濃縮結(jié)晶制得食品級(jí)纈氨酸及其母液；
f. 步驟c、 e中母液均返回各自離子交換工序，循環(huán)利用；
g. 離子交換吸附過(guò)程廢水為稀酸或無(wú)機(jī)鹽溶液，回收供樹(shù)脂再生利用。 上述方法中脫色用活性炭為藥用粉狀活性炭；所用的鹽酸、硫酸或硝酸的
濃度為lmol/L-10 mol/L，酸溶次數(shù)1-3次；所用的離子交換樹(shù)脂為H型和Na 型的WA-2強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、732強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。
本發(fā)明中，纈氨酸無(wú)機(jī)酸鹽經(jīng)過(guò)離子交換得到符合《中國(guó)藥典，2005》的 醫(yī)藥級(jí)產(chǎn)品；纈氨酸無(wú)機(jī)酸鹽母液含有其他氨基酸，經(jīng)過(guò)離子交換得到符合FCC IV、 USP24 (美國(guó)藥典24版)的食品級(jí)產(chǎn)品；纈氨酸粗品母液噴霧干燥后得到 含量70%以上的飼料級(jí)產(chǎn)品。釆用本發(fā)明，發(fā)酵液中的纈氨酸總提取收率達(dá)95% 以上，減少損失，從而降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明所涉及到的三種不同級(jí)別的產(chǎn) 品均有固定的生產(chǎn)工藝路線，擺脫了以產(chǎn)品質(zhì)量定位產(chǎn)品級(jí)別的被動(dòng)生產(chǎn)模式， 既優(yōu)化了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)又規(guī)范了生產(chǎn)流程。雖然本發(fā)明沒(méi)有淘汰離子交換工序，但 是其作用完全不同于傳統(tǒng)離子交換由于釆用酸溶工藝，得到的纈氨酸無(wú)機(jī)酸 鹽中不含其它氨基酸，故本發(fā)明離子交換主要用來(lái)去除無(wú)機(jī)酸而非分離雜酸， 單柱操作即可。吸附過(guò)程產(chǎn)生的廢水為稀酸或無(wú)機(jī)鹽溶液，回收供樹(shù)脂再生時(shí) 使用，極大的減少了樹(shù)脂再生對(duì)無(wú)機(jī)酸或無(wú)機(jī)鹽的消耗。且本發(fā)明離子交換過(guò) 程廢水產(chǎn)生總量不及傳統(tǒng)工藝三分之一，降低了企業(yè)的環(huán)保壓力。


附圖是本發(fā)明工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
1) 、纈氨酸粗品及飼料級(jí)纈氨酸制備纈氨酸發(fā)酵液70L，含量3.9%， 經(jīng)過(guò)超濾去除菌體等大分子雜質(zhì)，用針劑活性炭脫色，然后減壓濃縮結(jié)晶，降 溫后離心，得到纈氨酸粗品，折純度為100%的纈氨酸2.05kg,母液7. 15L，含 量9. 5%，粗品母液噴霧干燥得到含量74%的飼料級(jí)纈氨酸0. 92kg;
2) 、纈氨酸鹽酸鹽制備粗品緩慢加入到體積為35L、濃度為6mol/L的稀 鹽酸中，在65。C攪拌至完全溶解，然后降溫結(jié)晶，離心得到纈氨酸鹽酸鹽和纈 氨酸鹽酸鹽母液。薄板層析檢測(cè)纈氨酸鹽酸鹽純度，若有雜酸斑點(diǎn)，需再次用 0.5倍的2mol/L的稀鹽酸溶解，重復(fù)上述操作；
3) 、醫(yī)藥級(jí)纈氨酸的制備
3.1) 、離子交換纈氨酸鹽酸鹽用IO倍體積比的去離子水溶解，進(jìn)行離子 交換處理，樹(shù)脂采用H型WA-2陽(yáng)離子氨基酸專用樹(shù)脂，上柱過(guò)程中纈氨酸與樹(shù) 脂上H+交換被吸附，H+進(jìn)入吸附廢水，吸附廢水中存在H+和cr形成稀鹽酸溶液，
收集用來(lái)樹(shù)脂再生，吸附完成后用稀氨水洗脫，收集洗脫液，濃縮脫氨；
3.2) 、脫色、結(jié)晶脫氨后的料液調(diào)節(jié)PH6.0，釆用0.5%針劑活性炭脫色， 脫色后料液透光1"43。〉99%，精濾除碳后修正料液pH6. 0，濃縮至含量為30%，降 溫結(jié)晶、離心，得到含量8. 5%為離心母液2. 35L，因其C1—含量較高返回離子交 換進(jìn)行再處理，離心結(jié)晶真空干燥得到醫(yī)藥級(jí)纈氨酸1.02kg，經(jīng)檢測(cè)符合《中 國(guó)藥典，2005》標(biāo)準(zhǔn)要求；
4) 、食品級(jí)纈氨酸制備4.1) 、離子交換纈氨酸鹽酸鹽母液用2倍體積比的去離子水稀釋，進(jìn)行 離子交換處理，樹(shù)脂釆用H型M-2陽(yáng)離子氨基酸專用樹(shù)脂，上柱過(guò)程中纈氨酸 與樹(shù)脂上H+交換被吸附，H+進(jìn)入吸附廢水。吸附廢水中存在H+和C1—形成稀鹽酸 溶液，收集用來(lái)樹(shù)脂再生，吸附完成后稀氨水洗脫，收集洗脫液，濃縮脫氨；
4.2) 、脫色、結(jié)晶脫氨后的料液調(diào)節(jié)pH6. 0-6.5，釆用0.5%針劑活性 炭脫色，確保脫色后料液透光T43。〉99%。精濾除碳，料液濃縮至含量為25%-35%， 降溫結(jié)晶、離心，得到含量為8.7°/。離心母液1.5L，因其Cl—含量較高返回離子 交換進(jìn)行再處理，離心結(jié)晶真空干燥得到食品級(jí)纈氨酸0.57kg，經(jīng)檢測(cè)符合FCC IV、 USP24 (美國(guó)藥典24版)標(biāo)準(zhǔn)要求。
因母液回到離子交換工序循環(huán)使用，故將其視為非損失部分，計(jì)算得總提 取收率為95.27%。
1) 、纈氨酸粗品及飼料級(jí)纈氨酸的制備
纈氨酸發(fā)酵液6.5L，含量4.2%。經(jīng)過(guò)超濾去除菌體等大分子雜質(zhì)，針劑活 性炭脫色，然后減壓濃縮結(jié)晶，降溫后離心，得到纈氨酸粗品，折純度為100% 的纈氨酸213g,母液0.645L，含量9. 3%,粗品母液噴霧干燥得到含量73. 7%的 飼料級(jí)纈氨酸78.7g;
2) 、纈氨酸鹽酸鹽制備
粗品緩慢加入到體積為3.札、濃度為6niol/L的稀鹽酸中，在70'C攪拌至 完全溶解，然后降溫結(jié)晶，離心得到纈氨酸鹽酸鹽和纈氨酸鹽酸鹽母液，薄板 層析檢測(cè)纈氨酸鹽酸鹽純度，若有雜酸斑點(diǎn)，需再次用0. 5倍的2mol/L的稀鹽 酸溶解，重復(fù)上述操作；3) 、醫(yī)藥級(jí)纈氨酸制備
3.1) 、離子交換纈氨酸鹽酸鹽用12倍體積比的去離子水溶解，進(jìn)行離子 交換處理，樹(shù)脂采用Na型WA-2陽(yáng)離子氨基酸專用樹(shù)脂，上柱過(guò)程中纈氨酸被 吸附，樹(shù)脂上的Na+被交換下來(lái)，吸附廢水中存在Na+和Cl—形成NaCl溶液，收 集用來(lái)樹(shù)脂再生，吸附完成后稀氨水洗脫，收集洗脫液，濃縮脫氨；
3.2) 、脫色、結(jié)晶:脫氨后的料液調(diào)節(jié)pH6.1，釆用0.5%針劑活性炭脫色， 確保脫色后料液透光T43?！?9%，精濾除碳后修正料液pH6. 1,濃縮至含量為32%,
降溫結(jié)晶、離心，得到含量為8. r/。離心母液430mi，因其cr含量較高返回離子
交換進(jìn)行再處理，離心結(jié)晶真空干燥得到醫(yī)藥級(jí)纈氨酸116g，經(jīng)檢測(cè)符合《中 國(guó)藥典，2005》標(biāo)準(zhǔn)要求；
4) 、食品級(jí)纈氨酸制備
4.1)、離子交換氨酸鹽酸鹽母液用2倍體積比的去離子水稀釋，進(jìn)行離 子交換處理，樹(shù)脂釆用Na型WA-2陽(yáng)離子氨基酸專用樹(shù)脂，上柱過(guò)程中纈氨酸 被吸附，樹(shù)脂上的Na+被交換下來(lái)，吸附廢水中存在Na+和Cl—形成NaCl溶液，
收集用來(lái)樹(shù)脂再生，吸附完成后稀氨水洗脫，收集洗脫液，濃縮脫氨；
4.2 )、脫色、結(jié)晶脫氨后的料液調(diào)節(jié)pH6. 0-6.5，釆用0. 5%針劑活性炭 脫色，確保脫色后料液透光乙。〉99%。精濾除碳，料液濃縮至含量為30%,降溫 結(jié)晶、離心，得到含量為7.7%離心母液162ml， Cl—含量較高返回離子交換進(jìn)行 再處理，離心結(jié)晶真空干燥得到食品級(jí)纈氨酸40. 5g，經(jīng)檢測(cè)符合FCCIV、USP24 (美國(guó)藥典24版)標(biāo)準(zhǔn)要求。
因母液回到離子交換工序循環(huán)使用，故將其視為非損失部分，計(jì)算得總提 取收率為95. 9%。
權(quán)利要求
1、一種生產(chǎn)纈氨酸的新工藝，其特征在于利用纈氨酸在無(wú)機(jī)酸中的溶解特性結(jié)合離子交換技術(shù)進(jìn)行提取，具體操作步驟如下a.纈氨酸發(fā)酵液經(jīng)超濾膜過(guò)濾除去菌體等雜質(zhì)，活性炭脫色，減壓濃縮結(jié)晶制得纈氨酸粗品及粗品母液；b.粗品在鹽酸、硫酸或硝酸無(wú)機(jī)酸溶液中加熱到60-70℃溶解，降溫后離心制得纈氨酸無(wú)機(jī)酸鹽及其母液；c.纈氨酸無(wú)機(jī)酸鹽加水溶解，進(jìn)行離子交換處理，洗脫液脫氨后脫色處理，料液精濾除炭、減壓濃縮結(jié)晶制得醫(yī)藥級(jí)纈氨酸及其母液；d.步驟a中粗品母液噴霧干燥后制作飼料級(jí)纈氨酸；e.步驟b中纈氨酸無(wú)機(jī)酸鹽母液稀釋1-3倍后，進(jìn)行離子交換處理，洗脫液脫氨后脫色處理，料液精濾除炭、減壓濃縮結(jié)晶制得食品級(jí)纈氨酸及其母液；f.步驟c、e中母液均返回各自離子交換工序，循環(huán)利用；g.離子交換吸附過(guò)程廢水為稀酸或無(wú)機(jī)鹽溶液，回收供樹(shù)脂再生利用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種生產(chǎn)纈氨酸的新工藝，其特征在于所說(shuō)脫色 用活性炭為藥用粉狀活性炭；所用的鹽酸、硫酸或硝酸的濃度為lmol/L-10 mol/L，酸溶次數(shù)l-3次；所用的離子交換樹(shù)脂為H型和Na型的WA-2強(qiáng)酸性陽(yáng) 離子交換樹(shù)脂、732強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種生產(chǎn)纈氨酸的新工藝，其過(guò)程包括微生物發(fā)酵法獲得纈氨酸發(fā)酵液，超濾膜去除菌體等雜質(zhì)，濃縮結(jié)晶得到纈氨酸粗品，母液噴霧干燥制作飼料級(jí)產(chǎn)品；纈氨酸粗品酸溶重結(jié)晶、10-15倍水溶解后經(jīng)離子交換處理，洗脫液脫色、結(jié)晶制作醫(yī)藥級(jí)產(chǎn)品，母液再經(jīng)離子交換處理循環(huán)使用；粗品重結(jié)晶母液稀釋后經(jīng)離子交換制作食品級(jí)產(chǎn)品，其母液再經(jīng)離子交換處理循環(huán)使用。該工藝極大的提高了產(chǎn)品的總提取收率，制作出不同級(jí)別產(chǎn)品滿足了市場(chǎng)不同需求，離子交換過(guò)程部分廢水回收利用減少環(huán)境污染。
文檔編號(hào)C07C229/08GK101580475SQ20091002022
公開(kāi)日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日
發(fā)明者張春宇, 徐國(guó)華, 李曉永, 林永賢, 王子軍 申請(qǐng)人:山東阜豐生物科技開(kāi)發(fā)有限公司