[发明专利]一种提取苏氨酸的新工艺

说明书

技术领域

本发明属于苏氨酸的生产工艺，具体说是从苏氨酸发酵液中提取苏氨酸的 新工艺。

背景技术

英文名称：L-Threonine Itaconic acid，化学名称：β-羟基-α-氨基丁酸，

分子式：C₄O₃N₁H₉，分子量：119.12，结构式为：

苏氨酸白色斜方晶系或结晶性粉末，无臭，味微甜，易溶于水，25℃溶解度为 20.5g/100ml；不溶于乙醇、乙醚和氯仿。等电点为pH5.64。苏氨酸有4种异构 体，天然存在并对机体有生理作用的是L一苏氨酸。

苏氨酸作为一种重要的氨基酸，主要用于医药、食品强化剂、饲料添加剂 等方面。苏氨酸的生产可采用发酵法和化学合成法等。现在世界上大都采用发 酵法生产，主要以酪蛋白、丝蛋白、丝胶蛋白等为原料制得。长期以来，国际 市场对苏氨酸的需求持续稳定增长，是需求增长最快的氨基酸品种之一。特别 是饲料添加剂方面的用量增长快速，它常添加到未成年仔猪和家禽的饲料中， 是猪饲料的第二限制氨基酸和家禽饲料的第三限制氨基酸。

苏氨酸还是一种重要的营养强化剂，可以强化谷物、糕点、乳制品，有恢 复人体疲劳，促进生长发育的效果。医药上，由于苏氨酸的结构中含有羟基， 对人体皮肤具有持水作用，与寡糖链结合，对保护细胞膜起重要作用，在体内 能促进磷脂合成和脂肪酸氧化。其制剂具有促进人体发育抗脂肪肝药用效能， 是复合氨基酸输液中的一个成分。同时，苏氨酸又是制造一类高效低过敏的抗 生素——单酰胺菌素的原料。

L-苏氨酸的生产方法有蛋白质水解法、化学合成法和直接发酵法。蛋白 质水解法和化学合成法因其存在种种弊端，工业化生产已经基本不再使用.直 接发酵法以其生产成本低、资源节约、环境污染小等优点逐渐成为工业化生产 L-苏氨酸的主要方式。蛋白质水解提取法主要以血粉、角蹄、玉米、麸质粉、 棉籽饼、丝胶等天然蛋白质，可将上述蛋白质经水洗、搅碎、干燥、酸解得水 解液经浓缩得浓缩液，用活性炭脱色、上柱，接收液作纸层析，收集苏氨酸部 分.但该方法存在不少问题，操作复杂，需处理大量洗脱液，最主要的是苏氨 酸在这些蛋白质中含量较低，尤其是提取目标氨基酸时，其他氨基酸作为废料 处理掉，造成资源的浪费。化学合成法主要有巴豆酸法、乙酰乙酸乙酯法、甘 氨酸铜法及不对称环氧化法等，其中路线较短、收率较高、具有较高工业价值 的方法是甘氨酸铜法。甘氨酸由于与Cu“络合，生成螯合物，从而增强了Ot 氢的酸性，更利于其与乙醛缩合，最终脱去铜，生成DL一苏氨酸.cu起到了 催化剂的作用。也有用五水硫酸铜或氯化铜与甘氨酸和乙醛来制备的.Aune 则采用中间体双(2，5一二甲基一4一恶唑烷羧酸酯)二水合铜，与甘氨酸反应 合成DL一苏氨酸。但是这种方法产品中一种混合体，D型没有营养价值，而 且分离比较困难。

随着基因工程技术的发展、工业微生物生物化学信息的增多、特别是工业 生物载体系统的成功构建，从上世纪70年代末起前苏联研究者开始用基因工程 技术构建苏氨酸菌种，为优良的L-苏氨酸生产菌株的筛选和产酸水平的提高 提供了可靠的技术保障，使微生物直接发酵法生产L-苏氨酸成为一种廉价的工 业化生产方法。

近年来，国内外市场对苏氨酸的需求逐年强劲增长。发酵生产的苏氨酸主 要作为饲料添加剂使用，本公司开发出最近的苏氨酸清洁生产新工艺，纯度高， 产品符合食品级、药品级要求，含量达到98.5％以上。

发明内容

本发明的目的在于克服了上述技术上的缺陷，提供了一种苏氨酸发酵液中 提取苏氨酸的新工艺。其工艺的具体步骤为：

(1)连续在线酸化技术。采用静态混合器，加入浓硫酸，通过控制发酵液及浓 硫酸的流量比例调节PH至1～4，苏氨酸以溶液状态存在与发酵液中，酸化发 酵液使蛋白变性，适宜于菌体分离。

(2)陶瓷膜在线过滤技术。膜孔径50nm，控制过滤温度为25～50℃，过滤压 力的进膜压力1.5～3.0bar，滤除菌体。

(3)采用卷式有机膜除蛋白、大分子杂质、脱色。控制pH2～6，过滤温度30～ 50℃，控制过滤压力15～30bar，浓缩至原液的9～14倍。

(4)石墨三效浓缩设备应用于苏氨酸生产，控制浓缩温度50～85℃，浓缩至 透析液的3～6倍，至有晶体析出时，停止蒸发。