[发明专利]一种提取L-苏氨酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物化工领域，具体提供了一种提取L-苏氨酸的方法。

背景技术

苏氨酸，学名2-氨基-3-羟基丁酸，英文名为Threonine Itaconic acid，分子式为C₄H₉O₃N，其性状为白色斜方晶系或结晶粉末，无臭，味微甜，易溶于水，不溶于乙醇、乙醚和氯仿。苏氨酸是组成蛋白质的20种氨基酸中的一种，有两个不对称碳原子，可以有4种异构体，但天然存在并对有机体有生理作用的是L-苏氨酸。由于人和动物自身不能合成L-苏氨酸，需要从食物中摄取，所以L-苏氨酸是一种必需氨基酸，主要用于食品强化剂、医药、饲料添加剂等方面。

作为一种重要的食品强化剂，L-苏氨酸可以强化谷物、糕点、乳制品，有恢复人体疲劳、促进生长发育的效果。

在医药上，由于L-苏氨酸的结构中含有羟基，所以对人体皮肤具有持水作用，同时羟基能够与寡糖链结合，起到保护细胞膜的作用；L-苏氨酸在体内还能促进磷脂合成和脂肪酸氧化，具有促进人体发育和抗脂肪肝的药用功能。除此之外，L-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，并且L-苏氨酸的某些性质还能干扰艾滋病病毒，为研制抗艾滋病药物的研制开辟了新的途径。

在禽畜养殖方面，L-苏氨酸是继蛋氨酸、赖氨酸、色氨酸之后第四种禽畜饲料必需氨基酸添加剂，对禽畜的生长发育、强化催肥、改善禽畜肉质、催奶、产蛋等均有明显的促进作用。

目前L-苏氨酸的生产方法主要是用生产菌株发酵获得L-苏氨酸发酵液，然后从中提取L-苏氨酸。L-苏氨酸产品的品质高低关键在于如何从其发酵液中提取，中国专利公开号CN101293847A公开了一种由苏氨酸发酵液提取苏氨酸的方法，其中L-苏氨酸发酵液经过微滤、脱色、浓缩、一次结晶后获得L-苏氨酸晶体，而母液与发酵液混合进入下一个循环提取L-苏氨酸晶体，其L-苏氨酸纯度在98.5％以上。但是该方法中需要对发酵液进行脱色，步骤繁琐、操作不便，并且结晶后母液不经处理直接和发酵液混合套用，影响了后续L-苏氨酸的提取纯度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种提取L-苏氨酸的方法，该方法操作简便，无需脱色步骤，浓缩后直接分离获得产品，且结晶后母液进行离子交换吸附后循环套用，提高L-苏氨酸的提取纯度。

本发明所述一种提取L-苏氨酸的方法，包括：

步骤1、L-苏氨酸发酵液微滤，所得滤液浓缩至滤液的固液比为0.45-0.75∶1后离心分离，获得L-苏氨酸晶体和母液；

步骤2、母液进行离子交换吸附，然后用pH值为10-14的氨水对树脂洗脱，收集洗脱开始至波美度为1的洗脱液；

步骤3、向步骤2所述洗脱液中加入L-苏氨酸发酵液后微滤，所得滤液浓缩至滤液的固液比为0.45-0.75∶1后离心分离，获得L-苏氨酸晶体和母液，母液重复步骤2。

具体流程图参见图1。

其中，L-苏氨酸发酵液是由工业上常用L-苏氨酸生产菌株与原料发酵后获得。

本发明采用微滤工艺可以很好的除去L-苏氨酸发酵液中的菌体蛋白，其中微滤采用孔径为50nm、分子量为30KD的陶瓷膜，微滤后的滤液与L-苏氨酸发酵液的体积比为1∶4-6。

本发明与现有技术相比，在微滤后无需用活性炭脱色，直接浓缩，控制浓缩后滤液的固液比为0.45-0.75∶1，可使大部分杂质和色素包含在溶液中而被除去。其中所述浓缩具体为：

将微滤后所得述滤液在-0.092Mpa压强下，分别在50℃、60℃、70℃、80℃下依温度递增顺序进行四次初步浓缩，最终初步浓缩至所述滤液的波美度为7-9，然后在-0.092Mpa、55-58℃下进行单次浓缩至滤液的固液比为0.45-0.75∶1。

本发明在实际生产中利用四效蒸发装置来进行四次初步浓缩，四效蒸发装置在每次浓缩时产生的蒸汽可以循环利用，这比一次浓缩直接达到要求的浓缩倍数的方案要减少损耗的蒸汽量，另外节省了整个浓缩过程花费的时间。虽然利用四效蒸发装置可以节约时间和蒸汽消耗量，但是如果采用四效或者多效蒸发装置直接浓缩到要求的倍数，会造成管道堵塞，不利于后续的提取，故本发明先进行四次初步浓缩再进行单次浓缩来达到浓缩倍数。