[发明专利]一种赖氨酸的纯化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种赖氨酸的纯化方法。

背景技术

赖氨酸是20多种氨基酸中的一种，是人和动物不可缺少的而且是人自身不能合成的8种必需氨基酸之一，是组成蛋白质的主要成分。人们生活质量的不断提高和食物结构的改变，加快了赖氨酸的消耗需求总量的提升，现已成为食品、医药、饲料工业和化妆品等行业的重要原料。

2000年世界赖氨酸的生产能力为60万吨，产量达到50万吨。近几年，全球赖氨酸的生产总能力超过200万吨/年，国际赖氨酸的消费已达100余万吨/年。中国的赖氨酸年生产能力由2001年不足5万吨，增长到2006年的70万吨，到2007年上升为80万吨。近两年，赖氨酸的产量增长呈放缓态势，2008年为40万吨。

目前，普遍采用离子交换的方法分离提纯赖氨酸，该方法包括先向赖氨酸发酵液中加入硫酸调节赖氨酸的pH为1.5至3.0，然后将赖氨酸发酵液经过金属膜或陶瓷膜过滤，得到赖氨酸膜滤液(或者将赖氨酸发酵液进行絮凝、过滤，得到除去菌体后的赖氨酸发酵清液)，然后用铵型阳离子交换树脂进行吸附交换，水洗涤以漂洗杂质，再用稀氨水对赖氨酸进行洗脱，洗脱下来的赖氨酸经浓缩、盐酸调节pH、结晶、烘干后得到98.5％的饲料级赖氨酸盐酸盐产品。

采用现有技术的分离提纯赖氨酸的方法得到的赖氨酸洗脱液中赖氨酸的含量一般低于14g/100ml、赖氨酸产品的纯度低于87重量％，如果进一步提浓需要消耗大量的蒸汽，且制成赖氨酸盐酸盐成品时结晶率很低，导致结晶母液回头率较高，增加了生产成本。此外，用硫酸调节赖氨酸发酵液的pH值时，需要消耗大量的浓硫酸，用氨水洗脱时需要消耗大量的氨水，用水对吸附有赖氨酸的树脂进行排杂洗涤时又会产生大量的废水，增加了环保的负担，并造成了资源的浪费。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的上述问题而提供一种赖氨酸洗脱液浓度高、赖氨酸产品纯度高、废水产生量小的赖氨酸的纯化方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种赖氨酸的纯化方法，其中，该方法包括下述步骤：

(1)将含有赖氨酸的溶液与阳离子交换树脂接触，进行离子交换，使赖氨酸吸附到所述阳离子交换树脂上，所述含有赖氨酸的溶液的pH值为3.5至6；

(2)用淋洗液淋洗步骤(1)得到的吸附有赖氨酸的阳离子交换树脂，使未被吸附到所述阳离子交换树脂上的含赖氨酸的溶液被淋洗液置换下来，得到洗涤液；

(3)用氨水将步骤(2)的已吸附到所述阳离子交换树脂上的赖氨酸洗脱，得到赖氨酸洗脱液；

其中，步骤(2)所述淋洗液为步骤(3)得到的赖氨酸洗脱液；所述含有赖氨酸的溶液为将pH值小于3.5的赖氨酸发酵清液与步骤(2)得到洗涤液混合得到的混合物。

本发明的发明人发现，现有技术的分离提纯赖氨酸的方法采用硫酸调节赖氨酸发酵液的pH值为1.5至3.0，此时，赖氨酸主要以二价阳离子形式存在，吸附与解吸的离子交换反应式如下：

2R-H+HLys H₂²⁺→R₂-HLys H₂+2H⁺             (1)

R₂-HLys H₂+2NH₄⁺+2OH^-→2R-NH₄+HLys+2H₂O    (2)

因此，在调节pH值时需要消耗大量的浓硫酸，用氨水洗脱时也需要消耗大量的氨水。

本发明的方法中，控制步骤(1)的含有赖氨酸的溶液的pH值为3.5至6时，赖氨酸主要以一价阳离子形式存在，吸附与解吸的离子交换反应式如下：

R-H+HLys H⁺→R-HLys H+H⁺              (3)

R-HLys H+NH₄⁺+OH^-→R-NH₄+HLys+H₂O     (4)