[发明专利]一种L-丙氨酸末道母液的纯化方法

说明书

技术领域

本发明属于发酵技术领域，尤其涉及一种L-丙氨酸末道母液的纯化方法。

背景技术

L-丙氨酸(L-Alanine，以下简称L-Ala)，又名L-α-氨基丙酸，是一种非必需氨基酸。L-丙氨酸是一种非必需氨基酸，但却是人体血液中含量最高的氨基酸。它可为转氨酶提供氨基供体，在临床上常添加到输液中；在食品工业中，L-丙氨酸作为甜味剂和鲜味剂正越来越受到人们的欢迎和重视；在医药行业，L-丙氨酸是生产维生素B6及L-氨基丙醇的主要原料；另外，在高分子材料方面，近年来发现聚乳酸中添加L-丙氨酸可有效提高聚乳酸的性能。

随着对L-丙氨酸的不断研究和开发，其在医药、食品等行业的应用不断扩大，并有日益增长的趋势。但对L-丙氨酸的开发较晚，80年代初才在日本工业化生产。我国在80年代末有小批量生产，工业化生产才刚刚起步。L-Ala的生产方法有蛋白质水解提取法、发酵法提取、酶转化法生产。由于发酵法生产L-丙氨酸的成本较低，且符合欧美国家绿色、健康的消费理念，具有广阔的市场前景。发酵法生产L-丙氨酸结束后，一般采用多次结晶的方式提纯L-丙氨酸，结晶废液中一般还含有部分L-丙氨酸，此外，结晶废液中的有机物(主要为L-丙氨酸，氨基酸，多肽等)较多，结晶废液直接排放不仅会损失部分未回收的L-丙氨酸，同时会对环境造成污染。因此，开发出一条对L-丙氨酸末道母液的处理方法，以提高L-丙氨酸的提取收率，降低环保压力，具有很大的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种L-丙氨酸末道母液的纯化方法，包括如下步骤：

(1)取L-丙氨酸末道母液，在50-70℃条件下调节pH值至6-8，析出固体杂质，过滤除去所述固体杂质得到L-丙氨酸粗滤液；

(2)将所述L-丙氨酸粗滤液进行微滤处理，得L-丙氨酸透过液和浓缩废液；

(3)将所述L-丙氨酸透过液通入色谱系统，进行色谱处理，收集产品料液；

(4)将所述产品料液进行浓缩，结晶，固液分离，得到L-丙氨酸晶体和L-丙氨酸结晶母液，将所述L-丙氨酸晶体烘干得L-丙氨酸成品。

本发明采用色谱分离技术从L-丙氨酸末道母液中回收L-丙氨酸，提高了L-丙氨酸的整体提取收率，降低了L-丙氨酸的生产成本。此外，由于L-丙氨酸末道母液中的L-丙氨酸被色谱系统分离、提纯并回收，所以从色谱系统中排出的废液中，有机物(主要为L-丙氨酸，以及一些微量的杂质氨基酸、多肽类)含量大大降低，大大减轻了环保压力。

优选的，本发明涉及的纯化方法，尤其适用于处理L-丙氨酸含量为10％-20％的末道母液；进一步优选的，适用于处理L-丙氨酸含量为14％-16％的末道母液；再进一步优选的，适用于处理L-丙氨酸含量为14％-16％，透光率为0％，干物含量为40-45％的末道母液。

优选的，微滤处理采用膜层材质为TiO₂/ZrO₂的陶瓷膜；进一步优选为，采用孔径为40-60nm，优选50nm的多通道式陶瓷膜元件。

为了更好的实现分离，微滤过程中，控制过滤温度50-60℃，进料压力0.2-0.25MPa，出料压力0.15-0.23MPa；进一步优选为，控制过滤温度55℃，进料压力0.23MPa，出料压力0.2MPa。

为了提高L-丙氨酸的收率，微滤过程中，当所述浓缩废液的体积为所述L-丙氨酸粗滤液体积的15％-20％时，加入相当于所述L-丙氨酸粗滤液体积10-15％的无离子水透析所述浓缩废液，得透析液，将所述透析液与所述透过液合并。

为了最大限度的回收母液中的L-苯丙氨酸，色谱处理采用钙离子型交换树脂为固定相，水为流动相。钙离子型树脂具有与L-苯丙氨酸结合能力强的特点，在进行处理时，不仅其分离效果好，而且能够节约洗脱水的用量。优选的，采用颗粒粒径为0.2-0.3mm的树脂颗粒。进一步优选的，采用江苏苏青水处理工程集团公司的粒径0.2-0.3mm的DTF-01钙离子型树脂。

为了提高色谱处理的分离效果，控制色谱柱温度55-65℃，进料流量0.2-0.3BV/h，洗脱水流量1.0-1.5BV/h，出料量0.3-0.7BV/h，出废水量1.15-1.35BV/h；进一步优选为，色谱柱温度60℃，进料流量0.25BV/h，洗脱水流量1.5BV/h，出料量0.5BV/h，出废水量1.25BV/h。