[发明专利]一种L‑羟脯氨酸发酵液的全膜法提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氨基酸提取方法，尤其是一种L-羟脯氨酸发酵液的全膜法提取方法。

背景技术

L-羟脯氨酸是胶原蛋白的主要组成成分，不属于20种常见的氨基酸。近年来，L-羟脯氨酸的研究和开发已经引起医药、生化、食品及美容业等方面的广泛关注。它可以作为化妆品添加剂，具有抗氧化、抗辐射的作用；它具有减肥作用，可望成为比较理想的减肥药物；具有多种生理功能和独特的生物活性，既可以作为各种软组织疾病的药物，又可加快伤口愈合，以及治疗各种皮肤疾病；作为氨基酸注射液的重要成分，它对急慢性肝病所导致的低蛋白血症有一定的疗效；它还是多种药物，如第三代抗生素、抗肿瘤、抗高压及新型胃药等的合成原料。

目前，L-羟脯氨酸的生产方法主要为化学合成法、蛋白水解提取法和微生物发酵法。目前随着氨基酸发酵行业的发展，微生物发酵法生产L-羟脯氨酸受到青睐；L-羟脯氨酸发酵液提取一般经过离子交换等各种除杂程序最终提取出L-羟脯氨酸。然而现有工艺中离子交换步骤在完成杂质吸附后需要利用酸液和碱液进行再生、清水冲洗，然后才能投入到下一轮L-羟脯氨酸的提取中；碱液再生处理以及清水冲洗产生大量的污水，治理困难，污染环境。

例如，中国发明专利申请CN 105777603 A公开了一种从L-羟脯氨酸发酵液中提取L-羟脯氨酸的方法，该方法将L-羟脯氨酸发酵液微滤，微滤液调节pH中性，再经阳、阴离子树脂吸附，纳滤得到纳滤清液，脱色后浓缩结晶得产品。其采用阳、阴离子树脂成本高，难回收，所产生废水难处理，引起环境污染。

发明内容

本发明所要解决的是针对现有技术中，提取L-羟脯氨酸需经过离子交换步骤，成本高，污染大的问题，提供一种L-羟脯氨酸发酵液的全膜法提取方法，具有涉及一种从L-羟脯氨酸发酵液中，采用多级膜组合过滤浓缩，分离和提取L-羟脯氨酸工艺，此工艺既在保证L-羟脯氨酸的收率和品质的基础上，又实现了废水的零排放，显著降低了生产成本，提高了收益。

具体方案如下：

一种L-羟脯氨酸发酵液的全膜法提取方法，所述的L-羟脯氨酸发酵液为含有L-羟脯氨酸质量分数2-3%的发酵液，包括以下步骤：

微滤澄清：将L-羟脯氨酸发酵液经过陶瓷膜过滤，除去液体中的颗粒及悬浮物，分别收集截留物和滤过液，其中收集的截留物作为污水排放，滤过液进入下步；

纳滤除杂：将上步得到的滤过液送入纳滤膜系统，进行除杂澄清，加水顶洗，得到纳滤透析液；

反渗透浓缩: 将上步得到的纳滤透析液经反渗透膜过滤浓缩得到浓缩液；

结晶：将上步得到的浓缩液经活性炭脱色后得L-羟脯氨酸溶液，将其送入真空旋转蒸发器，蒸发结晶得到白色的L-羟脯氨酸晶体。

进一步的，所述的微滤澄清步骤中，所述的陶瓷膜的分离孔径为20-100nm。

进一步的，所述的微滤澄清步骤中，所述的陶瓷膜过滤的温度为15-45℃，工作压力为1.8-4bar。

进一步的，所述的纳滤除杂步骤中，所述的纳滤膜系统中，纳滤膜材质为聚醋酸纤维、聚砜、聚醚砜、聚四氟乙烯板中的任意一种，纳滤膜的截留分子量为150-300Da，膜组件为卷式膜。

进一步的，所述的纳滤除杂步骤中，所述的纳滤膜系统的工作温度为20-40℃，pH=5-6。

进一步的，所述的纳滤除杂步骤中，所述的纳滤膜系统的工作压力为12-25bar，平均通量10-20L/m²/h。

进一步的，所述的纳滤除杂步骤中，所述的纳滤膜系统，加水顶洗的水量为原料液体积的3倍。

进一步的，所述的反渗透浓缩步骤中，所述的反渗透膜为PVDF、PES、PE复合膜中的任意一种，膜的NaCl截留率≥99%。

进一步的，所述的反渗透浓缩步骤中，所述的反渗透膜过滤浓缩的操作温度为20-40℃，pH=5-6，工作压力为15-25bar，平均通量为10-20L/m²/h。

进一步的，所述的结晶步骤中，蒸发结晶的温度为60℃。

有益效果：本发明所述的L-羟脯氨酸发酵液的全膜法提取方法可以替代离子交换工艺，采用多种膜逐次对发酵液进行过滤除去杂质，膜过滤设备自动化程度高、可控性强、易于操作；减少了人为操作因素对料液质量的影响；所获得的料液质量稳定，同时避免了提取后废液难以处理的问题；实现了L-羟脯氨酸提取过程绿色环保，几乎无废水外排工艺水循环利用，料液组分充分利用。

具体实施方式