[发明专利]一种L‑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-脯氨酸发酵液的全膜法提取方法。

背景技术

L-脯氨酸是含有亚氨基的中性氨基酸，是构成蛋白质的20种基本氨基酸之一，属于人体非必需氨基酸，在生物体内经谷氨酸被代谢。L-脯氨酸是合成人体蛋白质的重要氨基酸之一，是氨基酸输液的重要原料，也是合成卡托普利、依那普利等一线降压药物的主要中间体，已被广泛应用于食品和医药工业。

目前，L-脯氨酸的生产主要用三种方法：化学合成法，工艺路线较长，难以投产；从天然蛋白质水解液中提取，所用原料有马面魨鱼，明胶，鸡毛，鱼皮或是毛发水解液等，但由于生产成本高，不适用于现代化工业大生产；直接发酵法，原料成本低，反应条件温和，易大规模生产。

以微生物直接发酵生产L-脯氨酸，在国内外已经形成一定规模的工业生产能力。发酵法生产L-脯氨酸需要对发酵液中L-脯氨酸的提取工艺进行研究。已知的纯化方法有离子交换树脂法，氧化铝层析法，无水乙醇重结晶法、五氯酚成盐沉淀法。这些方法存在提取收率偏低、产品质量不高、操作周期长、成本较高等诸多问题。

发明内容

本发明所要解决的是针对现有技术中，提取L-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-脯氨酸发酵液的全膜法提取方法，具有涉及一种从L-脯氨酸发酵液中，采用多级膜组合过滤浓缩，分离和提取L-脯氨酸工艺，此工艺既在保证L-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-脯氨酸发酵液的全膜法提取方法，所述的L-脯氨酸发酵液为含有L-脯氨酸质量分数5-6%的发酵液，包括以下步骤：

微滤澄清：将L-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-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-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=4-5。

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-脯氨酸发酵液的全膜法提取方法在保证L-脯氨酸的收率和品质的基础上，简化了工艺，实现了废水的零排放，显著降低了生产成本，提高了收益。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明技术方案作进一步阐述。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

取20L的L-脯氨酸发酵液，其中L-脯氨酸的质量浓度为5.57%，经过50nm的陶瓷膜处理，流道为4mm，过滤温度30-44℃，工作压力：进压3bar，出压2.1bar；加水量2倍，浓缩倍数3倍。陶瓷膜截留液作为污水排放，陶瓷膜滤过液送入纳滤系统。