[发明专利]一种制备、提取以及纯化苏氨酸的方法

说明书

本发明属于生物发酵技术领域，公开了一种制备、提取以及纯化苏氨酸的方法，其包括如下步骤：1）发酵，2）离心，3）微滤和超滤，4）浓缩、等电和结晶。本发明工艺简单可行，苏氨酸发酵效率、收率以及纯度高，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于生物发酵技术领域，具体涉及一种制备、提取以及纯化苏氨酸的方法。

背景技术

苏氨酸（Threonine，简写为Thr），学名2-氨基-3-羟基丁酸，属于脂肪族氨基酸，微甜，因结构与苏糖相似而得名，是构成人和动植物蛋白质的一种必需氨基酸，主要用于医药、化学试剂、营养强化剂，可以强化乳制品，具有恢复人体疲劳，促进生长发育的效果。近年来，随着经济的发展，市场对苏氨酸需求持续稳定增长，是需求增长最快的氨基酸品种之一，特别是在化学及生化、食品添加剂、饲料添加剂等方面的用量增长迅速，大有取代色氨酸而成为除赖氨酸、蛋氨酸以外的发展最迅速的第三大氨基酸。

苏氨酸发酵技术目前主要存在发酵效率低下以及纯度不达标的缺陷。大肠杆菌工程菌株是微生物工业发酵生产苏氨酸的主要菌株。人们一直通过各种方法改造菌株以提高氨基酸的产量，早期应用最广泛的为各种条件下的诱变育种，而随着氨基酸生物代谢途径的揭秘，有目的的在分子水平上对代谢途径进行改造也渐渐显露其优势，另外，中游的发酵条件优化过程以及下游的回收净化过程也是一个重点。但是，对于氨基酸分泌过程的研究，却起步较晚，而且人们一直把注意力集中在细胞膜氨基酸的转运蛋白上。鉴于上述缺陷，申请人之前的专利技术“一种超低水份苏氨酸生产方法”采用混合发酵的方式，发酵效率有所提高，但是混合发酵工艺参数稳定性较差，不利于工业化生产，而且增加了菌株培养流程。

发明内容

为了解决现有技术的缺陷，本发明提出了一种制备、提取以及纯化苏氨酸的方法。本发明方法提高了发酵效率，纯度和收率也符合行业标准。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种制备、提取以及纯化苏氨酸的方法，其包括如下步骤：1）发酵，2）离心，3）微滤和超滤，4）浓缩、等电和结晶。

具体地，所述方法包括如下步骤：

1）发酵：将大肠杆菌种子液以8％的接种量接种到发酵罐，发酵时间为72小时，得到发酵液；所述发酵时间分为两个阶段：a）：第1-70小时，控制温度为32℃，常压，其中，在第60小时，添加曲拉通X-100，添加量为1-2μg/ml；b）：第71-72小时，控制温度为37-38℃，压强为2-3个大气压；

2）离心：利用高速碟片分离机将发酵液分为苏氨酸料液和菌体蛋白沉淀，收集苏氨酸料液；

3）微滤和超滤：然后往苏氨酸料液添加1.5wt%的活性炭，200rpm搅拌20min，然后静置60min，微滤膜过滤收集滤液，将滤液通过超滤膜，收集超滤液；

4）浓缩、等电和结晶：将超滤液浓缩成原体积的四分之一，然后缓慢降温至16℃，调节成pH为6.1-6.2的等电溶液；等电溶液沉降12小时，离心，收集结晶的苏氨酸，将结晶的苏氨酸烘干，即得。

优选地，所述发酵罐培养基组分为：葡萄糖60g/L，玉米浆15g/L，硫酸铵5g/L，FeSO₄ 0.02g/L，MgSO₄ 0.02g/L，KH₂PO₄ 0.01g/L，K₂HPO₄ 0.01g/L，pH值6.8。

优选地，所述微滤膜为无机陶瓷膜，截留分子量为10000Da，微滤温度为32℃。

优选地，所述超滤膜的截留分子量为200Da，超滤温度为32℃。

优选地，所述高速碟片机的转速为4000rpm，时间为3min。

本发明还公开了按照上述方法制备的苏氨酸产品。