[发明专利]一种从L-羟脯氨酸发酵液中分离纯化L-羟脯氨酸的方法

说明书

本发明属于生物化工领域，具体涉及一种从L‑羟脯氨酸发酵液中分离纯化L‑羟脯氨酸的方法。本发明包括发酵液菌液分离、超滤膜过滤、复合吸附剂处理、除盐、真空浓缩结晶等步骤。本发明方法对发酵液进行预处理再进行过滤除菌，增加了过滤通量，缩短了过滤处理时间，蛋白去除率提高20%以上；不使用阳离子交换树脂，大大减少了酸碱废水；不使用纳滤膜或反渗透膜处理，一次结晶就制得合格产品，极大降低了动力成本和能耗，形成了一条高效低成本的羟脯氨酸分离纯化方法。本发明可简化生产工艺路线，缩短生产周期，降低生产成本，提高L‑羟脯氨酸的提取收率至85%以上，成品含量均在99.0%以上。

技术领域

本发明涉及生物化工领域，具体涉及一种L-羟脯氨酸的fenlichujnhua 方法。

背景技术

L-羟脯氨酸为亚氨基酸，是脯氨酸羟基化后的产物，是胶原蛋白的主要组成成分，不属于20种常见的氨基酸。近些年来L-Hyp的研究和开发已经引起广泛关注，应用于医药、化工、动物饲料、营养和美容业等方面。

目前，合成L-羟脯氨酸的方法有水解提取法、生物酶法和直接发酵法。我国L-羟脯氨酸的生产主要采用化学水解提取工艺，以动物胶原蛋白为原料，通过强酸水解、亚硝酸氧化和离子交换等过程制备，收率仅为5%，“三废”排放量大、污染严重，能耗高、纯度低及生产成本高，很容易被市场淘汰。由于该工艺采用的是动物源原料，生产过程中采用亚硝酸氧化工艺，该工艺的微量残余物或杂质对后续衍生化的中间体或原料药产生潜在的危害。国内外许多制药公司已经提出了对于反式-4-羟基-L-羟脯氨酸的生物源来源要求，这种要求限制了动物源反式-4-羟基-L-羟脯氨酸的使用。

生物法生产反式4-羟基-L-羟脯氨酸，是当前世界上解决化学法能耗大、污染大、成本高等问题的最佳途径。目前，生物酶催化法制造L-羟脯氨酸主要分为利用活细胞以脯氨酸为底物进行生物催化生产和直接利用微生物发酵生产两种方法。生物催化法需要添加辅因子，转化率较低，且脯氨酸残余较多，为后续提取工艺带来困难。而利用基因工程菌发酵高效生产L-羟脯氨酸，不需外源添加L-脯氨酸和辅因子，发酵产物中杂酸较少，提取工艺与水解提取和生物酶法相比较为简单。

发酵液中的L-羟脯氨酸提取路线大多采用阳离子交换树脂吸附羟脯氨酸，使用碱液作为洗脱剂，得到L-羟脯氨酸解析液，该过程中产生大量酸碱废水，造成巨大的环保废水处理压力。CN 104276990 A中公开了一种利用填充活性炭柱对L-羟脯氨酸发酵液进行脱色的工艺，该工艺虽然节省了活性炭用量，但是活性炭柱清洗、再生过程产生了大量酸碱废水。CN 105777603 A中公开了一种使用阴阳离子树脂和微滤、纳滤膜混合处理一次浓缩结晶制取L-羟脯氨酸的工艺，该过程使用的阳离子树脂虽然并不是常规的吸附L-羟脯氨酸而是吸附杂质，但是阴阳离子树脂重复多次交替使用，也会产生大量的清洗和再生废水；纳滤膜过滤可以有效的去除色素，但动力成本较大，同时纳滤过程会造成一部分L-羟脯氨酸被截留在浓缩液中，这部分目的产物还要重新进行阴阳离子处理后再回收，工艺路线较为复杂。CN 105506019 A中公开的L-羟脯氨酸提取工艺为微滤、超滤和纳滤膜连续处理后，脱色、浓缩结晶、重结晶。该工艺路线未对发酵液进行预处理，三次膜过滤能耗较大，且料液体积逐级增大，造成浓缩过程能耗较大，重结晶过程进一步增大能耗，总收率较低。

发明内容

本发明旨在提供一种低能耗、低污染、工艺路线简单、高收率的L-羟脯氨酸的分离纯化方法。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种从L-羟脯氨酸发酵液中分离纯化L-羟脯氨酸的方法，包括以下步骤：

1）发酵液菌液分离：对L-羟脯氨酸发酵液进行预处理，过滤除菌得到过滤清液；

2）超滤膜过滤：将上述过滤清液泵入超滤膜系统，除去大分子蛋白，得到超滤清液；

3）复合吸附剂处理：将超滤清液预热后，加入复合吸附剂于60-70℃保温0.5-1.0h；