[发明专利]一种从发酵液中分离纯化支链氨基酸的方法

说明书

本发明公开了一种从发酵液中分离纯化支链氨基酸的方法，属于微生物发酵技术领域。本发明的方法利用四阶段变温结晶代替常规结晶技术，将支链氨酸盐酸盐清液先第二次降温至60～80℃进行初步结晶，然后于60～65℃恒温条件下进行恒温养晶，再第三次降温至50～55℃进行二次结晶，最后第四次降温至10～30℃进行终结晶，得到支链氨基酸及其盐酸盐成品；利用本发明的方法制备得到的支链氨基酸及其盐酸盐成品回收率可高达90.1％、支链氨基酸纯度可高达99.9％。

技术领域

本发明涉及一种从发酵液中分离纯化支链氨基酸的方法，属于微生物发酵技术领域。

背景技术

支链氨基酸是指蛋白质中的三种常见氨基酸，由亮氨酸、缬氨酸和异亮氨酸组成。这类氨基酸可以促进胰岛素释放以及促进生长激素释放这两种特殊方式促进人体合成代谢、加快人体肌肉增长。因此，支链氨基酸在运动补剂以及保健品中有巨大的市场。现在，支链氨基酸的生产主要依靠微生物发酵，但是，微生物发酵过程中还会产生其他氨基酸，这些氨基酸尤其是中性氨基酸(例如亮氨基酸)的分子量和化学等电点跟支链氨基酸非常接近，造成了微生物发酵生产支链氨基酸过程中的产酸水平低、杂酸含量高等问题。目前，常采用离子交换法来提取微生物那发酵液中的支链氨基酸，但是，离子交换工艺并不能分离杂酸且存在许多缺陷，例如，离子交换工艺步骤复杂，需要再生和洗脱；离子交换工艺的再生过程中会用到大量的酸和碱，使得产品纯度低且得率低；离子交换工艺在洗脱和再生后会有大量铵氮废液产生，不仅会因消耗大量的酸碱而花费大量的资金，而且会对环境造成很大的污染，同时，洗脱过程又会消耗大量的水。因此，分离技术的落后限制了支链氨基酸的规模生产，且由于支链氨基酸产品中的其他氨基酸难以去除，国内原料药高端产品不能满足欧盟标准，所以无法进入国际市场参与原料药的竞争。发明内容为解决上述问题，本发明提供了一种从发酵液中分离纯化支链氨基酸的方法。此方法利用四阶段变温结晶代替常规结晶技术，将支链氨酸盐酸盐清液先第二次降温至60～80℃进行初步结晶，然后于60～65℃恒温条件下进行恒温养晶，再第三次降温至50～55℃进行二次结晶，最后第四次降温至10～30℃进行终结晶，得到支链氨基酸及其盐酸盐成品；此方法制备得到的支链氨基酸及其盐酸盐成品回收率可高达90.1％、支链氨基酸纯度可高达99.9％。

发明内容

本发明的技术方案如下：本发明提供了一种从发酵液中分离纯化支链氨基酸的方法，所述方法为将支链氨基酸发酵液进行除菌、浓缩、干燥，得到支链氨基酸粗品；将支链氨基酸粗品按照一定的比例加入盐酸中，于80～90℃进行第一次溶解，得到支链氨基酸粗溶液；将支链氨基酸粗溶液第一次降温至10～30℃后进行过滤，得到支链氨基酸盐酸盐；将支链氨基酸盐酸盐按照一定的比例加入水中，于80～90℃进行第二次溶解，得到支链氨基酸盐酸盐溶液；将支链氨基酸盐酸盐溶液经纳滤膜、离子交换膜、电渗析膜进行过滤脱盐，得到支链氨酸盐酸盐清液；将支链氨酸盐酸盐清液先第二次降温至60～80℃进行初步结晶，然后于60～65℃恒温条件下进行恒温养晶，再第三次降温至50～55℃进行二次结晶，最后第四次降温至10～30℃进行终结晶，得到支链氨基酸及其盐酸盐成品。在本发明的一种实施方式中，所述除菌为过滤除菌。

在本发明的一种实施方式中，所述浓缩为将支链氨酸发酵液浓缩至5～10倍。在本发明的一种实施方式中，所述浓缩为将支链氨酸发酵液浓缩至5倍。在本发明的一种实施方式中，所述干燥为喷雾干燥。在本发明的一种实施方式中，所述支链氨基酸粗品与盐酸的质量比为1:2～5。在本发明的一种实施方式中，所述支链氨基酸粗品与盐酸的质量比为1:3。在本发明的一种实施方式中，所述第一次溶解、第二次溶解的温度均为80℃。在本发明的一种实施方式中，所述第一次降温的温度为25℃。在本发明的一种实施方式中，所述支链氨基酸盐酸盐溶液的浓度为3～7％。在本发明的一种实施方式中，所述支链氨基酸盐酸盐溶液的浓度为4％、5％或7％。