[发明专利]一种L-缬氨酸的分离纯化方法

说明书

本发明公开了一种L‑缬氨酸的分离纯化方法，包括以下步骤：S1压滤、S2微滤膜过滤、S3浓缩、结晶、S4溶解、S5离子交换、S6超滤、浓缩和S7结晶干燥。本发明的有益效果为：提高了L‑缬氨酸的收率，降低了L‑缬氨酸中异亮氨酸的含量，为我国L‑缬氨酸产业化发展提供了技术支持。

技术领域

本发明涉及微生物发酵领域，涉及一种L-缬氨酸的分离纯化方法。

背景技术

L-缬氨酸(L-val)，学名2-氨基-3-甲基丁酸，是人体八大必需氨基酸之一，与L-亮氨酸、L-异亮氨酸统称为支链氨基酸，在医药、调味品、化妆品、营养添加剂、饲料添加剂等方面有着广泛的应用。

L-缬氨酸的生产方法主要有提取法、合成法和发酵法，其中，微生物发酵法，具有原材料成本低，反应条件温和及易实现大规模生产等优点，成为广泛采用的生产方法。

分离纯化是L-缬氨酸工业化生产的一个重要工序，通常，分离纯化的成本占总生产成本的50％以上。目前，L-缬氨酸的提取方法有沉淀法、全膜法和离子交换法。沉淀法是根据沉淀剂与L-缬氨酸的特异性结合形成沉淀，然后分离提取，该方法具有收率高、操作简便等优点，但存在环境污染高的技术问题；全膜法虽然废水量少，但膜滤法只能去除大量的无机盐离子及大分子的杂蛋白，发酵液中存在的与L-缬氨酸性质相近的氨基酸无法根除，得到的L-缬氨酸杂质偏高；离子交换法是将除去菌体的发酵液调pH为酸性，用强酸性阳离子交换树脂分离L-缬氨酸和杂质氨基酸，最后通过氨水洗脱分离出L-缬氨酸。若提高L-缬氨酸纯度，需采用多级离子交换柱串联提取，这将导致生产过程中生产废水量较大，且采用离子交换法提取收率也较低。

CN105274182A公开了一种从发酵液中高效提取L-缬氨酸的工艺，包括如下步骤：1)发酵、2)微滤膜过滤：3)蒸发浓缩、4)结晶、5)溶解、6)离子交换、7)超滤膜过滤、8)真空浓缩和9)离心烘干，该发明采用膜滤法与离子交换法联合使用，提高了L-缬氨酸提取收率和纯度，但该发明并未关注结晶效果，从而导致L-缬氨酸的收率并不理想仅为68％左右。

CN108285912A公开了一种发酵制备提取医药级缬氨酸的方法，包括：步骤1)发酵工序，步骤2)超滤和浓缩制备缬氨酸粗品，步骤3)酸溶、结晶以及离心，步骤4)水溶、离子交换、脱色、精滤以及结晶。本发明虽然可以获得纯度较高的L-缬氨酸，但是，由于缬氨酸在纯水中的溶解度随温度变化不大，本发明采用降温结晶，在结晶终了时仍有大量溶质溶于溶剂中，导致结晶产品收率低，从而导致L-缬氨酸产品的实际收率较低，无法实现工业化。

目前，我国L-缬氨酸的分离纯化技术落后，结晶过程中仍有大量溶质溶解于溶剂中，导致结晶产品收率低，大大影响了L-缬氨酸的产量，同时，分离纯化工艺复杂，成本偏高，导致我国国产L-缬氨酸的市场竞争力差，无法实现规模化生产。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种L-缬氨酸的分离纯化方法，工艺简单，成本低，同时，通过优化结晶工序，使L-缬氨酸的收率大大提高，为L-缬氨酸的国产化提供了技术支持。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种L-缬氨酸的分离纯化方法，包括以下步骤：

S1、压滤；

向缬氨酸发酵液中加入絮凝剂，超声波处理，板框压滤，得到压滤液；

S2、微滤膜过滤；

将步骤S1得到压滤液进行微滤膜过滤，得到滤过液；

S3、浓缩、结晶；

将步骤S2得到的滤过液浓缩，得到浓缩液1，向浓缩液1中加入无水乙醇，超声波处理，离心，得到L-缬氨酸粗品；

S4、溶解；