[发明专利]超高交联吸附树脂对L-色氨酸的分离方法

说明书

本发明涉及L‑色氨酸(L‑Trp)的分离纯化领域，具体涉及采用超高交联吸附树脂对L‑Trp的分离，将L‑Trp和主要杂质L‑谷氨酸(L‑Glu)的混合液通入到超高交联吸附树脂固定床中进行吸附，固定床高径比为10:1～25:1，上样量为2mg/g树脂～20mg/g树脂。进而进行L‑Trp和L‑Glu的洗脱，洗脱流速为0.5BV/h～3BV/h，在固定床出口处分别收集L‑Trp和L‑Glu，所得L‑Trp和L‑Glu产品的纯度均高于98％，收率均高于98％，不需要酸碱对树脂进行再生。

技术领域

本发明属于L-Trp的分离纯化领域，具体涉及超高交联吸附树脂对发酵液中L-Trp的分离方法。

背景技术

L-Trp是人和动物的必需氨基酸之一。它在医药、食品和饲料等行业具有广泛的应用。在医药行业，L-Trp在治疗抑郁症、失眠、高血压、癞皮病等方面已经得到了广泛应用；在食品行业，L-Trp已经广泛地用作食品添加剂，如作为抗氧化剂、调味剂、防腐剂等，还能提高机体对植物蛋白的利用效率；在饲料行业，L-Trp已被我国农业部确认为除赖氨酸和蛋氨酸之后的第三大氨基酸饲料添加剂，它能够调控动物体内脂肪的代谢，减少脂肪堆积，增加畜禽肝脏及身体整体组分中蛋白质的含量，降低肥肉比例。而且L-Trp对畜禽的免疫功能也有一定的改善作用。在农业领域，L-Trp可以用做杀虫剂，作用于一些毛虫，使其拒食而亡，还能使农药中的两种主要物质环磷酸和水杨酸的稳定性增强，从而增强其杀虫效果。

利用廉价碳源(葡萄糖、玉米粉、麦麸等)为生产原料的微生物直接发酵法是目前采用最广泛的L-Trp生产方法。经脱除色素和蛋白质等预处理后，L-Trp发酵液中除了含有高浓度溶解性盐(主要是氯化钠和硫酸铵)，还存在多种副产物氨基酸，如L-谷氨酸(L-Glu)、甘氨酸、天冬氨酸等，其中主要是L-Glu。L-Trp的分离纯化过程所需成本约占整个生产过程成本的60％，该过程是制约L-Trp产业发展的关键步骤之一。目前，发酵液中L-Trp的分离纯化所采用的方法主要有离子交换法和反胶团萃取等。杨旭锦采用反胶团萃取技术从微滤膜和超滤膜预处理后的发酵液中分离了L-Trp，再经纳滤、结晶、干燥等工序制备了含量高于98％的L-Trp产品(中国专利公开号：CN 102382030 A)。但是反胶团萃取很难应用于L-Trp的大规模工业生产。福建师范大学贺希娜采用阳离子交换树脂D061分离了发酵液中的L-Trp，以2mol/L的氨水作为洗脱剂，收集得到的L-Trp产品经过阴离子交换树脂脱色、浓缩结晶等工序，得到了纯度达98.4％的L-Trp，但是该工序所用的阳离子交换树脂的再生需要消耗大量的强酸和强碱，而且发酵液中的高浓度盐的存在会大大降低树脂的交换容量和分离效率(贺希娜.发酵液中L-色氨酸的分离纯化研究.福州：福建师范大学.2013)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超高交联吸附树脂对L-Trp的分离方法。

本发明采用的技术方案如下：

超高交联吸附树脂对L-Trp的分离方法，所用的分离方法是吸附法，所用吸附剂为弱极性超高交联吸附树脂；该弱极性超高交联吸附树脂的骨架为聚苯乙烯-二乙烯基苯，功能基团是羰基或酯基中至少一种的弱极性基团；所述弱极性超高交联吸附树脂平均粒径为0.2～1mm，含水量为30％～60％，最可能几率孔径为1～10nm，比表面积为800～1800m2/g，孔容为0.5～1.4cm3/g。

进一步的，在吸附法中，所用的原料液是脱除固形物后的L-Trp发酵液，主要成分为L-Trp、L-Glu和无机盐。

进一步的，分离过程采用固定床操作方式，固定床高径比为10:1～15:1，上样量可达25mg/g树脂，原料液pH可为3～8.5，用pH为10～12.5之间的氢氧化钠为洗脱剂，洗脱流速为0.5～2BV/h。

吸附法具体工艺如下：

A.超高交联吸附树脂对L-Trp的分离