[发明专利]氨基酸高效绿色生产提取工艺

说明书

本发明属于生物工程技术领域，氨基酸高效绿色生产提取工艺，其包括：收L‑丙氨酸发酵液，离心，收集上清液；将上清液通过陶瓷膜进行微滤，收集滤过液；往滤过液中添加活性炭脱色，板框过滤，收集脱色液；然后通过强酸性阳离子交换树脂，L‑丙氨酸被交换到树脂上，随后用氨水将树脂上的L‑丙氨酸完全洗脱下来，通过浓缩结晶、离心、干燥获得成品。本发明工艺能够提高发酵生产强度，进而降低发酵丙氨酸的生产成本。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，具体涉及氨基酸高效绿色生产提取工艺。

背景技术

L-丙氨酸无色至白色结晶性粉末，溶于水、乙醇，不溶于乙醚和丙酮。主要用于生化研究、组织培养、肝功能测定、增味剂、可增加调味品的调味效果、还可用作酸味矫正剂，改善有机酸的酸味。丙氨酸在医药领域的用途也随之被发现，临床研究表明，丙氨酸预防肾结石、协助葡萄糖的代谢，有助缓和低血糖，改善身体能量。丙氨酸还广泛用于合成新型甜味剂及某些手性药物中间体的原料。

目前,丙氨酸通常使用化学法来进行工业化生产，但此方法转化率低，副产物多，且容易产生工业三废，污染环境。相比之下，可再生资源微生物发酵法是一种更具有发展潜力的绿色生产方法。微生物发酵是生产丙氨酸的主要方法。

CN110982857A公开了一种L-丙氨酸的发酵生产方法，采用一次性投料发酵工艺，将发酵所需的糖源、氮源、无机盐等一次性投入发酵罐，灭菌降温后，再移入种子，发酵培养生产L-丙氨酸。通过对发酵条件的优化，例如提高投糖量、控制培养风量，在保证培养所需的氧气量同时，控制发酵过程中培养温度、pH值等，提高了L-丙氨酸发酵产酸率，缩短了发酵周期。

CN109468254A采用基因工程方法对菌株进行了修饰，对筛选得到在高浓度葡萄糖下生长产酸的突变株FMME-A232进行改造，强化葡萄糖的转运路径，使用pEtac质粒串联表达葡萄糖转运蛋白EI蛋白和EIIAClc蛋白得到大肠杆菌重组菌，该大肠杆菌重组菌能够提高葡萄糖的消耗速率，使得该菌株发酵周期由55h降至45h，提高了L-丙氨酸的生产效率。

CN109055451A公开了一种L-丙氨酸的生物发酵方法，包括如下步骤：采用种子培养基培养L-丙氨酸菌株，所述种子培养基中采用酵母浸粉和硫酸铵作为氮源。本发明通过优化种子培养阶段的发酵工艺，提高种子的活力，进而有效提高了L-丙氨酸的生产强度，而且不会额外增加原料成本。通过优化种子培养阶段的发酵工艺，包括优化培养基和发酵模式，提高了L-丙氨酸的生产强度，降低了生物制备L-丙氨酸的生产成本，发酵周期缩短为25h。

现有技术对发酵法的改进大多是针对缩短发酵周期和提高产率两点进行。但是，每一个发酵周期都需要微生物种子培养液，微生物的种子培养提高了一个发酵周期的成本，增加了操作程序，降低了生产效率。

发明内容

本发明目的在于提高发酵生产强度，进而降低发酵丙氨酸的生产成本。

本发明是通过如下技术方案来实现的。

氨基酸高效绿色生产提取工艺，其包括

收L-丙氨酸发酵液，离心，收集上清液；将上清液通过陶瓷膜进行微滤，收集滤过液；往滤过液中添加活性炭脱色，板框过滤，收集脱色液；然后通过732型强酸性阳离子交换树脂，L-丙氨酸被交换到树脂上，随后用氨水将树脂上的L-丙氨酸完全洗脱下来，通过浓缩结晶、离心、干燥获得成品。

具体地，所述L-丙氨酸发酵液的制备方法为：

1）将产L-丙氨酸的大肠杆菌种子液接种至含有基础发酵培养基的发酵罐后，开始发酵，发酵时间为45h，发酵罐中的发酵液泵入微滤膜内，细胞被截留返回到发酵罐，含有丙氨酸的发酵液从微滤膜中透析出来，被收集到收集罐；