[发明专利]一种L-天门冬氨酸的制备方法

说明书

本发明涉及制备L‑天门冬氨酸技术领域，具体涉及一种通过固定化含天门冬氨酸酶的大肠杆菌制备L‑天门冬氨酸的方法。本发明通过将大肠杆菌包埋于聚丙烯酰胺和角叉菜胶的复合载体中，以固定化含L‑天门冬氨酸酶的大肠杆菌细胞合成L‑天门冬氨酸，同时使用顺丁烯二酸调等电点，仅需要培养一批菌种就可以连续生产15‑20天，大幅提高了产品的稳定性，并且因顺丁烯二酸的酸性相对较弱，用顺丁烯二酸调等电点温和可控，不易造成因加酸失误导致溶液的pH值低于2.0的过等电点现象，减少对产品收率的影响，且即使出现过等电点现象，由于母液和冲洗液可以往复利用，不会造成物料损失，同时本发明方法还具有节约水资源和生产成本，废水处理压力小的特点。

技术领域

本发明涉及制备L-天门冬氨酸技术领域，具体涉及一种通过固定化含天门冬氨酸酶的大肠杆菌制备L-天门冬氨酸的方法。

背景技术

天门冬氨酸(Aspartic acid)，化学名称为氨基丁二酸，是构成蛋白质的20 种基本氨基酸之一，在生化试剂和临床医学方面具有广泛的应用。

现有的L-天门冬氨酸采用游离法生产工艺，具体步骤如下：

1)在反应釜的纯净水中充入一定量的液氨；

2)将一定量的富马酸投入反应釜中完全溶解，调整pH值为7；

3)将培养好的具有高天门冬氨酸酶活力的大肠杆菌投入反应釜中；

4)维持反应温度35℃，直至富马酸完全转化为天门冬氨酸；

5)投入活性炭进行脱色和压滤，用时约4h；

6)注入硫酸，调节等电点，pH调节至2.2-2.5；

7)离心进行固液分离。

上述游离法中的等电点工艺使用硫酸调节，产生大量的硫酸铵废水，生产分离1吨L-天门冬氨酸一般产生4吨高浓度硫酸铵母液废水和8吨低浓度硫酸铵冲洗水，每吨L-天门冬氨酸共计产生各类废水约12吨，废水处理能耗大，成本高，这不仅对企业环保造成严重压力，也给自然环境造成严重危害。虽然许多企业采用三效浓缩的方法处理硫酸铵废水，制造硫酸铵肥料，但是由于废水存储量较大，设备能耗较高，大幅提高了企业的生产成本，加重企业运营负担。

此外，由于游离法的菌种培养采用种子罐与反应罐一对一培养法，菌种单罐培养不稳定，产酶活性不稳定，无法确保每一罐菌种产出的酶活性稳定，导致生产过程中经常出现反应不完全，需要另外补充菌种，造成生产延误并影响产品质量，严重影响企业生产进度和生产成本。该生产过程使用活性炭和压滤工艺，也导致生产时间和成本的增加。

以上菌种的培养和反应方式以及污水处理多年来一直困扰着L-天门冬氨酸的生产企业。

发明内容

本发明针对现有的L-天门冬氨酸的生产方法存在水消耗量大，废液处理压力大，及产品质量稳定性有待提高的问题，提供一种收率稳定、物料损失小、节约水资源、废水处理压力小的L-天门冬氨酸的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种L-天门冬氨酸的制备方法，包括以下步骤：

S1、以聚丙烯酰胺和角叉菜胶的混合物为载体，将含L-天门冬氨酸酶的大肠杆菌包埋于载体中，得到固定化细胞；以所述固定化细胞作为填料填充于交换柱中，得到固定化细胞柱。

优选的，载体中所述聚丙烯酰胺和角叉菜胶的质量比为3:1。