[发明专利]一种精氨酸转瓜氨酸的提取纯化方法

说明书

本发明公开了一种精氨酸转瓜氨酸的提取纯化方法，包括以下步骤：(1)向含有精氨酸的底物液中加入精氨酸脱亚胺酶液进行转化，得到转化液；(2)将转化液进行陶瓷膜过滤，收集陶清液并稀释；(3)将稀释后的陶清液进行超滤，收集超清液；向超清液中加入活性炭进行脱色，得到第一脱色液；将第一脱色液进行电渗析，收集淡化液；(4)将淡化液浓缩得到第一浓缩液；将第一浓缩液离心，得到瓜氨酸粗品；(5)将瓜氨酸粗品重溶，得到重溶液；向重溶液中加入活性炭进行脱色，得到第二脱色液；(6)将第二脱色液浓缩得到第二浓缩液；将第二浓缩液搅拌结晶，离心，收集瓜氨酸晶体。采用本发明的分离纯化方法，可以显著提高瓜氨酸的收率和纯度。

技术领域

本发明涉及生物工程技术领域，具体涉及一种精氨酸转瓜氨酸的提取纯化方法。

背景技术

L-瓜氨酸是一种特殊氨基酸，参与体内多种代谢过程，如精氨酸-瓜氨酸循环等。研究表明：L-瓜氨酸能广泛应用于医药、食品和保健品等方面。可治疗L-精氨酸缺乏引起的相关疾病，防治前列腺疾病和提高性功能，抗衰老以及增强免疫力等。

L-瓜氨酸的制备方法主要有提取法、发酵法、化学法和酶法，其中，提取法以及发酵法分别从植物、微生物中获得瓜氨酸，但存在浓度不高等问题；化学法反应过程控制较为困难，存在无法拆分DL-瓜氨酸旋光对映体、产品纯度不高、环境污染巨大等问题；酶法合成L-瓜氨酸大都为一步酶催化反应，一步酶法合成L-瓜氨酸具有底物和产物浓度高、转化反应特异性高、无对映体结构的优点，避免发酵法生产L-瓜氨酸中复杂的反馈调节过程，实现高浓度L-瓜氨酸一步催化合成。

精氨酸脱亚胺酶(Arginine deiminase，EC3.5.3.6)简称ADI，是一种精氨酸降解酶，催化精氨酸生成L-瓜氨酸和氨。不同种属来源的精氨酸脱亚胺酶具有不同的催化活性。目前应用于工业化生产的ADI来源菌株有变形假单胞菌、粪肠球菌、恶臭假单胞菌等。但通过一步ADI酶法催化生成瓜氨酸的实际工业化应用信息较少，原因主要在于ADI活力较低，以及大部分未进化序列在工程菌株内以包涵体形式表达，其发挥作用需要包涵体纯化、变性以及复性的复杂过程，且收率较低，严重制约了实际工业化应用。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种精氨酸转瓜氨酸的提取纯化方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种精氨酸转瓜氨酸的提取纯化方法，包括以下步骤：

(1)向含有精氨酸的底物液中加入精氨酸脱亚胺酶液，调节pH至5.5-6.5，转化3-5h，得到转化液；

(2)将转化液杀菌后进行陶瓷膜过滤，收集陶清液；将陶清液用纯水进行稀释，稀释至陶清液中瓜氨酸浓度≤5g/L；

(3)将稀释后的陶清液加入至超滤系统中进行超滤，收集超清液；向超清液中加入活性炭进行脱色，得到第一脱色液；将第一脱色液进行电渗析，收集淡化液；

(4)将淡化液浓缩至瓜氨酸浓度为400-450g/L，得到第一浓缩液；将第一浓缩液离心，得到瓜氨酸粗品；

(5)将瓜氨酸粗品用纯水重溶，得到重溶液，重溶液中瓜氨酸浓度为140-160g/L；向重溶液中加入活性炭进行脱色，得到第二脱色液；

(6)将第二脱色液浓缩至瓜氨酸浓度为400-450g/L，得到第二浓缩液；将第二浓缩液搅拌结晶，离心，收集瓜氨酸晶体。

优选的，步骤(1)中，所述底物液中精氨酸的浓度为90-160g/L；精氨酸脱亚胺酶液与底物液加入的体积比为1：(8-12)。

优选的，步骤(1)中，所述精氨酸脱亚胺酶液由如下方法制备而成：