[发明专利]一种高品质β-丙氨酸的制备方法及杂质的去除方法

说明书

本发明公开了一种高品质β‑丙氨酸的制备方法及杂质的去除方法，属于生物化工技术领域，包括如下步骤：从β‑丙氨酸酶转化液中分离出大分子蛋白，得到清液；将所述清液进行超滤处理，得到超滤液；将所述超滤液通过弱酸性阳离子树脂，收集流出液；将所述流出液进行脱色处理，得到脱色液；将所述脱色液进行浓缩，降温结晶，得到β‑丙氨酸。本发明通过将转化液去除大分子蛋白类杂质后，再依次采用超滤、弱酸性阳离子交换树脂、活性炭脱色处理工序进行除杂，通过优化选择弱酸性阳离子树脂去除丙烯酰胺、丙烯酸聚合物以及少量的阻聚剂等有机类杂质，再通过活性炭脱色吸附料液中的其他色素物质，从而提高产品纯度，解决因杂质导致产品变质的问题。

技术领域

本发明涉及一种高品质β-丙氨酸的制备方法及杂质的去除方法，属于生物化工技术领域。

背景技术

β-丙氨酸，英文名为beta-Alanine，又名3-氨基丙酸，分子式是C₃H₇NO₂，是自然界中唯一存在的β型氨基酸，在生物体内进一步合成为泛酸。目前工业上β-丙氨酸主要是通过化学合成方法生产，有丙烯酸氨化法、丙烯腈氨化水解法及β-氨基丙腈水解法等，国内工业生产主要采用的是丙烯腈氨化水解法。化学合成法生产β-丙氨酸大多需要强碱强酸、高温、高压等条件，而且副反应多、产物纯化烦琐，存在环境污染问题。随着生物技术的迅猛发展，市场上出现了很多企业采用生物氨基化酶法来生产β-丙氨酸，即在酶催化作用下，丙烯酸加氨反应生成β-丙氨酸。

在国际市场竞争中，高端β-丙氨酸系列产品要求其化学纯度高，色度好等，而目前国内生产的β-丙氨酸产品往往难以达到上述要求。采用生物氨基化酶法制备β-丙氨酸的生产过程中会引入许多杂质，所得产品色度差，致使其产品在高端市场领域的应用受阻。因此，开发出一种制备高品质β-丙氨酸的除杂工艺极其重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种高品质β-丙氨酸的制备方法及杂质的去除方法，该方法采用弱酸性阳离子树脂，去除氨基化酶法β-丙氨酸生产过程中因原料丙烯酸和氨水所引入的丙烯酰胺、丙烯酸聚合物以及少量的阻聚剂等杂质，从而解决产品易变质的问题，制备得到的β-丙氨酸产品纯度大于99.9％，加速氧化后的产品色度低于40，纯度高且不易变质，可应用于高端市场。

本发明提供的一种β-丙氨酸酶转化液中杂质的去除方法，将处理后的β-丙氨酸酶转化液再经弱酸性阳离子树脂处理。

优选地，所述杂质包括丙烯酰胺、丙烯酸聚合物、阻聚剂中的一种或多种；优选地，所述阻聚剂为对羟基苯甲醚。

优选地，所述弱酸性阳离子树脂选自LX-20SS、LX-2000、LX-T5、LSD-762、D95和LX-22中的任意一种；优选地，所述弱酸性阳离子树脂包括串联的第一弱酸性阳离子树脂和第二弱酸性阳离子树脂。

本发明还提供了一种高品质β-丙氨酸的制备方法，包括如下步骤：

S1、从β-丙氨酸酶转化液中分离出大分子蛋白，得到清液；

S2、将所述清液进行超滤处理，得到超滤液；

S3、将所述超滤液通过弱酸性阳离子树脂，收集流出液；

S4、将所述流出液进行脱色处理，得到脱色液；

S5、将所述脱色液进行浓缩，降温结晶，得到β-丙氨酸。

优选地，所述β-丙氨酸酶转化液是以丙烯酸和氨水为底物，在酶的催化作用下转化得到的。

在本发明中，β-丙氨酸酶转化液是采用“CN109385415A天冬氨酸酶变体及其制备方法与应用”中公开的天冬氨酸酶变体，在其催化下丙氨酸加氨反应转化得到β-丙氨酸酶转化液。但本发明也适用于其它采用生物氨基化酶法制备得到的β-丙氨酸酶转化液的除杂提纯。