本发明涉及发酵技术领域，特别是涉及一种L-丙氨酸的提取方法。
背景技术：
L-丙氨酸(L-Alanine)，又名L-α-丙氨酸，是一种重要的天然氨基酸，是血液中含量最多的氨基酸，与糖代谢密切相关，在转氨反应中是主要的氨基工体，具有重要的生理功能。它是一种营养增补剂，为多种复方氨基酸输液的主要组成部分，还可以供作医药中间体，是维生素B6的主要原料。还可作为食品添加剂，提高食品的营养价值、改善人工合成甜味剂的味感。
随着对L-丙氨酸的不断研发和开发，其在食品和医药等领域的应用不断扩大，并有日益增长得趋势。但对L-丙氨酸得开发较晚，80年代初才在日本工业化生产。我国在80年代末有小批量生产，工业化生产才刚刚起步。L-丙氨酸的生产方法有蛋白水解提取法、化学合成法、发酵法提取和酶转化法生产。由于发酵法生产L-丙氨酸成本低，且符合绿色健康的消费理念，具有广阔的市场前景。发酵法生产L-丙氨酸结束后，一般采用多次结晶的方法提纯L-丙氨酸，结晶废液中一般含有部分L-丙氨酸，此外结晶废液中的有机物(主要为L-丙氨酸，氨基酸和多肽等)较多，废液的直接排放不仅会浪费部分未回收的L-丙氨酸，同时会对环境造成污染。因此开发一种对L-丙氨酸提取工艺，以提高L-丙氨酸的提取率，降低环保压力，具有重要的现实意义。
技术实现要素：
本发明提供了一种L-丙氨酸的提取方法。
本发明提供了如下方案：
一种L-丙氨酸的提取方法，该包括：
取加热至53～57℃的L-丙氨酸发酵液，按顺序向所述L-丙氨酸发酵液中加入第一絮凝剂、第二絮凝剂以及第三絮凝剂进行絮凝，向所述絮凝后的L-丙氨酸发酵液中加入280～310毫克活性炭进行脱色27～32分钟；
将所述脱色后的L-丙氨酸发酵液进行搅拌、沉淀处理，将所述经过搅拌、沉淀处理后的L-丙氨酸发酵液放入真空转鼓过滤设备中进行分离，获得絮凝澄清液；
将所述絮凝澄清液在温度为73～77℃下浓缩至澄清液中干物质含量为58％～62％后，将温度降至20℃进行结晶；结晶结束后将结晶体与结晶母液分离；将获得的结晶体在温度为57～63℃下进行烘干既得所述L-丙氨酸。
优选的：所述L-丙氨酸发酵液中得L-丙氨酸含量为10％～20％。
优选的：所述L-丙氨酸发酵液中得L-丙氨酸含量为14％～16％。
优选的：所述第一絮凝剂为聚合氯化铝溶液，所述第二絮凝剂为壳聚糖溶液，所述第三絮凝剂为聚丙烯酰胺溶液。
优选的：所述聚合氯化铝溶液中聚合氯化铝的浓度为9％～11％，所述壳聚糖溶液中壳聚糖浓度为0.8％～1.1％，所述聚丙烯酰胺溶液中聚丙烯酰胺浓度为0.1～0.3％。
优选的：向所述L-丙氨酸发酵液中加入的第一絮凝剂、第二絮凝剂以及第三絮凝剂与所述L-丙氨酸发酵液的质量比分别为：2：50000～3：50000、1：50000～2：50000以及1：50000～2：50000。
优选的：所述真空转鼓过滤设备中预涂层的材质为珍珠岩和硅藻土，真空压力为0.04～0.05兆帕；进料压力真空度为0.06～0.07兆帕；刮刀进刀距离为0.075～0.085厘米/分钟。
优选的：所述真空压力为0.04兆帕；进料压力真空度为0.06兆帕；刮刀进刀距离为0.078厘米/分钟。
优选的：所述取加热至53～57℃的L-丙氨酸发酵液，包括：
取加热至55℃的L-丙氨酸发酵液。
优选的：所述将所述絮凝澄清液在温度为73～77℃下浓缩至澄清液中干物质含量为58％～62％后，将温度降至20℃进行结晶；结晶结束后将结晶体与液体分离；将获得的结晶体在温度为57～63℃下进行烘干既得所述L-丙氨酸，包括：
将所述絮凝澄清液在温度为75℃下浓缩至澄清液中干物质含量为60％后，将温度降至20℃进行结晶；结晶结束后将结晶体与液体分离；将获得的结晶体在温度为60℃下进行烘干既得所述L-丙氨酸。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
通过本发明，可以实现一种L-丙氨酸的提取方法，在一种实现方式下，该包括：取加热至53～57℃的L-丙氨酸发酵液，按顺序向所述L-丙氨酸发酵液中加入第一絮凝剂、第二絮凝剂以及第三絮凝剂进行絮凝，向所述絮凝后的L-丙氨酸发酵液中加入280～310毫克活性炭进行脱色27～32分钟；将所述脱色后的L-丙氨酸发酵液进行搅拌、沉淀处理，将所述经过搅拌、沉淀处理后的L-丙氨酸发酵液放入真空转鼓过滤设备中进行分离，获得絮凝澄清液；将所述絮凝澄清液在温度为73～77℃下浓缩至澄清液中干物质含量为58％～62％后，将温度降至20℃进行结晶；结晶结束后将结晶体与结晶母液分离；将获得的结晶体在温度为57～63℃下进行烘干既得所述L-丙氨酸。本申请提供的方法采用絮凝法沉淀去除发酵液中得菌体、蛋白质、磷酸盐、残糖等杂质，省去了现有技术中钙盐沉淀及过膜除杂等工序，大大简化了提取过程，减少设备投入，并提高了产品质量。采用结晶母液和洗晶残留水重新回到絮凝、脱色、浓缩干燥循环中。避免物料损失，减少环保压力，提高收率，节能环保。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种L-丙氨酸的提取方法，该方法包括：
取加热至53～57℃的L-丙氨酸发酵液，按顺序向所述L-丙氨酸发酵液中加入第一絮凝剂、第二絮凝剂以及第三絮凝剂进行絮凝，向所述絮凝后的L-丙氨酸发酵液中加入280～310毫克活性炭进行脱色27～32分钟；在实际应用中，需要选择合适浓度的的L-丙氨酸发酵液，具体的，本申请实施例可以提供所述L-丙氨酸发酵液中得L-丙氨酸含量为10％～20％。进一步的，所述L-丙氨酸发酵液中得L-丙氨酸含量为14％～16％。再具体选择絮凝剂时，所述第一絮凝剂为聚合氯化铝溶液，所述第二絮凝剂为壳聚糖溶液，所述第三絮凝剂为聚丙烯酰胺溶液。进一步的，所述聚合氯化铝溶液中聚合氯化铝的浓度为9％～11％，所述壳聚糖溶液中壳聚糖浓度为0.8％～1.1％，所述聚丙烯酰胺溶液中聚丙烯酰胺浓度为0.1～0.3％。再进一步的，向所述L-丙氨酸发酵液中加入的第一絮凝剂、第二絮凝剂以及第三絮凝剂与所述L-丙氨酸发酵液的质量比分别为：2：50000～3：50000、1：50000～2：50000以及1：50000～2：50000。需要注意的是，在依次加入上述絮凝剂时，需要边加入絮凝剂边进行搅拌。
将所述脱色后的L-丙氨酸发酵液进行搅拌、沉淀处理，将所述经过搅拌、沉淀处理后的L-丙氨酸发酵液放入真空转鼓过滤设备中进行分离，获得絮凝澄清液；再具体选择该真空转鼓过滤设备时，所述真空转鼓过滤设备中预涂层的材质为珍珠岩和硅藻土，真空压力为0.04～0.05兆帕；进料压力真空度为0.06～0.07兆帕；刮刀进刀距离为0.075～0.085厘米/分钟。
将所述絮凝澄清液在温度为73～77℃下浓缩至澄清液中干物质含量为58％～62％后，将温度降至20℃进行结晶；结晶结束后将结晶体与液体分离；将获得的结晶体在温度为57～63℃下进行烘干既得所述L-丙氨酸。在具体操作时，可以将浓缩后剩余的液体以及结晶残留液体重继续进行絮凝脱色重新进行浓缩处理。这样可以大大提高回收率。
本申请提供的方法采用絮凝法沉淀去除发酵液中得菌体、蛋白质、磷酸盐、残糖等杂质，省去了现有技术中钙盐沉淀及过膜除杂等工序，大大简化了提取过程，减少设备投入，并提高了产品质量。采用结晶母液和洗晶残留水重新回到絮凝、脱色、浓缩干燥循环中。避免物料损失，减少环保压力，提高收率，节能环保。
下面通过具体实施例对申请提供的方法进行详细介绍
实施例1
取500mlL加热至53℃的L-丙氨酸含量为10％的L-丙氨酸发酵液于干净干燥的烧杯中，向所述L-丙氨酸发酵液中加入20毫克浓度为9％的聚合氯化铝溶液边搅拌边加入，加入完毕搅拌5分钟后加入10毫克浓度为0.8％的壳聚糖溶液边搅拌边加入，加入完毕搅拌5分钟后加入10毫克浓度为0.1％的聚丙烯酰胺溶液，加入完毕搅拌5分钟并静置10分钟。向所述絮凝后的L-丙氨酸发酵液中加入300毫克活性炭进行脱色30分钟；
将所述脱色后的L-丙氨酸发酵液进行搅拌、沉淀处理，将所述经过搅拌、沉淀处理后的L-丙氨酸发酵液放入真空转鼓过滤设备中进行分离，获得絮凝澄清液；所述真空转鼓过滤设备中预涂层的材质为珍珠岩和硅藻土，真空压力为0.04兆帕；进料压力真空度为0.06兆帕；刮刀进刀距离为0.078厘米/分钟。得到490ml絮凝澄清液，其中菌体去除率为99.28％，蛋白质去除率为83.82％，残糖去除率为39.60％，透光度86％，L-丙氨酸损失率为1.88％；
将所述絮凝澄清液在温度为75℃下浓缩至澄清液中干物质含量为58％后，将温度降至20℃进行结晶；结晶结束后将结晶体与液体分离；加入去离子水进行洗晶，将获得的结晶体在温度为57℃下进行烘干既得所述L-丙氨酸。还可以将L-丙氨酸结晶母液和洗晶残留水重新进入絮凝、沉淀、活性炭脱色，浓缩干燥循环中，提高回收率。实施例1制得的成品质量为72.6克，收率97％，产品质量符合国家标准。
实施例2
取500mlL加热至55℃的L-丙氨酸含量为15％的L-丙氨酸发酵液于干净干燥的烧杯中，向所述L-丙氨酸发酵液中加入20毫克浓度为10％的聚合氯化铝溶液边搅拌边加入，加入完毕搅拌5分钟后加入10毫克浓度为0.1％的壳聚糖溶液边搅拌边加入，加入完毕搅拌5分钟后加入10毫克浓度为0.1％的聚丙烯酰胺溶液，加入完毕搅拌5分钟并静置10分钟。向所述絮凝后的L-丙氨酸发酵液中加入300毫克活性炭进行脱色30分钟；
将所述脱色后的L-丙氨酸发酵液进行搅拌、沉淀处理，将所述经过搅拌、沉淀处理后的L-丙氨酸发酵液放入真空转鼓过滤设备中进行分离，获得絮凝澄清液；所述真空转鼓过滤设备中预涂层的材质为珍珠岩和硅藻土，真空压力为0.04兆帕；进料压力真空度为0.06兆帕；刮刀进刀距离为0.075厘米/分钟。得到490ml絮凝澄清液，其中菌体去除率为99.48％，蛋白质去除率为84.42％，残糖去除率为39.80％，透光度86％，L-丙氨酸损失率为1.88％；
将所述絮凝澄清液在温度为75℃下浓缩至澄清液中干物质含量为60％后，将温度降至20℃进行结晶；结晶结束后将结晶体与液体分离；加入去离子水进行洗晶，将获得的结晶体在温度为60℃下进行烘干既得所述L-丙氨酸。还可以将L-丙氨酸结晶母液和洗晶残留水重新进入絮凝、沉淀、活性炭脱色，浓缩干燥循环中，提高回收率。实施例2制得的成品质量73.6克，收率98％，产品质量符合国家标准。
实施例3
取500mlL加热至57℃的L-丙氨酸含量为20％的L-丙氨酸发酵液于干净干燥的烧杯中，向所述L-丙氨酸发酵液中加入25毫克浓度为11％的聚合氯化铝溶液边搅拌边加入，加入完毕搅拌5分钟后加入10毫克浓度为1.1％的壳聚糖溶液边搅拌边加入，加入完毕搅拌5分钟后加入10毫克浓度为0.1％的聚丙烯酰胺溶液，加入完毕搅拌5分钟并静置10分钟。向所述絮凝后的L-丙氨酸发酵液中加入300毫克活性炭进行脱色30分钟；
将所述脱色后的L-丙氨酸发酵液进行搅拌、沉淀处理，将所述经过搅拌、沉淀处理后的L-丙氨酸发酵液放入真空转鼓过滤设备中进行分离，获得絮凝澄清液；所述真空转鼓过滤设备中预涂层的材质为珍珠岩和硅藻土，真空压力为0.05兆帕；进料压力真空度为0.07兆帕；刮刀进刀距离为0.085厘米/分钟。得到475ml絮凝澄清液，其中菌体去除率为97.48％，蛋白质去除率为83.52％，残糖去除率为38.90％，透光度84％，L-丙氨酸损失率为1.98％；
将所述絮凝澄清液在温度为77℃下浓缩至澄清液中干物质含量为62％后，将温度降至20℃进行结晶；结晶结束后将结晶体与液体分离；加入去离子水进行洗晶，将获得的结晶体在温度为63℃下进行烘干既得所述L-丙氨酸。还可以将L-丙氨酸结晶母液和洗晶残留水重新进入絮凝、沉淀、活性炭脱色，浓缩干燥循环中，提高回收率。实施例3制得的成品质量71.6克，收率95.8％，产品质量符合国家标准。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。