本发明涉及到生物工程领域，特别涉及到一种l-异亮氨酸的制备方法。
背景技术：
：l-异亮氨酸（l-isoleucine）属于人体必需的八大氨基酸之一，是三支链氨基酸之一，氧化分解可释放较多的能量，代谢场所主要在肌肉，能强化肝功能、恢复肌肉疲劳，有促进胰岛素分泌和提高生长激素水平的作用。它不但是蛋白质的组成部分，而且它的多少直接影响到其它氨基酸发挥作用，影响蛋白质的利用率。目前异亮氨酸90%以上用于医药与食品工业。科学研究证明，在饮料中添加0.2%左右的异亮氨酸可以使蛋白质的利用率由原来的30%提高到50%，还可以促进人体发育、增加肌肉扩张率、增强抗病力。在食品工业上，异亮氨酸用于生产各种营养强化食品，和各种功能性饮料。这些食品对青少年身体素质的提高和智力的增强有着十分显著地作用。对于以谷物为主要食品的亚洲人种来说，由于异亮氨酸摄入量的缺乏，使得身体素质较之欧洲人种普遍要差。六十年代，日本政府针对国民身体素质差、个子矮小的状况，通过立法将异亮氨酸作为营养强化剂用于食品生产。二十年后这一决策取得了显著的效果。现在，日本新一代中、轻年人的身高和体质已经超过了中国。由于l-异亮氨酸的应用迅速展开，促进了对制备这种有旋光活性氨基酸的各种方法的研究。随着近二十年来不对称合成研究理论的日趋成熟，国内外对异亮氨酸不对称合成的研究非常活跃。l-异亮氨酸常用的制备方法主要有如下3种：1、发酵法发酵法就是利用微生物的代谢作用，生物合成并过量积累l异亮氨酸，包括添加前体物发酵法和直接发酵法两类。添加前体物发酵法又称微生物转化法。这种方法使用葡萄糖作为发酵碳源、能源，再添加特异的前体物质即在氨基酸生物合成途径中的一些合适中间代谢产物，以避免氨基酸生物合成途径中的反馈调节作用，经微生物作用将其有效转化为目的氨基酸。直接发酵法是借助于微生物具有合成自身所需氨基酸的能力，通过对特定微生物的诱变处理，选育出营养缺陷型及氨基酸结构类似物抗性突变株，以解除代谢调节中的反馈抑制和反馈阻遏，从而达到过量积累某种氨基酸的目的。目前，异亮氨酸产生菌大多由谷氨酸产生菌黄色短杆菌、谷氨酸棒杆菌、乳糖发酵短杆菌诱变选育而来。2、化学合成法化学合成法可以分为一般合成法及不对称合成法。一般合成由于合成的为dl-型氨基酸混合物，要得到具有旋光性氨基酸必须通过拆分得到；不对称合成法后法主要合成具旋光活性的l-型氨基酸，该法可以说是合成氨基酸最具前景的方法。目前化学合成法未能实现工业化生产。3、提取法将脱脂大豆用盐酸水解，除去难溶性氨基酸，用活性炭脱色吸附酪氨酸，然后用萃取法提取异亮氨酸溶出，经树脂分离得到l-异亮氨酸。该法生产的l-异亮氨酸产量收率低，生产操作复杂，产品质量难以保证，也不适合大规模工业化生产。上述三种l-异亮氨酸的制备方法在我国应用的均不是很成熟，未形成大规模的生产。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种l-异亮氨酸的制备方法。为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种l-异亮氨酸的制备方法，其特征在于：所述方法按下列步骤进行：1、沉淀反应：将温度为30-45℃的混合氨基酸母液输送到沉淀池中，开启搅拌，待搅拌均匀后，缓慢加入预先配制好的沉淀剂，沉淀剂按占母液体积的3-5%加入，并控制ph在2.0-2.5范围，持续搅拌7-8小时，经板框过滤，将异亮氨酸复盐与母液分离，得到异亮氨酸复盐；2、溶解脱色：向溶解釜内注入纯化水，开启搅拌，再加入步骤1中所获得的异亮氨酸复盐，纯化水和异亮氨酸复盐的加入比例为15-30:1，搅拌使纯化水和异亮氨酸复盐混合均匀，再按纯化水体积的0.5-1.5%加入活性炭脱色，继续搅拌1-2小时，完成脱色工作，溶解脱色结束后，料液经板框过滤，滤液再经滤芯过滤器过滤后，输送至异亮氨酸复盐料液储存桶中；3、树脂分离：将异亮氨酸复盐液注入阳离子交换树脂柱中，料液的流量控制在400l/h，对流出液用纸层析检测，当流出液中含有对乙基苯磺酸或对丙基苯磺酸流出时，开始收集流出液，进料2小时后，每隔一小时检查一次，收集过程中始终保持料液流量在400l/h，料液ph无变化，在收集到流出液达到4800-5200l后，每小时用纸层析检测一次，当有异亮氨酸流出时，停止上柱；4、压水冲洗：先用纯化水正洗阳离子交换树脂柱，纯化水的冲洗流速控制在8m³/h，冲洗2.5-3小时后，停止正洗，然后用同样的流速反洗阳离子交换树脂柱，冲洗1.5小时后，完成压水冲洗过程；5、分步洗脱：用质量百分比浓度为4%的氨水进行洗脱，氨水注入阳离子交换树脂柱的流速控制在5m³/h，用纸层析通过茚三酮显色判断收集l-异亮氨酸的起点及终点，当下柱流出液用纸层析检测出l-异亮氨酸质量百分比浓度大于1.5%时开始收集l-异亮氨酸，当下柱流出液中l-异亮氨酸质量百分比浓度小于1%时停止收集l-异亮氨酸；6、树脂柱的再生处理：在流出液收集完后，用质量百分比浓度为2.0-2.5%的稀碱水对阳离子交换树脂柱进行再生处理，当下柱流出液的ph达到14时，停止向树脂柱内进入稀碱液，封柱2小时，进行正反压水冲洗，当下柱流出液的ph达到7时，停止冲洗备用；7、真空浓缩：启动真空泵对浓缩反应釜抽真空，当浓缩反应釜内真空浓度高于0.08mpa，打开进料开关，料液通过精密过滤器过滤后吸入浓缩反应釜内，第一次进料料液量控制在500-1200l，打开冷却水和蒸汽阀门，开始真空浓缩，料液浓缩时，蒸汽压力控制在小于0.2mpa，真空度控制在0.08-0.1mpa之间，浓缩温度控制在55-65℃，每隔2小时记录一次，当浓缩反应釜内料液下降至浓缩釜容积的1/3时，再次开启进料阀门，将料液补充至浓缩反应釜容积的2/3，直至料液加完为止，当发现有大量的l-异亮氨酸析出时，停止真空浓缩；8、冷却析晶：将浓缩液转入冷却结晶釜中，开启循环冷却水阀门，启动搅拌，冷却时间为2-2.5小时，当冷却结晶釜内的料液温度降至25-28℃时，停止冷却；9、离心处理：将析出的晶体混合物放入离心机中，高速离心10分钟后，离心机由高速转为低速，然后用纯化水冲洗晶体，再高速离心30分钟，烘干后获得l-异亮氨酸粗品；10、粗品精制：将l-异亮氨酸粗品和纯化水按1:8进行混合，加入质量百分比浓度为30%的浓盐酸250l，开启搅拌，温度控制在45-50℃，待完全溶解后，加入10kg活性炭脱色，脱色时间为1小时，脱色后过滤，滤液用质量百分比浓度为4%的氨水中和，中和至ph到4.5后，离心、烘干后获得l-异亮氨酸产品。所述沉淀剂为对乙基苯磺酸或对丙基苯磺酸沉淀剂，其制备方法为：准确计量1200l的对乙基或丙基苯，放入3000l的搪瓷反应釜中，用蒸汽升温，温度控制在65-70℃，缓慢加入质量百分比浓度为98%的浓硫酸，边加入边搅拌，在2-3小时内添加完1200l的浓硫酸，在温度为85-95℃下，保温1小时，然后降温至25-40℃，制成沉淀剂。与现有技术相比，本发明的积极效果为：1、该方法的原材料充足，我公司每年胱氨酸的产量达5000t，产生了大量的含异亮氨酸的母液，为异亮氨酸的生产提供了充足的原材料；2、在该方法中分离、提取等工艺条件温和，生产过程容易控制，无高压、高温步骤，生产安全性高；3、使用该方法所产生的三废易于处理，从而能够避免对环境的危害；4、该方法的生产工艺稳定，提取收率高，每吨原料中可以提取到合格l-异亮氨酸25kg以上；5、使用该方法所生产的产品质量优，生产的产品符合氨基酸行业国际公认的质量标准aji92版标准；6、该方法所产生的生产成本低，具有很强的价格竞争优势。具体实施方式下面结合实施例进一步对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。实施例1以10m³母液为例1、制备沉淀剂：准确计量1200l的对乙基或丙基苯，放入3000l的搪瓷反应釜中，用蒸汽升温，并控制温度在65-70℃，然后缓慢加入质量百分比浓度为98%的浓硫酸，边加边搅拌，在2-3小时后内添加完1200l的浓硫酸，在温度为85-95℃下，保温1小时，然后降温至25-40℃，制成沉淀剂备用；2、沉淀反应：将10m³温度为30-45℃的混合氨基酸母液输送到沉淀池中，开启搅拌机械，待搅拌均匀后，按占母液体积的3%（0.3m³）缓慢加入预先配制好的沉淀剂，并控制ph在2.0范围，持续搅拌7小时，经板框过滤，将异亮氨酸复盐与母液分离，得到异亮氨酸复盐；3、溶解脱色：向溶解釜内注入1500l纯化水，开启搅拌设备，再加入100kg异亮氨酸复盐到溶解釜内，搅拌使纯化水和异亮氨酸复盐混合均匀，再加入5kg活性炭脱色，继续搅拌1小时，完成脱色工作，溶解脱色结束后，料液经板框过滤，滤液再经滤芯过滤器过滤后，输送至异亮氨酸复盐料液储存桶中；4、树脂分离：将异亮氨酸复盐液注入强酸性苯乙烯阳离子交换树脂柱中，料液的流量控制在400l/h，对流出液用纸层析检测，当流出液中含有对乙基苯磺酸或对丙基苯磺酸流出时，开始收集流出液，进料2小时后，每隔一小时检查一次，收集过程中始终保持料液流量在400l/h，料液ph无变化，在收集到流出液达到4800-5200l后，每小时用纸层析检测一次，当有异亮氨酸流出时，停止上柱；5、压水冲洗：先用纯化水正洗阳离子交换树脂柱，纯化水的冲洗流速控制在8m³/h，冲洗2.5-3小时后，停止正洗，然后用同样的流速反洗阳离子交换树脂柱，冲洗1.5小时后，完成压水冲洗过程；6、分步洗脱：用质量百分比浓度为4%的氨水进行洗脱，氨水注入阳离子交换树脂柱的流速控制在5m³/h，用纸层析通过茚三酮显色判断收集l-异亮氨酸的起点及终点，当下柱流出液用纸层析检测出l-异亮氨酸质量百分比浓度大于1.5%时开始收集l-异亮氨酸，当下柱流出液中l-异亮氨酸质量百分比浓度小于1%时停止收集l-异亮氨酸；7、树脂柱的再生处理：在流出液收集完后，用质量百分比浓度为2.0-2.5%的稀碱水对阳离子交换树脂柱进行再生处理，当下柱流出液的ph达到14时，停止向树脂柱内进入稀碱液，封柱2小时，进行正反压水冲洗，当下柱流出液的ph达到7时，停止冲洗备用；8、真空浓缩：启动真空泵对浓缩反应釜抽真空，当浓缩反应釜内真空浓度高于0.08mpa，打开进料开关，料液通过精密过滤器过滤后吸入浓缩反应釜内，第一次进料料液量控制在500l，打开冷却水和蒸汽阀门，开始真空浓缩，料液浓缩时，蒸汽压力控制在小于0.2mpa，真空度控制在0.08-0.1mpa之间，浓缩温度控制在55℃，每隔2小时记录一次，当浓缩反应釜内料液下降至浓缩釜容积的1/3时，再次开启进料阀门，将料液补充至浓缩反应釜容积的2/3，直至料液加完为止，当发现有大量的l-异亮氨酸析出时，停止真空浓缩；9、冷却析晶：将浓缩液转入冷却结晶釜中，开启循环冷却水阀门，启动搅拌，冷却时间为2-2.5小时，当冷却结晶釜内的料液温度降至25-28℃时，停止冷却；10、离心处理：将析出的晶体混合物放入离心机中，高速离心10分钟后，离心机由高速转为低速，然后用纯化水冲洗晶体，再高速离心30分钟，烘干后获得l-异亮氨酸粗品；11、粗品精制：将l-异亮氨酸粗品和纯化水按1:8进行混合，加入质量百分比浓度为30%的浓盐酸250l，开启搅拌，温度控制在45-50℃，待完全溶解后，加入10kg活性炭脱色，脱色时间为1小时，脱色后过滤，滤液用质量百分比浓度为4%的氨水中和，中和至ph到4.5后，离心、烘干后获得l-异亮氨酸产品。实施例2以10m³母液为例1、制备沉淀剂：准确计量1200l的对乙基或丙基苯，放入3000l的搪瓷反应釜中，用蒸汽升温，并控制温度在65-70℃，然后缓慢加入质量百分比浓度为98%的浓硫酸，边加边搅拌，在2-3小时后内添加完1200l的浓硫酸，在温度为85-95℃下，保温1小时，然后降温至25-40℃，制成沉淀剂备用；2、沉淀反应：将10m³温度为30-45℃的混合氨基酸母液输送到沉淀池中，开启搅拌机械，待搅拌均匀后，按占母液体积的4%（0.4m³）缓慢加入预先配制好的沉淀剂，并控制ph在2.5范围，持续搅拌7.5小时，经板框过滤，将异亮氨酸复盐与母液分离，得到异亮氨酸复盐；3、溶解脱色：向溶解釜内注入2000l纯化水，开启搅拌设备，再加入100kg异亮氨酸复盐到溶解釜内，搅拌使纯化水和异亮氨酸复盐混合均匀，再加入10kg活性炭脱色，继续搅拌1.5小时，完成脱色工作，溶解脱色结束后，料液经板框过滤，滤液再经滤芯过滤器过滤后，输送至异亮氨酸复盐料液储存桶中；4、树脂分离：将异亮氨酸复盐液注入强酸性苯乙烯阳离子交换树脂柱中，料液的流量控制在400l/h，对流出液用纸层析检测，当流出液中含有对乙基苯磺酸或对丙基苯磺酸流出时，开始收集流出液，进料2小时后，每隔一小时检查一次，收集过程中始终保持料液流量在400l/h，料液ph无变化，在收集到流出液达到4800-5200l后，每小时用纸层析检测一次，当有异亮氨酸流出时，停止上柱；5、压水冲洗：先用纯化水正洗阳离子交换树脂柱，纯化水的冲洗流速控制在8m³/h，冲洗2.5-3小时后，停止正洗，然后用同样的流速反洗阳离子交换树脂柱，冲洗1.5小时后，完成压水冲洗过程；6、分步洗脱：用质量百分比浓度为4%的氨水进行洗脱，氨水注入阳离子交换树脂柱的流速控制在5m³/h，用纸层析通过茚三酮显色判断收集l-异亮氨酸的起点及终点，当下柱流出液用纸层析检测出l-异亮氨酸质量百分比浓度大于1.5%时开始收集l-异亮氨酸，当下柱流出液中l-异亮氨酸质量百分比浓度小于1%时停止收集l-异亮氨酸；7、树脂柱的再生处理：在流出液收集完后，用质量百分比浓度为2.0-2.5%的稀碱水对阳离子交换树脂柱进行再生处理，当下柱流出液的ph达到14时，停止向树脂柱内进入稀碱液，封柱2小时，进行正反压水冲洗，当下柱流出液的ph达到7时，停止冲洗备用；8、真空浓缩：启动真空泵对浓缩反应釜抽真空，当浓缩反应釜内真空浓度高于0.08mpa，打开进料开关，料液通过精密过滤器过滤后吸入浓缩反应釜内，第一次进料料液量控制在800l，打开冷却水和蒸汽阀门，开始真空浓缩，料液浓缩时，蒸汽压力控制在小于0.2mpa，真空度控制在0.08-0.1mpa之间，浓缩温度控制在60℃，每隔2小时记录一次，当浓缩反应釜内料液下降至浓缩釜容积的1/3时，再次开启进料阀门，将料液补充至浓缩反应釜容积的2/3，直至料液加完为止，当发现有大量的l-异亮氨酸析出时，停止真空浓缩；9、冷却析晶：将浓缩液转入冷却结晶釜中，开启循环冷却水阀门，启动搅拌，冷却时间为2-2.5小时，当冷却结晶釜内的料液温度降至25-28℃时，停止冷却；10、离心处理：将析出的晶体混合物放入离心机中，高速离心10分钟后，离心机由高速转为低速，然后用纯化水冲洗晶体，再高速离心30分钟，烘干后获得l-异亮氨酸粗品；11、粗品精制：将l-异亮氨酸粗品和纯化水按1:8进行混合，加入质量百分比浓度为30%的浓盐酸250l，开启搅拌，温度控制在45-50℃，待完全溶解后，加入10kg活性炭脱色，脱色时间为1小时，脱色后过滤，滤液用质量百分比浓度为4%的氨水中和，中和至ph到4.5后，离心、烘干后获得l-异亮氨酸产品。实施例3以10m³母液为例1、制备沉淀剂：准确计量1200l的对乙基或丙基苯，放入3000l的搪瓷反应釜中，用蒸汽升温，并控制温度在65-70℃，然后缓慢加入质量百分比浓度为98%的浓硫酸，边加边搅拌，在2-3小时后内添加完1200l的浓硫酸，在温度为85-95℃下，保温1小时，然后降温至25-40℃，制成沉淀剂备用；2、沉淀反应：将10m³温度为30-45℃的混合氨基酸母液输送到沉淀池中，开启搅拌机械，待搅拌均匀后，按占母液体积的5%（0.5m³）缓慢加入预先配制好的沉淀剂，并控制ph在2.5范围，持续搅拌8小时，经板框过滤，将异亮氨酸复盐与母液分离，得到异亮氨酸复盐；3、溶解脱色：向溶解釜内注入3000l纯化水，开启搅拌设备，再加入100kg异亮氨酸复盐到溶解釜内，搅拌使纯化水和异亮氨酸复盐混合均匀，再加入15kg活性炭脱色，继续搅拌2小时，完成脱色工作，溶解脱色结束后，料液经板框过滤，滤液再经滤芯过滤器过滤后，输送至异亮氨酸复盐料液储存桶中；4、树脂分离：将异亮氨酸复盐液注入强酸性苯乙烯阳离子交换树脂柱中，料液的流量控制在400l/h，对流出液用纸层析检测，当流出液中含有对乙基苯磺酸或对丙基苯磺酸流出时，开始收集流出液，进料2小时后，每隔一小时检查一次，收集过程中始终保持料液流量在400l/h，料液ph无变化，在收集到流出液达到4800-5200l后，每小时用纸层析检测一次，当有异亮氨酸流出时，停止上柱；5、压水冲洗：先用纯化水正洗阳离子交换树脂柱，纯化水的冲洗流速控制在8m³/h，冲洗2.5-3小时后，停止正洗，然后用同样的流速反洗阳离子交换树脂柱，冲洗1.5小时后，完成压水冲洗过程；6、分步洗脱：用质量百分比浓度为4%的氨水进行洗脱，氨水注入阳离子交换树脂柱的流速控制在5m³/h，用纸层析通过茚三酮显色判断收集l-异亮氨酸的起点及终点，当下柱流出液用纸层析检测出l-异亮氨酸质量百分比浓度大于1.5%时开始收集l-异亮氨酸，当下柱流出液中l-异亮氨酸质量百分比浓度小于1%时停止收集l-异亮氨酸；7、树脂柱的再生处理：在流出液收集完后，用质量百分比浓度为2.0-2.5%的稀碱水对阳离子交换树脂柱进行再生处理，当下柱流出液的ph达到14时，停止向树脂柱内进入稀碱液，封柱2小时，进行正反压水冲洗，当下柱流出液的ph达到7时，停止冲洗备用；8、真空浓缩：启动真空泵对浓缩反应釜抽真空，当浓缩反应釜内真空浓度高于0.08mpa，打开进料开关，料液通过精密过滤器过滤后吸入浓缩反应釜内，第一次进料料液量控制在1200l，打开冷却水和蒸汽阀门，开始真空浓缩，料液浓缩时，蒸汽压力控制在小于0.2mpa，真空度控制在0.08-0.1mpa之间，浓缩温度控制在65℃，每隔2小时记录一次，当浓缩反应釜内料液下降至浓缩釜容积的1/3时，再次开启进料阀门，将料液补充至浓缩反应釜容积的2/3，直至料液加完为止，当发现有大量的l-异亮氨酸析出时，停止真空浓缩；9、冷却析晶：将浓缩液转入冷却结晶釜中，开启循环冷却水阀门，启动搅拌，冷却时间为2-2.5小时，当冷却结晶釜内的料液温度降至25-28℃时，停止冷却；10、离心处理：将析出的晶体混合物放入离心机中，高速离心10分钟后，离心机由高速转为低速，然后用纯化水冲洗晶体，再高速离心30分钟，烘干后获得l-异亮氨酸粗品；11、粗品精制：将l-异亮氨酸粗品和纯化水按1:8进行混合，加入质量百分比浓度为30%的浓盐酸250l，开启搅拌，温度控制在45-50℃，待完全溶解后，加入10kg活性炭脱色，脱色时间为1小时，脱色后过滤，滤液用质量百分比浓度为4%的氨水中和，中和至ph到4.5后，离心、烘干后获得l-异亮氨酸产品。实例检测结果产品质量如下表:项目质量标准产品质量比旋度[а]d20+38.9~+41.8°40.2°透光率≥98.0%99.2%cl-≤0.020%≤0.020%nh4+≤0.02%≤0.02%so42-≤0.020%≤0.020%fe≤10ppm≤10ppmpb≤10ppm≤10ppmas2o3≤1ppm≤1ppm干燥失重≤0.20%0.10%含量99.0~100.5%99.8%ph值5.5~6.55.8产品质量符合日本aji92标准。本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书（包括权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。以上所述仅是本发明的非限定实施方式，还可以衍生出大量的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进的实施例，这些都属于本发明的保护范围。当前第1页12