一种以酶法结合膜技术生产l-色氨酸的方法
【技术领域】
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[0001]本发明属于氨基酸生产领域，尤其涉及一种酶法结合膜技术生产L-色氨酸的方法。
【背景技术】
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[0002]L-色氨酸是含有吲哚基的中性芳香族氨基酸，为白色或略带黄色叶片状结晶或粉末，是少数几个不能用发酵法生产的氨基酸之一，但它是人体和动物生命活动中必需的氨基酸，对人和动物的生长发育、新陈代谢起着重要的作用，被称为第二必需氨基酸，产品广泛应用于医药、食品和饲料等方面。在医药上，L-色氨酸是一种重要的氨基酸制剂，常与铁剂、维生素等合用，与VB6合用可改善抑郁症，防治粗皮病，作为失眠镇静剂配合L-多巴用于治疗帕金森氏病等，L-色氨酸在氨基酸输液制品中占有重要的地位；在食品方面，L-色氨酸可作为人的营养增补剂、孕妇营养补剂、乳幼儿特殊奶粉和抗氧化剂来使用；在饲料方面，由于L-色氨酸是一些植物蛋白中比较缺乏的氨基酸，用它做饲料添加剂对提高植物蛋白质的利用率具有重要的作用，它是继蛋氨酸和赖氨酸之后的第三大饲料添加氨基酸，作为饲料添加剂,对动物有促进采食、削弱应激反应、改善动物睡眠,还可以增加动物胎儿和幼仔的抗体、提高乳畜泌乳，降低日粮优质蛋白用量、节约饲料成本等作用。
[0003]本公司的前身新沂市汉菱生物工程有限公司吸收引进了微生物酶转化L-半胱氨酸合成L-色氨酸的新技术，已进行了试生产，并对L-色氨酸的生产装置和生产方法分别申请了实用新型专利和发明专利，经过几年的生产，公司又对生产工艺进行了革新，增加了过滤膜技术，变更了使用的原材料，革新了部分工艺，使生产的L-色氨酸具有纯度高、收率高、副产物少、精制操作容易的优点，是一种成本较低的生产L-色氨酸的工业化生产方法。本发明是一种以DL-盐酸半胱氨酸为原料通过以酶法结合膜技术生产转化制备L-色胺酸的生产方法，该方法具有使用通用设备、生产工艺简单、转化时间短、转化效率高、产品纯度闻等一系列优点。
【发明内容】
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[0004]本发明主要解决的问题是提供一种以酶法结合膜技术生产L-色氨酸的方法，该装置以发酵罐、第一过滤膜、化学反应釜、第二过滤膜、溶解罐、第三过滤膜、结晶釜、干燥机、粉碎机为设备，以浓缩色氨酸酶培养液、纯水、DL-盐酸半胱氨酸、吲哚、活性炭、氢氧化钠水溶液、盐酸、氨水为原料来生产L-色氨酸。
[0005]本发明采用的技术方案是:
[0006](I)将纯水、DL-盐酸半胱氨酸、吲哚送入化学反应釜中，其重量比为纯水:DL-盐酸半胱氨酸:吲哚=6-6.5: 2.5-3: 1，搅拌使DL-盐酸半胱氨酸、吲哚全部溶解后，使用循环恒温系统加热，使得料液温度保持在35°C -40°C之间；此时将发酵罐中的浓缩色氨酸酶培养液送入第一过滤膜过滤，得到的滤液通排出他用，滤渣送入化学反应釜中，添加量为釜中液体总重量的1%，搅拌反应10-12小时反应结束后，使用循环恒温系统加热料液至65°C，向釜中加入活性炭，添加量为釜中液体总重量的2%，搅拌脱色0.5-0.6小时后降温至常温后得到反应液。
[0007](2)将反应液送入第二过滤膜过滤，得到的滤液排出待用，滤渣送入溶解罐，向溶解罐中加入氢氧化钠水溶液，添加量为釜中滤渣总重量的10倍，搅拌将滤渣全部溶解得到固液混合物，然后将其送入第三过滤膜过滤，得到的滤渣送回化学反应釜继续反应，滤液送入结晶釜。
[0008](3)向结晶釜中加入氨水或盐酸调节釜中滤液的pH值至5.89，这时候有大量L-色氨酸结晶出现，搅拌0.5小时后结晶完毕，此时将废水排出，固体L-色氨酸送入干燥机在50-60°C的温度下干燥2.5-3小时，干燥后的L-色氨酸固体送入粉碎机粉碎为粉末后得到成品。
[0009]本发明的进一步技术方案是:
[0010]所述的发酵罐为I吨级不锈钢罐。
[0011]所述的化学反应釜为5吨陶瓷内胆釜。
[0012]所述的第一过滤膜、第二过滤膜、第三过滤膜为超滤膜。
[0013]步骤(I)所述的反应温度为37.5°C，搅拌反应时间为11小时。
[0014]本发明的有益效果是:提供了一种以酶法结合膜技术生产L-色氨酸的方法，该方法使用通用设备，生产效率高，转化时间短，尤其是增加了三级膜过滤，使产品的纯度大大提闻，可达99.9%,纯度的提闻使广品进入医药级，其销售价格较词料级可提闻2-3倍。
【具体实施方式】
[0015]实施例1
[0016]将纯水、DL-盐酸半胱氨酸、吲哚送入化学反应釜中，其重量比为纯水:DL-盐酸半胱氨酸:吲哚=6: 3: 1，搅拌使DL-盐酸半胱氨酸、吲哚全部溶解后，使用循环恒温系统加热，使得料液温度保持在35°C °C之间；此时将发酵罐中的浓缩色氨酸酶培养液送入第一过滤膜过滤，得到的滤液通排出他用，滤渣送入化学反应釜中，添加量为釜中液体总重量的I %，搅拌反应12小时反应结束后，使用循环恒温系统加热料液至65°C，向釜中加入活性炭，添加量为釜中液体总重量的2%，搅拌脱色0.5小时后降温至常温后得到反应液。将反应液送入第二过滤膜过滤，得到的滤液排出待用，滤渣送入溶解罐，向溶解罐中加入氢氧化钠水溶液，添加量为釜中滤渣总重量的10倍，搅拌将滤渣全部溶解得到固液混合物，然后将其送入第三过滤膜过滤，得到的滤渣送回化学反应釜继续反应，滤液送入结晶釜。向结晶釜中加入氨水或盐酸调节釜中滤液的pH值至5.89，这时候有大量L-色氨酸结晶出现，搅拌0.5小时后结晶完毕，此时将废水排出，固体L-色氨酸送入干燥机在50°C的温度下干燥3小时，干燥后的L-色氨酸固体送入粉碎机粉碎为粉末后得到成品。
[0017]实施例2
[0018]将纯水、DL-盐酸半胱氨酸、吲哚送入化学反应釜中，其重量比为纯水:DL-盐酸半胱氨酸:吲哚=6.25: 2.75: 1，搅拌使DL-盐酸半胱氨酸、吲哚全部溶解后，使用循环恒温系统加热，使得料液温度保持在37.5°C之间；此时将发酵罐中的浓缩色氨酸酶培养液送入第一过滤膜过滤，得到的滤液通排出他用，滤渣送入化学反应釜中，添加量为釜中液体总重量的I %，搅拌反应11小时反应结束后，使用循环恒温系统加热料液至65°C，向釜中加入活性炭，添加量为釜中液体总重量的2%，搅拌脱色0.55小时后降温至常温后得到反应液。将反应液送入第二过滤膜过滤，得到的滤液排出待用，滤渣送入溶解罐，向溶解罐中加入氢氧化钠水溶液，添加量为釜中滤渣总重量的10倍，搅拌将滤渣全部溶解得到固液混合物，然后将其送入第三过滤膜过滤，得到的滤渣送回化学反应釜继续反应，滤液送入结晶釜。向结晶釜中加入氨水或盐酸调节釜中滤液的pH值至5.89，这时候有大量L-色氨酸结晶出现，搅拌0.5小时后结晶完毕，此时将废水排出，固体L-色氨酸送入干燥机在55°C的温度下干燥2.75小时，干燥后的L-色氨酸固体送入粉碎机粉碎为粉末后得到成品。
[0019]实施例3
[0020]将纯水、DL-盐酸半胱氨酸、吲哚送入化学反应釜中，其重量比为纯水:DL-盐酸半胱氨酸:吲哚=6.5: 2.5: 1，搅拌使DL-盐酸半胱氨酸、吲哚全部溶解后，使用循环恒温系统加热，使得料液温度保持在40°C之间；此时将发酵罐中的浓缩色氨酸酶培养液送入第一过滤膜过滤，得到的滤液通排出他用，滤渣送入化学反应釜中，添加量为釜中液体总重量的I %，搅拌反应10小时反应结束后，使用循环恒温系统加热料液至65°C，向釜中加入活性炭，添加量为釜中液体总重量的2%，搅拌脱色0.6小时后降温至常温后得到反应液。将反应液送入第二过滤膜过滤，得到的滤液排出待用，滤渣送入溶解罐，向溶解罐中加入氢氧化钠水溶液，添加量为釜中滤渣总重量的10倍，搅拌将滤渣全部溶解得到固液混合物，然后将其送入第三过滤膜过滤，得到的滤渣送回化学反应釜继续反应，滤液送入结晶釜。向结晶釜中加入氨水或盐酸调节釜中滤液的pH值至5.89，这时候有大量L-色氨酸结晶出现，搅拌0.5小时后结晶完毕，此时将废水排出，固体L-色氨酸送入干燥机在60°C的温度下干燥
2.5小时,干燥后的L-色氨酸固体送入粉碎机粉碎为粉末后得到成品。
[0021]当然，本发明还有其它的实施方式，在不离开本发明的精神背景下所做的任何技术、原理和工艺的改进，均落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种以酶法结合膜技术生产L-色氨酸的方法，使用的原料包括:浓缩色氨酸酶培养液、纯水、DL-盐酸半胱氨酸粉剂、吲哚、活性炭、氢氧化钠水溶液、盐酸、氨水，其特征在于: (1)将纯水、DL-盐酸半胱氨酸、吲哚送入化学反应釜中，其重量比为纯水:DL-盐酸半胱氨酸:吲哚=6-6.5: 2.5-3: 1，搅拌使DL-盐酸半胱氨酸、吲哚全部溶解后，使用循环恒温系统加热，使得料液温度保持在35°C -40°C之间；此时将发酵罐中的浓缩色氨酸酶培养液送入第一过滤膜过滤，得到的滤液通排出他用，滤渣送入化学反应釜中，添加量为釜中液体总重量的1%，搅拌反应10-12小时反应结束后，使用循环恒温系统加热料液至65°C，向釜中加入活性炭，添加量为釜中液体总重量的2%，搅拌脱色0.5-0.6小时后降温至常温后得到反应液； (2)将反应液送入第二过滤膜过滤，得到的滤液排出待用，滤渣送入溶解罐，向溶解罐中加入氢氧化钠水溶液，添加量为釜中滤渣总重量的10倍，搅拌将滤渣全部溶解得到固液混合物，然后将其送入第三过滤膜过滤，得到的滤渣送回化学反应釜继续反应，滤液送入结晶釜； (3)向结晶釜中加入氨水或盐酸调节釜中滤液的pH值至5.89，这时候有大量L-色氨酸结晶出现，搅拌0.5小时后结晶完毕，此时将废水排出，固体L-色氨酸送入干燥机在50-60°C的温度下干燥2.5-3小时，干燥后的L-色氨酸固体送入粉碎机粉碎为粉末后得到成品。2.根据权利要求1所述的以酶法结合膜技术生产L-色氨酸的方法，其特征在于:所述的发酵罐为I吨级不锈钢罐。3.根据权利要求1所述的以酶法结合膜技术生产L-色氨酸的方法，其特征在于:所述的化学反应釜为5吨陶瓷内胆釜。4.根据权利要求1所述的以酶法结合膜技术生产L-色氨酸的方法，其特征在于:所述的第一过滤膜、第二过滤膜、第三过滤膜为超滤膜。5.根据权利要求1所述的以酶法结合膜技术生产L-色氨酸的方法，其特征在于:步骤(I)所述的反应温度为37.5°C，搅拌反应时间为11小时。
【专利摘要】本发明公开了一种以酶法结合膜技术生产L-色氨酸的方法，该方法属于氨基酸生产领域，该方法以发酵罐、第一过滤膜、化学反应釜、第二过滤膜、溶解罐、第三过滤膜、结晶釜、干燥机、粉碎机为设备，以浓缩色氨酸酶培养液、纯水、DL-盐酸半胱氨酸粉剂、吲哚、活性炭、氢氧化钠水溶液、盐酸、氨水为原料来生产L-色氨酸，该方法使用通用设备，生产效率高，转化时间短，尤其是增加了三级膜过滤，使产品的纯度大大提高，可达99.9％，纯度的提高使产品进入医药级，其销售价格较饲料级可提高2-3倍。
【IPC分类】C07D209/20, C12P13/22
【公开号】CN105624225
【申请号】CN201410631012
【发明人】陈士安, 沈江南
【申请人】江苏新汉菱生物工程股份有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年11月12日