一种用于L‑亮氨酸产品生产的生产系统的制作方法

本实用新型涉及生物原料制备技术等领域，具体的说，是一种用于L-亮氨酸产品生产的生产系统。

背景技术：

L-亮氨酸，又称白氨酸，化学名为α一氨基异己酸，1819年Proust首先从奶酪中分离得到。后来，Braconnot从肌肉与羊毛的酸水解物中得到其结晶，并定名为亮氨酸。L-亮氨酸是常见十八种氨基酸中的一种，也是人体八种必需氨基酸之一，另外由于L-亮氨酸和L-异亮氨酸、L-撷氨酸的分子结构中都含有一个甲基侧链而被称为支链氨基酸(Branched chain amina acids, BCAA)。

中文名称:L-亮氨酸；

中文别名:L-白氨酸；L-2-氨基-4-甲基戊酸；

英文名称:L-Leucine；

英文别名:(S)-2-Amino-4-methylpentanoic acid; L-Leucine 99+ %; H-Leu-OH; L-Leu; L(+)LEUCINE；

CAS:61-90-5；

EINECS:200-522-0；

分子式:C6H13NO2；

分子量:131.17。

L-亮氨酸分子式为C6H1302N，相对分子量131.18；

L-亮氨酸为白色结晶或结晶粉末，是一种非极性氨基酸，味微苦，溶于水，20℃、25℃时溶解度分别为23. 7g/L和24. 26g/L，乙酸(10.9g/L)、稀盐酸、碱溶液及碳酸盐溶液，微溶于醇( 0. 72g/L )，不溶于醚，加热到145~148℃时升华，293-295℃时分解，比重1. 29(180C)，比旋光度[a ] D20为+14. 5+16. 0°(6mo1/L Hcl，C=1)，等电点5. 98。

氨基酸的制造是从1820年水解蛋白质开始的。其提取顺序是是L-胱氨酸，L-组氨酸，L-亮氨酸，L-精氨酸，1908年日本人Ikeda发现谷氨酸钠是鲜味的强化剂，开始了工业化生产氨基酸的历史。1957年日本开始运用微生物进行谷氨酸发酵生产，从此揭开了微生物发酵方法生产氨基酸的历史新篇章。20世纪六十年代左右，关于L一亮氨酸生物合成以及其代谢调节机制相继阐明。这为微生物发酵法生产L一亮氨酸定向育种及酶法生产L-亮氨酸提供了理论基础。

L-亮氨酸的生产方法主要有提取法、化学合成法、酶催化法、微生物发酵法等。

提取法(蛋白水解法)：氨基酸是蛋白质的组成单位，在酸性条件下，将L-亮氨酸含量较高的蛋白质水解，得到各种氨基酸的混合物，经分离、纯化、精致等工序获得L-亮氨酸产品。

化学合成法:亮氨酸化学合成法有A . Strecker。一卤代酸氨解、相转移催化等几种方法。虽然化学合成法原理简单，价格低廉，但操作复杂，反应条件苛刻，产物多，产率不高，并且有的方法涉及到有毒物质。化学合成法得到亮氨酸是消旋的DL-亮氨酸，为了得到L一亮氨酸，必须进行光学异构体的拆分。

酶催化法生产L-亮氨酸通常是利用转氨酶转氨给。一酮基异己酸生成L-亮氨酸。将相关的酶和NADH共价结合在膜上，让底物缓缓地经过膜而进行酶催化反应生成L-亮氨酸。如1981是否能够被解除和解除的效果。获得积累目的产物的突变株最有一效的方法是通过基因突变解除微生物的正常代谢控制。获得突变株常用的几种方法如下:选育营养缺陷型菌株，切断或改变平行代谢途径；选育抗结构类似物突变株解除反馈抑制和阻遏；选育细胞膜通透性突变株，使目的产物分泌到细胞外，使细胞内终产物的浓度达不到引起反馈调节的浓度；应用基因工程、代谢工程的手段有目的改造微生物菌株，使其高浓度合成目的产物。

天然品存在于脾脏、心脏等中，并以蛋白质的形式存在于各种动植物组织中，腐败分解后可游离而出。

L-亮氨酸的用途：营养增补剂。一般多用于面包、面类制品。配制氨基酸输液及综合氨基酸制剂，降血糖剂，植物生长促进剂。

可用作香料，可改善食品风味。

质量标准：FCC；

项目标准:

旋光+14.5～+16.5°；

含量 98.5～101.5%；

重金属（以Pb计） ≤0.002%；

铅 ≤10mg/kg；

干燥失重 ≤0.2%；

氯化物≤0.1%；

功用：属于必需氨基酸，成人男子需要量2.2g/d。为婴幼儿正常生长及成人维持正常氮平衡所必需。

限量：1.占食品中总蛋白质量的6.4%。

L-亮氨酸的特性：

白色有光泽六面体结晶或白色结晶性粉末。略有苦味。于145~148℃升华。熔点293~295℃（分解）。在烃类存在下，在无机酸水溶液中性能稳定。每克溶于40ml水和约100ml醋酸。微溶于乙醇，溶于稀盐酸和碱性氢氧化物和碳酸盐溶液。不溶于乙醚。

L-亮氨酸属必需氨基酸，成年男子需要量2.2g/d，为婴儿正常生长及成人维持正常氮平衡所必需。该品作为营养增补剂，配制氨基酸输液及综合氨基酸制剂，降血糖剂，植物生长促进剂。按我国GB 2760-86规定，该品可用作香料。

作为氨基酸输液及综合氨基酸制剂。用于幼儿特发性高血糖的诊断和治疗。并适用于糖代谢失调、伴有胆汁分泌减少的肝病、贫血、中毒、肌萎缩症、脊髓灰质炎后遗症、神经炎及精神病。

生产安全高品质的食品是确保消费者健康和成功的国内国际贸易的先决条件，并且是国家农业资源可持续发展的关键。美国食品和药物管理局(U.S. FDA)长期以来一直担心中国出口的食品(U.S. FDA, 2007)。他们认为尽管可以看到中国的产品质量的一些进步，但是仍然有一些中国公司继续向美国出口不合格食品。美国报业公会（Ang，2009）在美国食品和农业进口法规和标准(FAIRS)报告中指出：在加工产品的销售中最大的问题和最持久的就是食品和药品掺杂和假冒的问题。

L-亮氨酸是一种人类无法自然合成，必须从饮食或补充剂中获得的必需氨基酸(Leuchtenberger et al., 2005; Parr, 2011)。根据Mawatari等人的观点(2004)，L-亮氨酸是膳食补充剂中最受欢迎的成分之一。食物含有的自然形成的主要完整的蛋白质被认为是一种重要的膳食蛋白质来源，L-亮氨酸可以用作一种特殊的饮食和营养添加剂，旨在提高食品中总蛋白质的生物质量(U.S. FDA, 2009)。

L-亮氨酸作为营养补充剂、膳食补充剂、保健食品添加剂、运动营养、运动补剂、健身补剂和医药原料而被广泛应用(Mawatari et al., 2004; U.S. FDA, 2009; Renee, 2011)。它可以由植物源获得，比如谷物、黑豆、大豆、扁豆和花生，也可以由动物源获得，包括但不仅限于家禽、虾、羊肉和牛肉(Chew, 2009; Amerman, 2010; Shifko, 2010; Marchini, 2012)。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于L-亮氨酸产品生产的生产系统，利用分层结构的生产厂房进行生产线的搭建，结合无菌生产区进行L-亮氨酸产品的无菌生产，避免病菌对L-亮氨酸产品的污染，采用双层无菌生产结构，将L-亮氨酸产品的主要生产节点进行分层设计，从而在提高生产效率的同时，使得病菌隔离效果更加显著。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种用于L-亮氨酸产品生产的生产系统，包括生产厂房，在所述生产厂房内设置有生产线，所述生产厂房包括至下而上设置的第一生产区、第一无菌生产区、第二无菌生产区、质检包装生产区及屋顶，且屋顶采用人字形屋顶。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述生产线内设置有依次连接的原材料初处理系统、第一无菌生产系统、第二无菌生产系统及质检系统，原材料初处理系统设置在第一生产区内，第一无菌生产系统设置在第一无菌生产区，第二无菌生产系统设置在第二无菌生产区内，质检系统设置在质检包装生产区内。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述原材料初处理系统内设置有选料系统、分料系统及粉碎系统，所述选料系统连接分料系统，所述分料系统连接粉碎系统，所述粉碎系统连接第一无菌生产系统。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述第一无菌生产系统内设置有浓缩系统、一次中和系统和氨解系统，所述粉碎系统连接浓缩系统，所述浓缩系统连接一次中和系统，所述一次中和系统连接氨解系统，所述氨解系统连接第二无菌生产系统。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述第二无菌生产系统内设置有脱色系统、二次中和系统及精制系统，所述氨解系统连接脱色系统，所述脱色系统连接二次中和系统，所述二次中和系统连接精制系统，所述精制系统连接质检系统。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述质检包装生产区内还设置有与质检系统相连接的包装系统。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述生产系统内还设置有运输系统，所述运输系统连接包装系统。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型利用分层结构的生产厂房进行生产线的搭建，结合无菌生产区进行L-亮氨酸产品的无菌生产，避免病菌对L-亮氨酸产品的污染，采用双层无菌生产结构，将L-亮氨酸产品的主要生产节点进行分层设计，从而在提高生产效率的同时，使得病菌隔离效果更加显著。

附图说明

图1为本实用新型所述生产厂房的结构示意图。

图2为本实用新型所述生产线结构示意图。

其中，1-第一生产区，2-第一无菌生产区，3-第二无菌生产区，4-质检包装生产区，5-屋顶。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

一种用于L-亮氨酸产品生产的生产系统，利用分层结构的生产厂房进行生产线的搭建，结合无菌生产区进行L-亮氨酸产品的无菌生产，避免病菌对L-亮氨酸产品的污染，采用双层无菌生产结构，将L-亮氨酸产品的主要生产节点进行分层设计，从而在提高生产效率的同时，使得病菌隔离效果更加显著，如图1、图2所示，特别设置成下述结构：包括生产厂房，在所述生产厂房内设置有生产线，所述生产厂房包括至下而上设置的第一生产区1、第一无菌生产区2、第二无菌生产区3、质检包装生产区4及屋顶5，且屋顶5采用人字形屋顶。

在设置使用时，将生产厂房采用环保材料隔开分别形成第一生产区1、第一无菌生产区2、第二无菌生产区3、质检包装生产区4，并在质检包装生产区4的上方修建屋顶5，使得屋顶5呈人字形结构，并且将生产线放置在生产厂房内的相应生产区域内，从而达到无菌化生产。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实用新型，如图1、图2所示，特别采用下述设置结构：所述生产线内设置有依次连接的原材料初处理系统、第一无菌生产系统、第二无菌生产系统及质检系统，原材料初处理系统设置在第一生产区1内，第一无菌生产系统设置在第一无菌生产区2，第二无菌生产系统设置在第二无菌生产区3内，质检系统设置在质检包装生产区4内。

在设计使用时，在生产线上设置有用于进行原材料初处理的原材料初处理系统（选料、分料、粉碎等处理）；用于进行前期无菌生产的第一无菌生产系统（浓缩、一次中和、氨解处理）；用于进行后期无菌生产的第二无菌生产系统（脱色、二次中和及精制生产处理）；用于进行产品质量检验的质检系统。

实施例3：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实用新型，如图1、图2所示，特别采用下述设置结构：在所述原材料初处理系统内设置有选料系统、分料系统及粉碎系统，所述选料系统连接分料系统，所述分料系统连接粉碎系统，所述粉碎系统连接第一无菌生产系统；所述选料系统用于将毛料进行前期分选，剔除不能制备L-亮氨酸的毛料；所述分料系统用于将经过前期分选后的原材料按植物源和动物源的方式进行分类，并进一步根据不同的植物源和动物源进行精确分类；所述粉碎系统将经过精确分类后的材料源进行粉碎后制备一次母液以备后期无菌化生产使用。

实施例4：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实用新型，如图1、图2所示，特别采用下述设置结构：在所述第一无菌生产系统内设置有浓缩系统、一次中和系统和氨解系统，所述粉碎系统连接浓缩系统，所述浓缩系统连接一次中和系统，所述一次中和系统连接氨解系统，所述氨解系统连接第二无菌生产系统；所述浓缩系统，将一次母液通入浓缩罐内，通入蒸汽，温度120度，气压-0.09Mpa，浓缩时间6h，结晶，得结晶液，以备送入一次中和系统；结晶液进入一次中和系统的一次中和罐，通入硫酸，纯水，温度80~85℃，中和时间4~5h，过滤后得到一次滤液（回收利用）和一次滤渣；一次滤渣进入氨解系统的氨解罐，通入氨水，纯水，蒸汽，温度80~85℃，氨解时间2~3h，过滤，得二次滤液（回收利用）和二次滤渣（输送至第二无菌生产系统）。

实施例5：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实用新型，如图1、图2所示，特别采用下述设置结构：所述第二无菌生产系统内设置有脱色系统、二次中和系统及精制系统，所述氨解系统连接脱色系统，所述脱色系统连接二次中和系统，所述二次中和系统连接精制系统，所述精制系统连接质检系统；二次滤渣进入脱色系统的脱色罐，通（投）入蒸汽，纯水，活性炭，温度80~90℃，脱色时间2~2.5h，过滤，得三次滤渣（回收利用）和三次滤液；三次滤液进入二次中和系统的二次中和罐，通入氨水，蒸汽，温度80℃，中和时间3~4h，过滤，得四次滤液（回收利用）和四次滤渣（L-亮氨酸粗品）；所述精制系统将四次滤渣用蒸馏水冲洗并离心甩干，送入精制系统内的烘干机，通入蒸汽烘干，烘干温度100，烘干时间3H，得L-亮氨酸产品；而后将L-亮氨酸产品输送至质检系统内进行质检，合格产品输送至后级，不合格产品则废弃。

实施例6：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实用新型，如图1、图2所示，特别采用下述设置结构：在所述质检包装生产区4内还设置有与质检系统相连接的包装系统；质检合格后的L-亮氨酸产品被输送至包装系统内进行包装。

实施例7：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实用新型，如图1、图2所示，特别采用下述设置结构：在所述生产系统内还设置有运输系统，所述运输系统连接包装系统，包装好后的L-亮氨酸产品将通过输送系统输出以备上市。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。