一种利用色谱技术提取L-瓜氨酸的方法与流程

文档序号:34181017发布日期:2023-05-17 08:53阅读:108来源:国知局

本发明属于生物工程,具体涉及一种利用色谱技术提取l-瓜氨酸的方法。


背景技术:

1、l-瓜氨酸(l-citrulline)是一种非蛋白质a-氨基酸,又名氨基甲酰鸟氨酸,其纯品为白色结晶,呈柱状,其分子式为c6h13n3o3,分子质量为175.19,能溶于水,微溶于乙醇和乙醚,其熔点为222ºc,等电点为5.92,比旋光度为[α]d25=21.0。

2、l-瓜氨酸是一种重要的非必需氨基酸,是尿素循环过程中的重要中间体,具有很多重要的生理功能如清除自由基、异体排斥效应指示剂、血管舒张作用、稳定血压以及诊断类风湿关节炎、抗氧化等;此外,它还有着非常显著的恢复精力和提高人体免疫力的作用。近年来l-瓜氨酸在食品、化妆品和药物等领域越来越来受到重视,具有广泛的开发应用前景。

3、l-瓜氨酸的生产方法目前主要有化学合成法,酶法,提取法和发酵法。

4、化学合成法生产瓜氨酸是在碱性条件下水解精氨酸得到瓜氨酸,生产过程难以准确控制,产物中含有d-瓜氨酸,影响产品纯度,并且污染环境。酶法合成瓜氨酸的优点是产物浓度高,纯化步骤少,但其缺点是很难满足工业生产的要求,原因是精氨酸脱亚氨基酶的活性较低,转化率较低,同时会产生杂酶,影响瓜氨酸的生产。提取法是指从富含有瓜氨酸的天然产物中分离提纯瓜氨酸,瓜氨酸在天然产物中的含量极其有限,生产规模小,分离纯化工艺复杂繁琐,产品收率低,成本高,经济收益低等缺陷使得提取法受到了很大的限制。

5、目前,l-瓜氨酸的生产方法主要是发酵法,发酵法生产l-瓜氨酸得以工业化生产还依赖于l-瓜氨酸分离提取技术,目前国内外l-瓜氨酸的分离提取几乎都采用以离子交换柱分离法,此法虽然可以进行大规模制备,但是产品成本高,且交换树脂用量庞大,洗脱和再生酸碱消耗太多,造成严重的环境污染,另外l-瓜氨酸在强碱和强酸环境容易导致收率低,纯度不高。


技术实现思路

1、为解决l-瓜氨酸提取工艺存在的问题,本发明提供了一种收率高,成本低,节能降耗的高效率l-瓜氨酸提取新工艺。

2、本发明是通过如下技术方案来实现的。

3、一种利用色谱技术提取l-瓜氨酸的方法,其包括如下步骤:(1)陶瓷膜过滤;(2)活性炭脱色;(3)脱色膜脱色;(4)色谱分离;(5)蒸发浓缩;(6)结晶;(7)离心干燥。

4、进一步地,所述方法包括如下步骤 :

5、步骤1)陶瓷膜过滤:将l-瓜氨酸发酵液调ph至3.0-5.0,经陶瓷膜过滤,除去菌体、大分子蛋白和其他颗粒杂质,收集陶瓷膜清液;

6、步骤2)活性炭脱色:将步骤1)所得陶瓷膜清液打往脱色罐,加入活性炭脱色,过滤,收集脱色液;

7、步骤3)脱色膜脱色:将步骤2)所得脱色液打往脱色膜中进行二次脱色处理,收集脱色清液;

8、步骤4)色谱分离:将步骤3)所得脱色清液经蒸发浓缩后加入弱酸阳离子树脂色谱柱进行吸附,收集l-瓜氨酸水溶液;

9、步骤5)蒸发浓缩:将步骤4)收集的l-瓜氨酸水溶液进行四效蒸发浓缩,当蒸发浓缩至浓度为400-600g/l,出现轻微结晶后打往双效进行浓缩,收集浓缩液;

10、步骤6)结晶:将步骤5)收集的浓缩液进行结晶,得到析出l-瓜氨酸晶体的溶液;

11、步骤7)离心干燥:将步骤6)所得析出晶体的溶液打往离心机进行离心处理,将离心所得l-瓜氨酸湿品进行真空干燥,得l-瓜氨酸成品。

12、优选地,所述步骤 1)中,调ph为3.5-4.5。

13、优选地,所述陶瓷膜孔径大小为50nm,过膜温度控制在60-65℃,进膜操作压力控制在0.4-0.5mpa。

14、优选地,所述脱色参数为:加入0.3-0.6%的活性炭,脱色时间为30-50min,脱色温度为50-70℃。

15、优选地,所述结晶工艺为:4℃条件下冷却结晶8-12h。

16、优选地,所述脱色膜的进膜压力0 .9mpa,出膜压力0 .8mpa,料液流速控制在120ml/min。

17、优选地,所述弱酸阳树脂型号为:pk-3211na,上柱流速为2-5m3/h,ph为5.0-6.0,上柱及洗脱柱温度控制在40℃左右。

18、优选地,所述蒸发浓缩的温度控制在60-85℃。

19、优选地,所述步骤7)中,分离时间控制在20-60min,真空干燥的温度控制在120-145℃。

20、本发明的技术方案具有以下突出优点及独特性:

21、1、本发明采用色谱分离技术分离l-瓜氨酸发酵液,得到l-瓜氨酸产品。与传统的离子交换柱分离法相比收率提高,且分离得到的l-瓜氨酸纯度更高,可达到99%以上。

22、2、本发明采用树脂对l-瓜氨酸与蛋白质、糖、色素、无机盐等杂质的吸附性不同,基本实现l-瓜氨酸、蛋白质、糖、色素、无机盐等杂质的完全分离。

23、3、本发明生产过程全自动化,劳动强度低,节约成本。

24、4、本发明生产过程中不产生离子交换,可以将发酵废液制成菌体蛋白饲料和有机无机复混肥,全过程没有污染产生,绿色环保。



技术特征:

1.一种利用色谱技术提取l-瓜氨酸的方法,其包括如下步骤:(1)陶瓷膜过滤;(2)活性炭脱色;(3)脱色膜脱色;(4)色谱分离;(5)蒸发浓缩;(6)结晶;(7)离心干燥。

2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤 :

3. 根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤 1)中,调ph为3.5-4.5。

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述陶瓷膜孔径大小为50nm,过膜温度控制在60-65℃,进膜操作压力控制在0.4-0.5mpa。

5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述脱色参数为:加入0.3-0.6%的活性炭,脱色时间为30-50min,脱色温度为50-70℃。

6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述结晶工艺为:4℃条件下冷却结晶8-12h。

7. 根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述脱色膜的进膜压力0 .9mpa,出膜压力0 .8mpa,料液流速控制在120ml/min。

8.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述弱酸阳离子树脂型号为:pk-3211na,上柱流速为2-5m3/h,ph为5.0-6.0,上柱及洗脱柱温度控制在40℃左右。

9.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述蒸发浓缩的温度控制在60-85℃。

10.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤7)中,分离时间控制在20-60min,真空干燥的温度控制在120-145℃。


技术总结
本发明属于生物工程技术领域,公开了一种利用色谱技术提取L‑瓜氨酸的方法,包括如下步骤:(1)陶瓷膜过滤;(2)活性炭脱色;(3)脱色膜脱色;(4)色谱分离;(5)蒸发浓缩;(6)结晶;(7)离心干燥,得成品L‑瓜氨酸。本发明发酵效率高,提取过程基本实现了L‑瓜氨酸与蛋白质、糖、无机盐、杂酸之间的彻底分离,提取过程全自动化,劳动强度低,生产成本降低,适合大规模工业化生产。

技术研发人员:王飞,张宗华,冯世红,崔小红
受保护的技术使用者:新疆阜丰生物科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/12
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