本发明属于l-丙氨酸的分离提取,具体而言,涉及一种从l-丙氨酸发酵液中分离提取l-丙氨酸的方法。
背景技术:
1、l-丙氨酸在食品、日化和医药领域有着广泛的用途。在食品领域,l-丙氨酸的添加可明显提高食品及饮料中的蛋白质利用率,食用后能迅速恢复疲劳,振奋精神。l-丙氨酸可提高腌制品的腌制效果并改善风味,提高含醇饮料的质量等。l-丙氨酸具有独特的改善风味效果,它与其它氨基酸配合能加强食品、饮料风味。它还可以改善有机酸的酸味,添加后能使有机酸更接近天然果酸的酸味;在日化领域,l-丙氨酸是生产无磷洗涤剂甲基甘氨酸二乙酸(mgda)的主要原料,随着欧美国家对含磷洗涤剂使用的限制,无磷洗涤剂近几年发展迅猛,对mgda原料l-丙氨酸的需求日益提升;在医药领域,l-丙氨酸是合成维生素b6的重要原料,同时也是养剂补糖氨基酸营养输液的主要成分。由l-丙氨酸组成的复合氨基酸注射液-《14氨基酸注射液-800》是主治肝脑病新药,可治疗肝功能不全时氨基酸代谢紊乱,促使肝昏迷病人苏醒,l-丙氨酸还是一种很好的利尿药。
2、目前微生物发酵法生产l-丙氨酸和酶催化技术相比有诸多优点:首先,用葡萄糖代替天冬氨酸作为生产原料,发酵法技术是以葡萄糖为原料,葡萄糖属于可再生生物质资源,目前主要是通过玉米淀粉制得,将来可以从木质纤维素中提炼,成本可以长期保持在稳定的水平。利用葡萄糖为原材料,既有很大的价格优势,又能长期维持价格的稳定。另外,微生物发酵法和酶催化技术相比,其最终发酵液中杂质少很多,这既可以节约l-丙氨酸的分离提取成本,也可以节约废水处理的成本。
3、发酵生产l-丙氨酸都是大规模生产,运行体量大,所以对提取过程中周期效率要求较高,需要能快速,并大体量提取发酵液得到l-丙氨酸就成为一个要解决的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述问题,本发明提供了一种从发酵液中提取l-丙氨酸的方法。采用本发明中的新式离心陶瓷膜可以更高效率的提发酵液的提取速率,缩短生产周期,提高时效产量;同时有较高的产品收率及回收率,有效的降低环保处理成本,较少环境污染。
2、本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
3、本发明的一个方面提供了一种从l-丙氨酸发酵液中分离提取l-丙氨酸的方法,该方法为:
4、s1:将通过低od菌体发酵法转化的l-丙氨酸发酵液在70-80℃的温度条件下对菌体进行灭活处理,所述处理时间20-30min;
5、s2:将上述经过灭活处理后的发酵液降温至40-50℃,通过离心式陶瓷膜进行固液分离处理,得到澄清料液;
6、s3:将上述过滤得到的澄清料液控温在30-50℃,在搅拌的条件下流加聚丙烯酰胺水溶液,搅拌10-15min,再加入活性炭脱色,得到无色澄清料液;
7、s4:将上述脱色后的无色澄清料液经减压蒸馏浓缩后得到浓缩液,将浓缩液在缓慢搅拌的条件下降温结晶,当充分结晶后,进行离心,之后用90%的乙醇液淋洗得到湿品l-丙氨酸固体粉末,将固体粉末真空干燥得成品l-丙氨酸;母液回收乙醇再循环至步骤s3中利用。
8、进一步地,步骤s1中所述低od菌体发酵法具体过程为:将发酵罐先经有氧发酵培养,控制条件温度37±1℃,ph 7.0±0.1,溶氧控制30-40,发酵约10h后加l-阿拉伯糖诱导8h,再无氧发酵,控制条件温度37±1℃,ph 6.5±0.1,全程氮气保护厌氧约40h结束,转化得到低od 20-30菌体的发酵工艺法。
9、进一步地,步骤s1中所述l-丙氨酸发酵液中l-丙氨酸浓度为100-150g/l。
10、进一步地,步骤s2中所述离心式陶瓷膜的膜芯规格为30-50nm,所述分离处理过程的压力0.3-0.5mpa。
11、进一步地,步骤s3中所述丙烯酰胺水溶液浓度为0.005%。
12、进一步地,步骤s3中所述活性炭脱色方法具体为:在澄清料液中加入澄清料液体积分数0.2%-0.4%的活性炭,并于60-70℃搅拌1-2h。
13、进一步地,步骤s4中所述减压蒸馏条件为:压力-0.7mpa,温度70℃。
14、进一步地,步骤s4中所述降温结晶最终降温结晶温度为5-10℃。
15、进一步地,步骤s4中所述真空干燥的真空压力为-0.06~-0.09mpa,温度50-60℃,干燥时间2-4h。
16、本发明预期效果与优点如下:
17、与其他提取方式相比,本发明的方法过程更简单、高效,缩短了提取周期,提高了l-丙氨酸的时效产能及产品收率;同时节能减排,降低了环保要求及环境污染;该方法是通过离心式陶瓷膜对灭活后的发酵液过滤得到澄清料液,然后在澄清料液中加入微量聚丙烯酰胺水溶液搅拌絮凝,再加入活性炭脱色、过滤得到无色澄清料液,对无色澄清料液经浓缩、冷析、结晶后离心、烘干得到高纯度l-丙氨酸。本申请提供的方法采用新式的离心式陶瓷膜能快速高效的分离发酵液得到澄清料液,再经絮凝法去除过滤澄清料液中小分子游离蛋白质、无机盐等杂质,简化提取工艺,提高生产效率。
18、上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
1.一种从l-丙氨酸发酵液中分离提取l-丙氨酸的方法,其特征在于,该方法为:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s1中所述低od菌体发酵法具体过程为:将发酵罐先经有氧发酵培养,控制条件温度37±1℃,ph 7.0±0.1,溶氧控制30-40,发酵约10h后加l-阿拉伯糖诱导8h,再无氧发酵,控制条件温度37±1℃,ph 6.5±0.1,全程氮气保护厌氧约40h结束,转化得到低od 20-30菌体的发酵工艺法。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s1中所述l-丙氨酸发酵液中l-丙氨酸浓度为100-150g/l。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s2中所述离心式陶瓷膜的膜芯规格为30-50nm,所述分离处理过程的压力0.3-0.5mpa。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s3中所述丙烯酰胺水溶液浓度为0.005%。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s3中所述活性炭脱色方法具体为:在澄清料液中加入澄清料液体积分数0.2%-0.4%的活性炭,并于60-70℃搅拌1-2h。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s4中所述减压蒸馏条件为:压力-0.7mpa,温度70℃。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s4中所述降温结晶最终降温结晶温度为5-10℃。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s4中所述真空干燥的真空压力为-0.06~-0.09mpa,温度50-60℃,干燥时间2-4h。