精氨酸发酵液的分离纯化方法与流程

文档序号:37415528发布日期:2024-03-25 19:03阅读:12来源:国知局

本发明涉及微生物发酵,具体而言,涉及一种精氨酸发酵液的分离纯化方法。


背景技术:

1、精氨酸(arginine,arg)化学学名:2-氨基-5-胍基-戊酸,是一种脂肪族的碱性的含有胍基的极性α氨基酸,在生理条件下带正电荷。天然品中大量存在于鱼精蛋白中,亦为各种蛋白质的基本组成。

2、精氨酸在细胞分裂、机体内氨的排泄、通过影响激素的合成和释放、调节免疫系统、通过no调节心血管和性功能等方面发挥重要作用。精氨酸是一氧化氮、尿素、鸟氨酸及肌丁胺的直接前体,是合成肌苷酸的重要原素,且被用作聚胺、瓜氨酸及谷氨酰胺的合成。作为一氧化氮的前体,精氨酸可以直接舒张血管,预防心室及血管肥厚。精氨酸还可以拮抗非对称性二甲基精氨酸(adma)等内源性激素及代谢产物对血管的收缩的作用。因而,精氨酸在食品、医药、化妆品、饲料中运用广泛。

3、目前精氨酸生产方法主要有化学合成法、酶法、蛋白质水解法及发酵法,前三种生产方法存在过程复杂、费用高,底物选择多样性,收率低,环境污染等问题,而发酵法生产l-精氨酸,具有工艺过程简单、产量高、环保等优点,所以国内外主要致力于发酵法生产l-精氨酸的研究。

4、通过发酵法生产l-精氨酸,在发酵过程中需要补加硫酸铵调节发酵的ph并提供氮源,补加的硫酸铵浓度可达25-30g/l;因此,发酵液中除含有高浓度的l-精氨酸外,还存在较复杂的杂质成分,如微生物代谢产物、无机盐如硫酸铵等、有机色素等;因此,需要对发酵液进行纯化,进一步得到浓度高、纯度高的l-精氨酸纯化液。

5、现有技术中一般是将l-精氨酸发酵液经酸化后,使用强酸性阳离子交换树脂进行吸附,再用氨水洗脱进行纯化,如中国专利cn114436899a中所公开的,上述纯化过程中需要使用大量的氨水和无机酸,且树脂使用量大,产生大量废水,l-精氨酸的纯化成本较高。

6、因此,开发一种更环保、低成本、产品品质可靠的l-精氨酸发酵液的提取工艺对发酵生产l-精氨酸的广泛应用具有一定的意义。


技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种精氨酸发酵液的分离纯化方法,以解决现有技术中精氨酸发酵液纯化过程中离子交换树脂使用量大、树脂废水量多的问题。

2、为了实现上述目的,根据本发明的第一个方面,提供了一种精氨酸发酵液的分离纯化方法,分离纯化方法包括:在精氨酸发酵液中加入氧化钙进行反应,过滤,得到精氨酸清液;将精氨酸清液经离子交换树脂进行吸附除盐,完成纯化。

3、进一步地,精氨酸发酵液中的精氨酸浓度为60-100g/l;优选地,精氨酸发酵液的ph值为6.8-7.2。

4、进一步地,在加入氧化钙之前,分离纯化方法还包括:将精氨酸发酵液进行过滤;优选地,过滤包括:将精氨酸发酵液依次通过陶瓷膜和超滤膜进行过滤;优选地,超滤膜的截留分子量大小为500-2000d,更优选为800-1000d。

5、进一步地,加入氧化钙后控制体系ph值为10.5-11.0;优选地,反应的温度为65-75℃;优选地,反应的时间为1-2h。

6、进一步地,进行吸附除盐包括:将精氨酸清液依次经钙型阳离子交换树脂和阴离子交换树脂处理,得到精氨酸纯化液。

7、进一步地,钙型阳离子交换树脂包括lsc-100、lsc-500或lsc-501;优选地,阴离子交换树脂包括d151、d152、d113或110,优选为d113。

8、进一步地,得到精氨酸纯化液后,分离纯化方法还包括:对精氨酸纯化液依次进行脱色、浓缩、降温结晶及离心,得到精氨酸产品。

9、进一步地,利用活性炭对精氨酸纯化液进行脱色;优选地,脱色的温度为30-65℃,优选50-60℃;优选地,脱色的时间为30-60min。

10、进一步地,经浓缩后的精氨酸纯化液中精氨酸的浓度为300-600g/l。

11、进一步地,降温结晶的温度为5-15℃;优选地,在降温后进行搅拌,搅拌的时间为2-4h。

12、应用本发明的技术方案,利用氧化钙和发酵液中的大量硫酸根结合,形成硫酸钙沉淀,释放精氨酸发酵液中无机盐硫酸铵中的氨气,进一步通过离子交换树脂吸附,去除无机盐杂质,得到精氨酸纯化液。该分离纯化方法的操作简单,降低离子交换树脂的使用量,进而减少树脂废水的产生,所得产品纯度高、收率高;且纯化过程中的氨可被硫酸吸收转化为硫酸铵,回收的硫酸铵可再作为培养基成分用于发酵培养,本发明在符合质量要求的基础上,具有更好的经济价值且绿色环保。



技术特征:

1.一种精氨酸发酵液的分离纯化方法,其特征在于,所述分离纯化方法包括:

2.根据权利要求1所述的分离纯化方法,其特征在于,所述精氨酸发酵液中的精氨酸浓度为60-100g/l;

3.根据权利要求1所述的分离纯化方法,其特征在于,在所述加入氧化钙之前,所述分离纯化方法还包括:

4.根据权利要求1所述的分离纯化方法,其特征在于,所述加入氧化钙后控制体系ph值为10.5-11.0;

5.根据权利要求1所述的分离纯化方法,其特征在于,所述进行吸附除盐包括:

6.根据权利要求5所述的分离纯化方法,其特征在于,所述钙型阳离子交换树脂包括lsc-100、lsc-500或lsc-501;

7.根据权利要求5所述的分离纯化方法,其特征在于,得到所述精氨酸纯化液后,所述分离纯化方法还包括:

8.根据权利要求7所述的分离纯化方法,其特征在于,利用活性炭对所述精氨酸纯化液进行所述脱色;

9.根据权利要求7所述的分离纯化方法,其特征在于,经所述浓缩后的所述精氨酸纯化液中精氨酸的浓度为300-600g/l。

10.根据权利要求7所述的分离纯化方法,其特征在于,所述降温结晶的温度为5-15℃;


技术总结
本发明提供了精氨酸发酵液的分离纯化方法,该分离纯化方法包括:在精氨酸发酵液中加入氧化钙进行反应,过滤,得到精氨酸清液;将精氨酸清液经离子交换树脂进行吸附除盐,完成纯化。该分离纯化方法的操作简单,降低离子交换树脂的使用量,进而减少树脂废水的产生,所得产品纯度高、收率高;且纯化过程中的氨可被硫酸吸收转化为硫酸铵,回收的硫酸铵可再作为培养基成分用于发酵培养,本发明在符合质量要求的基础上,具有更好的经济价值且绿色环保。

技术研发人员:董德顺,唐金磊,刘磊,詹进锁,王煜
受保护的技术使用者:赤峰华恒合成生物科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/3/24
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