一種l-苯丙氨酸生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種L-苯丙氨酸生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：1、種子培養(yǎng)。一級(jí)為搖瓶培養(yǎng)，二級(jí)為種子罐培養(yǎng)。2、發(fā)酵。采用先進(jìn)的濃糖流加工藝，將培養(yǎng)基和菌種接入新型好氧自動(dòng)控制發(fā)酵罐發(fā)酵，在37℃溫度條件下發(fā)酵50-55小時(shí)。3、陶瓷膜、超膜過濾。發(fā)酵完畢后，醪液酸化，利用現(xiàn)代膜分離技術(shù)與錯(cuò)流過濾技術(shù)建立微濾、超濾有機(jī)膜兩步過濾除去菌體和大部分蛋白，獲得較高純度的產(chǎn)液，再經(jīng)過離子交換柱吸附解析后進(jìn)行濃縮結(jié)晶。4、濃縮結(jié)晶分離。濃縮液進(jìn)入多效蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮結(jié)晶后送入結(jié)晶罐蒸發(fā)結(jié)晶，然后分離回收苯丙氨酸。5、干燥包裝。本發(fā)明技術(shù)先進(jìn)，產(chǎn)品回收率高，節(jié)省人力，降低能耗。
【專利說明】—種L-苯丙氨酸生產(chǎn)工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及L-苯丙氨酸生產(chǎn)工藝，具體是利用現(xiàn)代膜分離技術(shù)與錯(cuò)流過濾技術(shù)建立微濾、超濾有機(jī)膜兩步過濾提取L-苯丙氨酸先進(jìn)工藝和離交工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]L-苯丙氨酸是一種具有生物活性的重要氨基酸，人和動(dòng)物自身不能合成，必須從外界攝取，屬于八種必須氨基酸之一，也是生物體內(nèi)合成酪氨酸的重要原料。L-苯丙氨酸的最重要用途是與L-天冬氨酸合成二肽產(chǎn)品阿斯巴甜，也是多種藥物的合成原料，此外還用作營養(yǎng)強(qiáng)化劑、氨基酸輸液和復(fù)合氨基酸制劑的成分以及飼料添加劑。
[0003]L-苯丙氨酸的工業(yè)化生產(chǎn)方法主要有天然蛋白質(zhì)水解法、肉桂酸酶法、苯丙酮酸酶法和微生物發(fā)酵法等四種。前三種方法因?yàn)榇嬖谥章实汀⒊杀靖?、?duì)環(huán)境污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)，未能得到進(jìn)一步的工業(yè)化應(yīng)用，現(xiàn)在基本被淘汰。2009年，我國L-苯丙氨酸生產(chǎn)技術(shù)取得了突破性進(jìn)展。由于高產(chǎn)酸L-苯丙氨酸基因工程菌及工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，直接發(fā)酵法終于在我國應(yīng)用于工業(yè)化大生產(chǎn)，但由于所攜帶目標(biāo)基因的質(zhì)粒穩(wěn)定性通常較差，因此從總體而言提取收率低、生產(chǎn)成本較高，為使我國L-苯丙氨酸生產(chǎn)成本大大降低，我公司自主研發(fā)，提取采用膜過濾和離交相結(jié)合的工藝，結(jié)晶采用濃縮結(jié)晶技術(shù)，本工藝具有“提取收率高、成品率高”的特點(diǎn)，因此具有重要的推廣價(jià)值和實(shí)用性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種L-苯丙氨酸生產(chǎn)工藝。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種L-苯丙氨酸生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
[0006]1.種子培養(yǎng)
[0007]1.1搖瓶培養(yǎng)250mL錐形瓶內(nèi)裝L-苯丙氨酸培養(yǎng)基25mL，接種菌種斜面后，于旋轉(zhuǎn)搖床上，在37 °C溫度下培養(yǎng)12h。
[0008]1.2深層培養(yǎng):種子罐經(jīng)過煮罐I小時(shí)后、再經(jīng)過空消、實(shí)消滅菌后接入培養(yǎng)基進(jìn)行種子培養(yǎng)。
[0009]2.發(fā)酵
[0010]采用先進(jìn)的濃糖流加工藝，將滅菌后的培養(yǎng)基和菌種接入新型好氧自動(dòng)控制發(fā)酵罐，全自動(dòng)控制配料，在通風(fēng)和攪拌的條件下，不斷向發(fā)酵罐中流加經(jīng)滅菌的濃糖液，以保證發(fā)酵順利進(jìn)行并獲得較高的產(chǎn)酸率。發(fā)酵溫度控制在37°C，溶解氧(DO)控制適量值，發(fā)酵時(shí)間約為50-55小時(shí)，當(dāng)殘?zhí)墙抵罥 %以下時(shí)，即可視為發(fā)酵終結(jié)，糖酸轉(zhuǎn)化率20-25%，發(fā)酵產(chǎn)酸率6-7%。
[0011]3.陶瓷膜、超膜過濾
[0012]發(fā)酵完畢后，醪液酸化，利用現(xiàn)代膜分離技術(shù)與錯(cuò)流過濾技術(shù)建立微濾、超濾有機(jī)膜兩步過濾除去菌體和大部分蛋白，獲得較高純度的產(chǎn)液，再經(jīng)過離子交換柱，經(jīng)過樹脂吸附解析后的濃縮液再進(jìn)行濃縮結(jié)晶，提取收率約92-95%。
[0013]4.濃縮結(jié)晶分離
[0014]打開進(jìn)料閥，啟動(dòng)進(jìn)料泵，濃縮液進(jìn)入多效蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮結(jié)晶，適當(dāng)調(diào)節(jié)進(jìn)料量，經(jīng)多效蒸發(fā)器濃縮后調(diào)PH送入結(jié)晶罐蒸發(fā)結(jié)晶。
[0015]晶液再經(jīng)離心機(jī)分離獲得濕苯丙氨酸，部分母液經(jīng)過脫色過濾、再調(diào)酸后上柱吸附，吸附柱洗滌、氨水洗脫后，回收苯丙氨酸。
[0016]5.干燥包裝工段
[0017]經(jīng)專用干燥機(jī)干燥除去表面水分，再經(jīng)包裝即制成本項(xiàng)目產(chǎn)品。
[0018]本發(fā)明工藝技術(shù)先進(jìn)性
[0019]利用現(xiàn)代膜分離技術(shù)與錯(cuò)流過濾技術(shù)建立微濾-超濾有機(jī)膜兩步過濾提取L-苯丙氨酸先進(jìn)工藝和離交工藝，提高產(chǎn)品回收率，結(jié)晶采用濃縮結(jié)晶技術(shù)。
[0020](I)使用過濾直徑與蛋白直徑大小錯(cuò)開的超濾膜過濾洗滌，減緩膜通量的衰減，增加洗滌液用量，使收率達(dá)到95%以上；
[0021](2)使用特殊脫色工藝，既保證脫色效果又降低脫色損失；
[0022](3)選用連續(xù)吸附洗脫工藝，逆流吸附，殘液通過新鮮的樹脂后排出，產(chǎn)品損失少，逆流氨水洗脫，樹脂的洗脫率高，氨水消耗低，占地也很小，大幅降低運(yùn)行費(fèi)用；
[0023](4)采用三級(jí)結(jié)晶工藝，頭兩級(jí)蒸發(fā)結(jié)晶，第一級(jí)結(jié)晶蒸發(fā)的蒸汽作為第二級(jí)蒸發(fā)的熱源進(jìn)入第二級(jí)結(jié)晶加熱器，第二級(jí)蒸發(fā)出來的蒸汽一部分加壓回到第一級(jí)加熱器，一部分用冷卻水冷凝，一方面降低了蒸汽消耗，另一方面降低了循環(huán)水的用量。末級(jí)閃蒸降溫結(jié)晶，閃蒸汽用冷凍水冷凝，母液溫度降低從而降低了母液中苯丙氨酸的濃度，晶體進(jìn)一步長大，其粒徑均勻，粒徑可達(dá)150目左右，便于分離，料液蒸發(fā)結(jié)晶在全封閉設(shè)備內(nèi)進(jìn)行，符合食品衛(wèi)生要求，自動(dòng)化程度高，省人工費(fèi)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]附圖為本發(fā)明工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0026]L-苯丙氨酸生產(chǎn)工藝，如圖所示，包括以下步驟:1.科子培養(yǎng)。250mL錐形瓶內(nèi)裝L-苯丙氨酸培養(yǎng)基25mL，接種菌種斜面后，于旋轉(zhuǎn)搖床上，在37°C溫度下培養(yǎng)12h。種子罐經(jīng)過煮罐I小時(shí)后、再經(jīng)過空消、實(shí)消滅菌后接入培養(yǎng)基進(jìn)行科子的深層培養(yǎng)。2.發(fā)酵。采用先進(jìn)的濃糖流加工藝，將滅菌后的培養(yǎng)基和菌種接入新型好氧自動(dòng)控制發(fā)酵罐，全自動(dòng)控制配料，在通風(fēng)和攪拌的條件下，不斷向發(fā)酵罐中流加經(jīng)滅菌的濃糖液，以保證發(fā)酵順利進(jìn)行并獲得較高的產(chǎn)酸率。發(fā)酵溫度控制在37°C，溶解氧(DO)控制適量值，發(fā)酵時(shí)間約為50-55小時(shí)，當(dāng)殘?zhí)墙抵罥 %以下時(shí)，即可視為發(fā)酵終結(jié)，糖酸轉(zhuǎn)化率20-25 %，發(fā)酵產(chǎn)酸率6-7%。3.陶瓷膜、超膜過濾。發(fā)酵完畢后，醪液酸化，利用現(xiàn)代膜分離技術(shù)與錯(cuò)流過濾技術(shù)建立微濾-超濾有機(jī)膜兩步過濾除去菌體和大部分蛋白，獲得較高純度的產(chǎn)液，在經(jīng)過離子交換柱，經(jīng)過樹脂吸附解析后的濃縮液再進(jìn)行濃縮結(jié)晶，提取收率約92-95%。4.濃縮結(jié)晶分離。濃縮液進(jìn)入多效蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮結(jié)晶，適當(dāng)調(diào)節(jié)進(jìn)料量，經(jīng)多效蒸發(fā)器濃縮后調(diào)PH送入結(jié)晶罐蒸發(fā)結(jié)晶。晶液再經(jīng)離心機(jī)分離獲得濕苯丙氨酸，部分母液經(jīng)過脫色過濾、再調(diào)酸后上柱吸附，吸附柱洗滌、氨水洗脫后，回收苯丙氨酸。5.干燥包裝工段。經(jīng)專用干燥機(jī)干燥除去苯丙氨酸表面水分，再經(jīng)包裝即制成本項(xiàng)目產(chǎn)品。
【權(quán)利要求】
1.一種L-苯丙氨酸生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括以下步驟: (1)種子培養(yǎng) 搖瓶培養(yǎng):250mL錐形瓶內(nèi)裝L-苯丙氨酸培養(yǎng)基25mL，接種菌種斜面后，于旋轉(zhuǎn)搖床上，在37°C溫度下培養(yǎng)12h ； 深層培養(yǎng):種子罐經(jīng)過煮罐I小時(shí)后、再經(jīng)過空消、實(shí)消滅菌后接入培養(yǎng)基進(jìn)行種子培養(yǎng); (2)發(fā)酵 將滅菌后的培養(yǎng)基和菌種接入新型好氧自動(dòng)控制發(fā)酵罐，在通風(fēng)和攪拌的條件下，不斷向發(fā)酵罐中流加經(jīng)滅菌的濃糖液，以保證發(fā)酵順利進(jìn)行并獲得較高的產(chǎn)酸率；發(fā)酵溫度控制在37°C，溶解氧(DO)控制適量值，發(fā)酵時(shí)間約為50-55小時(shí)，當(dāng)殘?zhí)墙抵罥 %以下時(shí)，即可視為發(fā)酵終結(jié)； (3)陶瓷膜、超膜過濾 發(fā)酵完畢后，醪液酸化，利用現(xiàn)代膜分離技術(shù)與錯(cuò)流過濾技術(shù)建立微濾、超濾有機(jī)膜兩步過濾除去菌體和大部分蛋白，獲得較高純度的產(chǎn)液，再經(jīng)過離子交換柱，經(jīng)過樹脂吸附解析后的濃縮液再進(jìn)行濃縮結(jié)晶； (4)濃縮結(jié)晶分離 濃縮液進(jìn)入多效蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮結(jié)晶，適當(dāng)調(diào)節(jié)進(jìn)料量，經(jīng)多效蒸發(fā)器濃縮后調(diào)PH送入結(jié)晶罐蒸發(fā)結(jié)晶；晶液再經(jīng)離心機(jī)分離獲得濕苯丙氨酸，部分母液經(jīng)過脫色過濾、再調(diào)酸后上柱吸附，吸附柱洗滌、氨水洗脫后，回收苯丙氨酸； (5)干燥包裝工段 經(jīng)專用干燥機(jī)干燥除去表面水分，再經(jīng)包裝即制成本項(xiàng)目產(chǎn)品。
【文檔編號(hào)】C12P13/22GK104232703SQ201310250055
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月10日
【發(fā)明者】王瑞平 申請(qǐng)人:山東信樂味精有限公司