技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于氨基酸生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種蘇氨酸提取結(jié)晶工藝。
背景技術(shù)：
蘇氨酸（Threonine，簡寫為Thr），學(xué)名2-氨基-3-羥基丁酸，屬于脂肪族氨基酸，微甜，因結(jié)構(gòu)與蘇糖相似而得名，是構(gòu)成人和動植物蛋白質(zhì)的一種必需氨基酸，主要用于醫(yī)藥、化學(xué)試劑、營養(yǎng)強(qiáng)化劑，可以強(qiáng)化乳制品，具有恢復(fù)人體疲勞，促進(jìn)生長發(fā)育的效果。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，市場對蘇氨酸需求持續(xù)穩(wěn)定增長，是需求增長最快的氨基酸品種之一，特別是在化學(xué)及生化、食品添加劑、飼料添加劑等方面的用量增長迅速，大有取代色氨酸而成為除賴氨酸、蛋氨酸以外的發(fā)展最迅速的第三大氨基酸。
隨著氨基酸行業(yè)逐步發(fā)展，微生物發(fā)酵法成為蘇氨酸生產(chǎn)最有前途的生產(chǎn)技術(shù)，在蘇氨酸生產(chǎn)方面，微生物發(fā)酵法亦表現(xiàn)出潛在的優(yōu)勢，但在微生物發(fā)酵液提取過程中，蘇氨酸表現(xiàn)為收率不高。本發(fā)明人之前的專利技術(shù)“一種超低水份蘇氨酸生產(chǎn)方法”，其發(fā)酵效率高，發(fā)酵廢物也得到了有效利用，但是純度相對較低，如何提高蘇氨酸純度是我們需要解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)蘇氨酸提取工藝純度低、工藝繁瑣等缺陷，本發(fā)明提供了一種蘇氨酸提取結(jié)晶工藝。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
一種蘇氨酸提取結(jié)晶工藝，其包括如下步驟：步驟1）過濾除菌，步驟2）絮凝和過濾，步驟3）濃縮等電，步驟4）離心和絮凝，步驟5）過濾、結(jié)晶以及烘干。
具體地，所述工藝包括如下步驟：
步驟1）過濾除菌：蘇氨酸發(fā)酵液經(jīng)微濾膜一次過濾除菌，收集過濾液；
步驟2）絮凝和過濾：往過濾液中添加占過濾液0.5%（w/w）的絮凝劑，200轉(zhuǎn)/min攪拌10min，然后靜置90min，微濾膜二次過濾，去除沉淀，收集清液A；
步驟3）濃縮等電：將清液A濃縮成原體積的四分之一，然后降溫至20℃，調(diào)節(jié)成等電溶液；
步驟4）離心和絮凝：等電溶液沉降3小時，離心，收集沉淀物A，將沉淀物A中投入純化水中，然后添加占沉淀物A 0.5%（w/w）的絮凝劑，200轉(zhuǎn)/min攪拌10min；
步驟5）過濾、結(jié)晶以及烘干：微濾膜三次過濾，去除沉淀，收集清液B，將清液B繼續(xù)進(jìn)行超膜過濾，收集過濾液，將過濾液濃縮成原體積的三分之一，再調(diào)節(jié)成等電溶液，溫度控制在18℃，沉降12小時；收集結(jié)晶的蘇氨酸，將結(jié)晶的蘇氨酸烘干，即得。
所述微濾膜一次過濾、二次過濾以及三次過濾的條件均為：微濾膜為無機(jī)陶瓷膜，截留分子量為10000Da，微濾溫度為40℃；所述超濾膜過濾的條件為：超濾膜截留分子量為200Da，超濾溫度為40℃。
所述工藝包括如下步驟：所述絮凝劑按照如下工藝制備而得：
1）往淀粉中加占淀粉兩倍質(zhì)量的純化水，攪拌均勻得到懸濁液，然后加入與淀粉等質(zhì)量的羧甲基纖維素鈉，200轉(zhuǎn)/min攪拌30min，然后置于80℃烘干至水分含量5%以下，得到改性淀粉；
2）按照5:1:0.2的質(zhì)量比取殼聚糖、腐植酸鈉以及果膠，混合攪拌均勻，然后添加占?xì)ぞ厶莾杀顿|(zhì)量的2M的氫氧化鈉水溶液，30KHz的超聲10min，最后500轉(zhuǎn)/min攪拌3min，得到改性殼聚糖；
3）將玉米秸粉、海泡石分別粉碎得到玉米秸稈粉和海泡石粉，將玉米秸稈粉、海泡石粉以及硅藻土按照3:1:1的質(zhì)量比混合攪拌均勻，添加到占硅藻土5倍重量的濃度為1M的氫氧化鈉溶液中，200轉(zhuǎn)/min攪拌120min，然后過濾，干燥，研磨成粒徑為10-20目的粉末；
4）將改性淀粉、改性殼聚糖以及步驟3）所得粉末按照5:3:2的質(zhì)量比混合攪拌均勻，然后置于密閉反應(yīng)釜中，以2℃/s的升溫速率升至150℃，保溫30min，取出，投入到攪拌器中，500轉(zhuǎn)/min攪拌3min，得到混合料，置于烘箱中，80℃烘干90min，取出，粉碎即得。
本發(fā)明取得的有益效果主要包括：
本發(fā)明工藝簡單可行，蘇氨酸收率和純度高，可達(dá)到醫(yī)藥或食品級別標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明提供一種新型絮凝劑，適合氨基酸發(fā)酵液純化，避免化學(xué)物質(zhì)，絮凝除雜效果好，成本低廉，環(huán)保無污染；本發(fā)明絮凝劑以農(nóng)業(yè)廢棄物和天然礦物質(zhì)為主要原料，這種原料來源廣泛且成本低，并且制備出多孔材料，絮凝除雜效果好，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)廢棄物回收利用；本發(fā)明對淀粉以及殼聚糖進(jìn)行了改性，使得絮凝劑孔徑、吸附容量以及比表面積大大提高；氨基酸提取工藝中采用兩次絮凝劑處理，簡化了操作步驟，節(jié)省了成本，并且使得純化效果更佳，使用后的絮凝劑還可以用作肥料制備，變廢為寶。
具體實(shí)施方式
以下將采用具體的實(shí)施例來對本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋，但是不應(yīng)當(dāng)看作是對本發(fā)明創(chuàng)新精神的限制。
實(shí)施例1
一種蘇氨酸提取結(jié)晶工藝，其包括如下步驟：
蘇氨酸發(fā)酵液經(jīng)微濾膜一次過濾除菌，收集過濾液；然后添加占過濾液0.5%（w/w）的絮凝劑，200轉(zhuǎn)/min攪拌10min，然后靜置90min，微濾膜二次過濾，去除沉淀，收集清液A；將清液A濃縮成原體積的四分之一，然后緩慢降溫至20℃，調(diào)節(jié)成pH為6.1-6.2的等電溶液；
等電溶液沉降3小時，離心，收集沉淀物A，將沉淀物A中投入純化水中，然后添加占沉淀物A 0.5%（w/w）的絮凝劑，200轉(zhuǎn)/min攪拌10min，然后微濾膜三次過濾，去除沉淀，收集清液B，將清液B繼續(xù)進(jìn)行超膜過濾，收集過濾液，將過濾液濃縮成原體積的三分之一，再調(diào)節(jié)成pH為6.1-6.2的等電溶液；溫度控制在18℃，沉降12小時；收集結(jié)晶的蘇氨酸，將結(jié)晶的蘇氨酸烘干，即得。
上述蘇氨酸產(chǎn)品經(jīng)HPLC檢測，產(chǎn)品純度99.4%；初始發(fā)酵液體積為10L，蘇氨酸的含量為96.2g/L，最終獲得蘇氨酸產(chǎn)品為775g，換算成回收率80.56%；產(chǎn)品純度較高，可作為醫(yī)藥或食品用蘇氨酸，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和工業(yè)附加值。
所述微濾膜一次過濾、二次過濾以及三次過濾的條件均為：微濾膜為無機(jī)陶瓷膜，截留分子量為10000Da，微濾溫度為40℃；所述超濾膜過濾的條件為：超濾膜截留分子量為200Da，超濾溫度為40℃；
所述絮凝劑按照如下工藝制備而得：
1）往淀粉中加占淀粉兩倍質(zhì)量的純化水，攪拌均勻得到懸濁液，然后加入與淀粉等質(zhì)量的羧甲基纖維素鈉，200轉(zhuǎn)/min攪拌30min，然后置于80℃烘干至水分含量5%（質(zhì)量百分比）以下，得到改性淀粉；
2）按照5:1:0.2的質(zhì)量比取殼聚糖、腐植酸鈉以及果膠，混合攪拌均勻，然后添加占?xì)ぞ厶莾杀顿|(zhì)量的2M的氫氧化鈉水溶液，30KHz的超聲10min，最后500轉(zhuǎn)/min攪拌3min，得到改性殼聚糖；
3）將玉米秸粉、海泡石分別粉碎得到玉米秸稈粉和海泡石粉，將玉米秸稈粉、海泡石粉以及硅藻土按照3:1:1的質(zhì)量比混合攪拌均勻，添加到占硅藻土5倍重量的濃度為1M的氫氧化鈉溶液中，200轉(zhuǎn)/min攪拌120min，然后過濾，干燥，研磨成粒徑為10-20目的粉末；
4）將改性淀粉、改性殼聚糖以及步驟3）所得粉末按照5:3:2的質(zhì)量比混合攪拌均勻，然后置于密閉反應(yīng)釜中，以2℃/s的升溫速率升至150℃，保溫30min，取出，投入到攪拌器中，500轉(zhuǎn)/min攪拌3min，得到混合料，置于烘箱中，80℃烘干90min，取出，粉碎即得。
最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的若干個具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。