專利名稱:一種從發(fā)酵液中分離提取l-色氨酸的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生化工程領(lǐng)域，特別是一種從發(fā)酵液中分離提取L-色氨酸的工藝。背景技術(shù)：
根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織2000年測算，世界市場L-色氨酸年需求量約為120萬噸以上，截止到2007年底，全球L-色氨酸產(chǎn)能水平在10000噸以上，隨著蛋氨酸、賴氨酸的大量應(yīng)用，價(jià)格一直較高的L-色氨酸更希望有廉價(jià)高效的生產(chǎn)及提取方法，以便推進(jìn)L-色氨酸的應(yīng)用。所以L-色氨酸的市場缺口很大，前景廣闊。L-色氨酸學(xué)名β -吲哚基丙氨酸，化學(xué)名L-2-氨基-3-吲哚基丙酸，別名L-胰化蛋白氨基酸、L-氨基吲哚丙酸，分子式C11H12O2N2， 相對分子質(zhì)量204. 21。L-色氨酸是人體和動(dòng)物生命活動(dòng)中八種必需的氨基酸之一，以游離態(tài)或結(jié)合態(tài)存在于生物體中。
當(dāng)前利用微生物直接發(fā)酵法生產(chǎn)L-色氨酸以其原料成本低，來源廣泛，產(chǎn)品純度高，反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為L-色氨酸的主要生產(chǎn)方法，和其他生物工程產(chǎn)品一樣， 色氨酸工業(yè)生產(chǎn)也常常會(huì)受到生產(chǎn)成本的制約，而在生產(chǎn)成本的構(gòu)成中，分離提取等下游工程的成本占有相當(dāng)?shù)谋壤Ｒ虼?，研究L-色氨酸的提取方法具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
工業(yè)化生產(chǎn)中，研究發(fā)酵液中L-色氨酸的提取工藝必須考慮其物料性質(zhì)和提取方法路線。L-色氨酸屬于熱敏性物質(zhì)，長時(shí)間加熱或光照易著色，易分解變質(zhì)。所以提取工藝研究中在提高收率和產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上必須遵守低溫快速的原則?，F(xiàn)有資料表明目前利用發(fā)酵液分離提取色氨酸一般經(jīng)過兩個(gè)步驟，即粗品制備和精品制備。
粗品制備過程中一般采用膜過濾或離子交換法，或者二者結(jié)合的方法進(jìn)行。中國專利(公開號CN101531625A) “生物發(fā)酵法工業(yè)化生產(chǎn)L-色氨酸的發(fā)酵液提取方法”和中國專利(公開號CN101691349A) “一種從發(fā)酵液中提取色氨酸的工藝”均采用微濾超濾納濾膜系統(tǒng)過濾發(fā)酵液，但是前者的過濾液沒有循環(huán)利用，造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，后者使用高濃度硫酸調(diào)節(jié)發(fā)酵液PH進(jìn)行酸化處理，雖然有利于過濾，但是濃硫酸操作危險(xiǎn)成本高，且造成發(fā)酵液偏離等電點(diǎn)，影響結(jié)晶收率；中國專利(公開號CN101565395A) “一種發(fā)酵液中L-色氨酸的提取工藝”和中國專利(公開號CN101376646A) “從發(fā)酵液中提取L-色氨酸的新方法”均采用膜過濾與離子交換相結(jié)合的方法制備粗品，不足之處是前者陶瓷膜濾液直接進(jìn)行離子交換，產(chǎn)品處理量大，成本高且污水排放量大，脫色液先納濾再超濾容易堵塞鈉濾膜，造成膜清洗困難，縮短使用壽命；后者利用金屬膜過濾造價(jià)高，而且金屬膜并不能一次有效地去除蛋白、色素跟無機(jī)離子，導(dǎo)致料液由于雜質(zhì)多結(jié)晶效果差，并不適合工業(yè)化生產(chǎn)。
精品制備一般采用有機(jī)溶媒溶解重結(jié)晶法或活性炭脫色后重結(jié)晶法，或者二者相結(jié)合的方法。中國專利(公開號CN101245047)；“色氨酸提純方法”采用一種表面氧化活性炭脫色，然后經(jīng)間歇濃縮冷卻結(jié)晶方式進(jìn)行精制，該方法對脫色的粗品質(zhì)量要求較高，純度要求95%以上，而且間歇濃縮冷卻結(jié)晶雖然晶型好，但長時(shí)間對料液真空濃縮，勢必對熱敏性的色氨酸產(chǎn)品造成破壞；中國專利(公開號CN101565396A)“一種L-色氨酸的精制工藝”粗品溶解使用了丙酮作為溶劑，雖然產(chǎn)品質(zhì)量較好，但是有機(jī)溶劑的使用增加了安全隱患且不容易回收，造成環(huán)境污染和成本高；中國專利(公開號CN101550101A)“利用發(fā)酵液清潔化提純L-色氨酸的方法”和中國專利(公開號CN101531626A) “生物發(fā)酵法工業(yè)化生產(chǎn)L-色氨酸的精制方法”均采用活性炭脫色和有機(jī)溶媒相結(jié)合的方法進(jìn)行精品制備，前者采用活性炭脫色和酒精溶液洗滌的方法，不足之處是酒精溶液易燃，存在安全隱患，且酒精洗滌液進(jìn)入活性炭脫色工序后由于活性炭在有機(jī)溶液中脫色效果很差，并不能有效回收母液中的色氨酸，反而影響其一次料液的脫色；后者的精制過程包括活性炭脫色和加入冰醋酸促進(jìn)結(jié)晶，不足之處是將粗品結(jié)晶母液直接濃縮，由于粗品結(jié)晶母液含酸高，無機(jī)離子和有機(jī)色素含量高，直接濃縮后濃縮液液粘稠，不易結(jié)晶，而且容易堵塞蒸發(fā)器，從而導(dǎo)致收率低，設(shè)備維修成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對現(xiàn)有發(fā)酵法生產(chǎn)L-色氨酸的工業(yè)化過程中，產(chǎn)品易變質(zhì)，提取收率低以及環(huán)境污染嚴(yán)重的問題，而提供一種從發(fā)酵液中分離提取L-色氨酸的工藝。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種從發(fā)酵液中分離提取L-色氨酸的工藝包括以下步驟
第一步、對直接發(fā)酵法產(chǎn)生的含有L-色氨酸發(fā)酵液進(jìn)行預(yù)處理處理方式為分別加入發(fā)酵液體積0. 1. 0%的明礬和發(fā)酵液體積0. 1. 0%的NaHSO3后，攪拌并加熱到40 80°C，制為處理液；
第二步、將處理液泵入陶瓷微濾膜過濾器，得到除去菌體的色氨酸微濾液以及菌體蛋白；
第三步、將色氨酸微濾液泵入超濾膜過濾器，得到色氨酸超濾液和含有色素及蛋白的濃縮液；
第四步、將色氨酸超濾液泵入納濾膜過濾器，得到色氨酸濃縮液以及含鹽的透過液；
第五步、將經(jīng)納濾的色氨酸濃縮液先減壓濃縮，使部分水份蒸發(fā)，迅速攪拌冷卻， 在該溶液中加入 20%濃度為98%的工業(yè)醋酸，低溫結(jié)晶，晶體經(jīng)離心脫水，獲得色氨酸粗品；
第六步、將色氨酸粗品用50 80°C的10 40倍體積的純水溶解，加入粗品質(zhì)量 5% 40%的303#活性炭進(jìn)行脫色，脫色溫度控制在50 80°C保溫，脫色10 60min，然后將壓濾除炭后的脫色液泵入結(jié)晶罐中，迅速攪拌降溫至10 20°C，結(jié)晶6h，晶體經(jīng)離心脫水烘干后，得L-色氨酸成品；
第七步、結(jié)晶后的母液用離子交換樹脂處理后，回流至步驟四循環(huán)利用；
第八步、將步驟四的透過液和步驟三的濃縮液再和步驟二的菌體蛋白混合，進(jìn)入單效蒸發(fā)器結(jié)晶器，控制溫度80°C，真空度為-0. 08MPa，濃縮約他后，進(jìn)入氣流烘干，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后，制成高蛋白飼料，蛋白含量在90%以上。
本發(fā)明的技術(shù)方案可以是這樣實(shí)現(xiàn)的步驟二微濾膜器采用陶瓷管式膜分離系統(tǒng)，其材質(zhì)可以是Al2O3或TiA或SiA或ZrO2,其孔徑為20nm lOOnm，截留分子尺寸≥1.0 μ上m，pH范圍1 14，操作溫度為0 80°C，進(jìn)膜壓力與出膜壓力差為0.1
1.OMPa,濾速控制在2 3m3/h，當(dāng)清液流量小于2m3/h時(shí)，分多次，每次泵入1. 5 3m3的純化水頂洗，直至濃液中色氨酸含量低于1. Og/L后停機(jī)，得到除去菌體的色氨酸微濾液以及菌體蛋白。
本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的步驟三超濾膜器采用聚酰胺管式膜分離系統(tǒng)，超濾膜孔徑為1 20nm，截留分子量為600 lOOOKDa，總過濾面積1080m2，其操作條件為pH 2 12，操作溫度20 40°C，進(jìn)膜壓力與出膜壓力差為0. 5 1. 5MPa，濾速控制在 4 8m3/h，當(dāng)清液流量小于2m3/h時(shí)，分多次，每次泵入1. 5 3m3的純化水頂洗，直至濃液中色氨酸含量低于0. 5g/L后停機(jī)，得到色氨酸超濾液和含有色素及蛋白的濃縮液。
本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的步驟四納濾膜器采用聚酰胺管式膜分離系統(tǒng)，納濾膜孔徑為0. 1 lnm，截留分子量為100 200KDa，總過濾面積810m2，其操作條件為pH 2 12，操作溫度20 40°C，進(jìn)膜壓力與出膜壓力差為0. 5 1. 5MPa，濾速控制在
2.0 4. 0m3/h，得到色氨酸濃縮液以及含鹽的透過液。
本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的結(jié)晶母液進(jìn)行離子交換所用樹脂為強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂WA-2和/或LH-2和/或732，離子交換柱采用串聯(lián)方式，洗脫液為0. 1 Imol/L 氨水。
本發(fā)明的積極效果是本發(fā)明采用微濾超濾納濾集成膜分離系統(tǒng)過濾發(fā)酵液，除菌除雜徹底、過濾時(shí)間短、溫度低，特別適合處理熱敏性的色氨酸物料；添加冰醋酸促進(jìn)低溫等電結(jié)晶，結(jié)晶母液不需要調(diào)節(jié)PH，可以直接通過離子交換套用回收，解決了冰醋酸回收的問題，而且大大提高L-色氨酸的提取收率；過濾液與菌體蛋白綜合利用實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品利潤的最大化。最終在500噸生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了 L-色氨酸提取總收率為87.2%，精制產(chǎn)品達(dá)到中國藥典2005版標(biāo)準(zhǔn)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體的實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
實(shí)施例1
第一步、對直接發(fā)酵法產(chǎn)生的含有L-色氨酸發(fā)酵液進(jìn)行預(yù)處理處理方式為加入發(fā)酵液體積0. 的明礬和0. 1% NaHS03后，攪拌并加熱到60°C，持續(xù)30min制為處理液；
第二步、將處理液泵入陶瓷微濾膜過濾器，控制溫度士45°C，進(jìn)膜壓力與出膜壓力差為0. 2 0. 3MPa,濾速控制在2 3m3/h，當(dāng)清液流量小于2m3/h時(shí)，分多次，每次泵入 1. 5 3m3的純化水頂洗，直至濃液中色氨酸含量低于1. Og/L后停機(jī)，得到除去菌體的色氨酸微濾液以及菌體蛋白，除菌率達(dá)到99. 74%，L-色氨酸收率為99. 3% ；
第三步、將色氨酸微濾液泵入超濾膜過濾器，控制溫度士35°C，進(jìn)膜壓力與出膜壓力差1. 0士0. IMPa，濾速控制在4 8m3/h，當(dāng)清液流量小于2m3/h時(shí)，分多次，每次泵入 1. 5 3m3的純化水頂洗，直至濃液中色氨酸含量低于0. 5g/L后停機(jī)，得到色氨酸超濾液和含有色素及蛋白的濃縮液，色素去除率達(dá)到96. 31 %，蛋白去除率達(dá)到59. 67%, L-色氨酸收率為96. 1% ；
第四步、將色氨酸超濾液泵入納濾膜過濾器，控制溫度士40°C，進(jìn)膜壓力與出膜壓力差1. 0士0. 2MPa，濾速控制在2. 0 4. 0m3/h，得到色氨酸濃縮液以及含鹽的透過液，離子去除率達(dá)到78. 31%，L-色氨酸收率為95.4% ；
第五步、將經(jīng)納濾的色氨酸濃縮液先減壓濃縮，使部分水份蒸發(fā)，得到8%濃度的色氨酸溶液，迅速攪拌冷卻，在該溶液中加入5%濃度為98%的工業(yè)醋酸，慢速攪拌并溫度控制在10°C，結(jié)晶他，晶體經(jīng)離心脫水，獲得色氨酸粗品，粗品結(jié)晶一次收率達(dá)57.5% ；
第六步、將色氨酸粗品用50 80°C的10 40倍體積的純水溶解，再加入30%的 303#活性炭進(jìn)行脫色，脫色溫度控制在50 70°C，保溫10 60min，經(jīng)壓濾除炭后的脫色液，泵入結(jié)晶罐中迅速攪拌降溫至10 20°C，結(jié)晶他，晶體經(jīng)離心脫水烘干后，得L-色氨酸成品，精制收率為75. 7%，產(chǎn)品符合中國藥典2005版標(biāo)準(zhǔn)；
第七步、結(jié)晶母液用離子交換樹脂處理后，回流至步驟四循環(huán)利用將處理成H型的LH-2或WA-2陽離子樹脂裝入Φ 2. 2X4. Om的離子交換柱中，裝柱高3m，兩柱串聯(lián)，操作溫度為室溫，上柱速度為lBV/h，上柱時(shí)及時(shí)檢查有無漏吸，約上柱量為兩倍床體積后，用1 倍體積水洗滌樹脂，流速為1. 5 2BV/h，將洗滌液收集準(zhǔn)備再次上柱，用0. 5mol/L氨水 1. 5 2BV/h洗脫，收集液前一倍柱體積的20%，即樹脂間隙水分算作前流，因色氨酸含量低回收再上柱，pH = 4 11部分的洗脫液進(jìn)行超濾脫色除蛋白，然后納濾除鹽濃縮，回至結(jié)晶罐低溫結(jié)晶，PH高于11至無色氨酸流出作為下一批配制洗脫液使用，離子交換法總提取收率為73. 7%，從發(fā)酵液中提取色氨酸的總收率達(dá)到83. 4% ；
第八步、將步驟四的透過液和步驟三的濃縮液再和步驟二的菌體蛋白混合，進(jìn)入單效蒸發(fā)器結(jié)晶器，控制溫度80°C，真空度為-0. 08MPa，濃縮約他后，進(jìn)入氣流烘干，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后，制成色氨酸提取的副產(chǎn)品-高蛋白飼料，蛋白含量在90%以上。
實(shí)施例2
第一步、在直接發(fā)酵法產(chǎn)生的含有L-色氨酸發(fā)酵液進(jìn)行預(yù)處理處理方式為加入發(fā)酵液體積0. 的明礬和0. 1% NaHS03后，攪拌并加熱到60°C，持續(xù)30min制為處理液；
第二步、將處理液泵入陶瓷微濾膜過濾器，控制溫度士45°C，進(jìn)膜壓力與出膜壓力差為0. 2 0. 3MPa,濾速控制在2 3m3/h，當(dāng)清液流量小于2m3/h時(shí)，分多次，每次泵入 1. 5 3m3的純化水頂洗，直至濃液中色氨酸含量低于1. Og/L后停機(jī)，得到除去菌體的色氨酸微濾液以及菌體蛋白，除菌率達(dá)到99. 74%，L-色氨酸收率為99. 3% ；
第三步、將色氨酸微濾液泵入超濾膜過濾器，控制溫度士35°C，進(jìn)膜壓力與出膜壓力差1. 0士0. IMPa，濾速控制在4 8m3/h，當(dāng)清液流量小于2m3/h時(shí)，分多次，每次泵入 1. 5 3m3的純化水頂洗，直至濃液中色氨酸含量低于0. 5g/L后停機(jī)，得到色氨酸超濾液和含有色素及蛋白的濃縮液，色素去除率達(dá)到96. 31 %，蛋白去除率達(dá)到59. 67%, L-色氨酸收率為96. 1% ；
第四步、將色氨酸超濾液泵入納濾膜過濾器，控制溫度士 40°C，進(jìn)膜壓力與出膜壓力差1. 0士0. 2MPa，濾速控制在2. 0 4. 0m3/h，得到色氨酸濃縮液以及含鹽的透過液；離子去除率達(dá)到78. 31%，L-色氨酸收率為95.4% ；
第五步、將經(jīng)納濾的色氨酸濃縮液先減壓濃縮，使部分水份蒸發(fā)，得到7%濃度的色氨酸溶液，迅速攪拌冷卻，在該溶液中加入10%濃度為98%的工業(yè)醋酸，慢速攪拌并溫度控制在15°C，結(jié)晶他，晶體經(jīng)離心脫水，獲得色氨酸粗品，粗品結(jié)晶一次收率達(dá)63.7% ；
第六步、將色氨酸粗品用50 80°C的10 40倍體積的純水溶解，再加入20%的 303#活性炭進(jìn)行脫色，脫色溫度控制在50 70°C，保溫10 60min，經(jīng)壓濾除炭后的脫色液，泵入結(jié)晶罐中迅速攪拌降溫至10 20°C，結(jié)晶他，晶體經(jīng)離心脫水烘干后，得L-色氨酸成品，精制收率為82. 7%，產(chǎn)品符合中國藥典2005版標(biāo)準(zhǔn)；
第七步、結(jié)晶母液用離子交換樹脂處理后，回流至步驟四循環(huán)利用將處理成H型的LH-2或WA-2陽離子樹脂裝入Φ 2. 2X4. Om的離子交換柱中，裝柱高3m，兩柱串聯(lián)，操作溫度為室溫，上柱速度為lBV/h，上柱時(shí)及時(shí)檢查有無漏吸，約上柱量為兩倍床體積后，用1 倍體積水洗滌樹脂，流速為1. 5 2BV/h，將洗滌液收集準(zhǔn)備再次上柱，用0. 5mol/L氨水 1. 5 2BV/h洗脫，收集液前一倍柱體積的20%，即樹脂間隙水分算作前流，因色氨酸含量低回收再上柱，pH = 4 11部分的洗脫液進(jìn)行超濾脫色除蛋白，然后納濾除鹽濃縮，回至結(jié)晶罐低溫結(jié)晶，PH高于11至無色氨酸流出作為下一批配制洗脫液使用，離子交換法總提取收率為73. 7%。從發(fā)酵液中提取色氨酸的總收率達(dá)到85. 3%。
第八步、將步驟四的透過液和步驟三的濃縮液再和步驟二的菌體蛋白混合，進(jìn)入單效蒸發(fā)器結(jié)晶器，控制溫度80°C，真空度為-0. 08MPa，濃縮約他后，進(jìn)入氣流烘干，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后，制成色氨酸提取的副產(chǎn)品-高蛋白飼料，蛋白含量在90%以上。
實(shí)施例3:
第一步、在直接發(fā)酵法產(chǎn)生的含有L-色氨酸發(fā)酵液進(jìn)行預(yù)處理處理方式為加入發(fā)酵液體積0. 的明礬和0. 1% NaHS03后，攪拌并加熱到60°C，持續(xù)30min制為處理液；
第二步、將處理液泵入陶瓷微濾膜過濾器，控制溫度士45°C，進(jìn)膜壓力與出膜壓力差為0. 2 0. 3MPa,濾速控制在2 3m3/h，當(dāng)清液流量小于2m3/h時(shí)，分多次，每次泵入 1. 5 3m3的純化水頂洗，直至濃液中色氨酸含量低于1. Og/L后停機(jī)。得到除去菌體的色氨酸微濾液以及菌體蛋白；除菌率達(dá)到99. 74%，L-色氨酸收率為99. 3% ；
第三步、將色氨酸微濾液泵入超濾膜過濾器，控制溫度士35°C，進(jìn)膜壓力與出膜壓力差1. 0士0. IMPa，濾速控制在4 8m3/h，當(dāng)清液流量小于2m3/h時(shí)，分多次，每次泵入 1. 5 3m3的純化水頂洗，直至濃液中色氨酸含量低于0. 5g/L后停機(jī)，得到色氨酸超濾液和含有色素及蛋白的濃縮液；色素去除率達(dá)到96. 31%，蛋白去除率達(dá)到59. 67%, L-色氨酸收率為96. 1% ；
第四步、將色氨酸超濾液泵入納濾膜過濾器，控制溫度士 40°C，進(jìn)膜壓力與出膜壓力差1. 0士0. 2MPa，濾速控制在2. 0 4. 0m3/h，得到色氨酸濃縮液以及含鹽的透過液；離子去除率達(dá)到78. 31%，L-色氨酸收率為95.4% ；
第五步、將經(jīng)納濾的色氨酸濃縮液先減壓濃縮，使部分水份蒸發(fā)，得到5%濃度的色氨酸溶液，迅速攪拌冷卻，在該溶液中加入15%濃度為98%的工業(yè)醋酸，慢速攪拌并溫度控制在15°C，結(jié)晶6h，晶體經(jīng)離心脫水獲得色氨酸粗品，粗品結(jié)晶一次收率達(dá)71. 6% ；
第六步、將色氨酸粗品用50 80°C的10 40倍體積的純水溶解，再加入10%的 303#活性炭進(jìn)行脫色，脫色溫度控制在50 70°C，保溫10 60min，經(jīng)壓濾除炭后的脫色液，泵入結(jié)晶罐中迅速攪拌降溫至10 20°C，結(jié)晶他，晶體經(jīng)離心脫水烘干后，得L-色氨酸成品，精制收率為89. 9%，產(chǎn)品符合中國藥典2005版標(biāo)準(zhǔn)；
第七步、結(jié)晶母液用離子交換樹脂處理后，回流至步驟四循環(huán)利用將處理成H型的LH-2或WA-2陽離子樹脂裝入Φ 2. 2X4. Om的離子交換柱中，裝柱高3m，兩柱串聯(lián)，操作溫度為室溫，上柱速度為lBV/h，上柱時(shí)及時(shí)檢查有無漏吸，約上柱量為兩倍床體積后，用1 倍體積水洗滌樹脂，流速為1. 5 2BV/h，將洗滌液收集準(zhǔn)備再次上柱，用0. 5mol/L氨水1. 5 2BV/h洗脫，收集液前一倍柱體積的20%，即樹脂間隙水分算作前流，因色氨酸含量低回收再上柱，pH = 4 11部分的洗脫液進(jìn)行超濾脫色除蛋白，然后納濾除鹽濃縮，回至結(jié)晶罐低溫結(jié)晶，PH高于11至無色氨酸流出作為下一批配制洗脫液使用，離子交換法總提取收率為73. 7%，從發(fā)酵液中提取色氨酸的總收率達(dá)到87.2% ；
第八步、將步驟四的透過液和步驟三的濃縮液再和步驟二的菌體蛋白混合，進(jìn)入單效蒸發(fā)器結(jié)晶器，控制溫度80°C，真空度為-0. 08MPa，濃縮約他后，進(jìn)入氣流烘干，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后，制成色氨酸提取的副產(chǎn)品-高蛋白飼料，蛋白含量在90%以上。
權(quán)利要求
1.一種從發(fā)酵液中分離提取L-色氨酸的工藝，其特征在于該工藝包括以下步驟 第一步、對直接發(fā)酵法產(chǎn)生的含有L-色氨酸發(fā)酵液進(jìn)行預(yù)處理處理方式為分別加入發(fā)酵液體積0. 1. 0%的明礬和發(fā)酵液體積0. 1. 0%的NaHSO3后，攪拌并加熱到 40 80°C，制為處理液；第二步、將處理液泵入陶瓷微濾膜過濾器，采用陶瓷管式膜分離系統(tǒng)，其材質(zhì)可以是 Al2O3或TiO2或SiO2或&02，其孔徑為20nm lOOnm，截留分子尺寸彡1·0μπι，ρΗ范圍1 14，操作溫度為0 80°C，進(jìn)膜壓力與出膜壓力差為0. 1 1. OMPa，濾速控制在2 3m3/h， 當(dāng)清液流量小于2m3/h時(shí)，分多次，每次泵入1. 5 3m3的純化水頂洗，直至濃液中色氨酸含量低于1.0g/L后停機(jī)，得到除去菌體的色氨酸微濾液以及菌體蛋白；第三步、將色氨酸微濾液泵入超濾膜過濾器，得到色氨酸超濾液和含有色素及蛋白的濃縮液；第四步、將色氨酸超濾液泵入納濾膜過濾器，得到色氨酸濃縮液以及含鹽的透過液； 第五步、將經(jīng)納濾的色氨酸濃縮液先減壓濃縮，使部分水份蒸發(fā)，迅速攪拌冷卻，在該溶液中加入 20%濃度為98%的工業(yè)醋酸，低溫結(jié)晶，晶體經(jīng)離心脫水，獲得色氨酸粗Pm ；第六步、將色氨酸粗品用50 80°C的10 40倍體積的純水溶解，加入粗品質(zhì)量5% 40%的303#活性炭進(jìn)行脫色，脫色溫度控制在50 80°C保溫，脫色10 60min，然后將壓濾除炭后的脫色液泵入結(jié)晶罐中，迅速攪拌降溫至10 20°C，結(jié)晶6h，晶體經(jīng)離心脫水烘干后，得L-色氨酸成品；第七步、結(jié)晶后的母液用離子交換樹脂處理后，回流至步驟四循環(huán)利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種從發(fā)酵液中分離提取L-色氨酸的工藝，其特征在于步驟三超濾膜器采用聚酰胺管式膜分離系統(tǒng)，超濾膜孔徑為1 20nm，截留分子量為600 IOOOKDa,總過濾面積1080m2，其操作條件為pH 2 12，操作溫度20 40°C，進(jìn)膜壓力與出膜壓力差為0. 5 1. 5MPa,濾速控制在4 8m3/h，當(dāng)清液流量小于2m3/h時(shí)，分多次，每次泵入1. 5 3m3的純化水頂洗，直至濃液中色氨酸含量低于0. 5g/L后停機(jī)，得到色氨酸超濾液和含有色素及蛋白的濃縮液。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種從發(fā)酵液中分離提取L-色氨酸的工藝，其特征在于步驟四納濾膜器采用聚酰胺管式膜分離系統(tǒng)，納濾膜孔徑為0. 1 lnm，截留分子量為100 200KDa,總過濾面積810m2，其操作條件為pH 2 12，操作溫度20 40°C，進(jìn)膜壓力與出膜壓力差為0. 5 1. 5MPa，濾速控制在2. 0 4. 0m3/h，得到色氨酸濃縮液以及含鹽的透過液。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種從發(fā)酵液中分離提取L-色氨酸的工藝，其特征在于結(jié)晶母液進(jìn)行離子交換所用樹脂為強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂WA-2和/或LH-2和/或732，離子交換柱采用串聯(lián)方式，洗脫液為0. 1 lmol/L氨水。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種從發(fā)酵液中分離提取L-色氨酸的新工藝，包括發(fā)酵液預(yù)處理，處理液泵入陶瓷微濾膜過濾器，得到除去菌體的色氨酸微濾液以及菌體蛋白；色氨酸微濾液泵入超濾膜過濾器，得到色氨酸超濾液和含有色素及蛋白的濃縮液；色氨酸超濾液泵入納濾膜過濾器，得到色氨酸濃縮液以及含鹽的透過液；過濾廢液綜合利用制成蛋白飼料；應(yīng)用工業(yè)醋酸促進(jìn)低溫結(jié)晶，結(jié)晶母液經(jīng)離子交換法處理套用，晶體經(jīng)離心脫水烘干后得到成品L-色氨酸。本發(fā)明解決了工業(yè)醋酸回收的問題，而且大大提高了L-色氨酸的提取收率；過濾液與菌體蛋白綜合利用實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品利潤的最大化。實(shí)現(xiàn)了L-色氨酸提取總收率為85.2％，精制產(chǎn)品達(dá)到中國藥典2005版標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號A23K1/00GKCN101812009 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 201010158401
公開日2011年12月14日 申請日期2010年4月28日
發(fā)明者孟宗盤, 左善, 趙春光, 鄧立君 申請人:河南巨龍生物工程股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan