氨基酸產(chǎn)品中美拉德產(chǎn)物的去除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氨基酸產(chǎn)品中美拉德產(chǎn)物的去除方法.
【背景技術(shù)】
[0002]目前，生物法發(fā)酵合成氨基酸產(chǎn)品的工藝因其生產(chǎn)清潔、成本低而受到了企業(yè)的廣泛關(guān)注。在發(fā)酵生產(chǎn)氨基酸時(shí)，發(fā)酵液的理化性質(zhì)是影響目標(biāo)產(chǎn)物品質(zhì)的重要因素，發(fā)酵液的成分十分復(fù)雜，其中除了菌體和目標(biāo)氨基酸產(chǎn)品外，還含有未被微生物完全利用的糖類(lèi)、無(wú)機(jī)鹽、蛋白質(zhì)、膠體，以及微生物的各種代謝產(chǎn)物。其中，糖類(lèi)特別是還原性糖類(lèi)與蛋白類(lèi)物質(zhì)在一定條件下易相互作用發(fā)生美拉德反應(yīng)產(chǎn)生棕色甚至是黑色的大分子物質(zhì)。美拉德產(chǎn)物按分子量的大小來(lái)分，其大體上可分為兩類(lèi):一類(lèi)是發(fā)酵反應(yīng)早期生成的中、低分子量的雜環(huán)化合物；另一類(lèi)是發(fā)酵反應(yīng)晚期生成的高分子聚合物，即類(lèi)黑精。美拉德產(chǎn)物的生成會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵后氨基酸轉(zhuǎn)化液的色素加深，從而給后續(xù)脫色工序增加壓力。同時(shí)，去除轉(zhuǎn)化液中的雜蛋白、糖類(lèi)物質(zhì)以及美拉德產(chǎn)物有一定的難度，這樣無(wú)疑降低了成品的品質(zhì)。不僅如此，成品一次性膜抽濾通過(guò)率是氨基酸行業(yè)控制成品質(zhì)量的重要考查指標(biāo)之一，但是大分子的美拉德產(chǎn)物多易吸附于抽濾膜的表面，這樣勢(shì)必會(huì)降低成品的膜抽濾通過(guò)率，從而導(dǎo)致成品的抽濾合格率下降。由此可見(jiàn)，美拉德產(chǎn)物的存在是影響發(fā)酵反應(yīng)成品質(zhì)量的重要原因之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)施可靠、能夠有效去除氨基酸產(chǎn)品中美拉德產(chǎn)物的方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種氨基酸產(chǎn)品中美拉德產(chǎn)物的去除方法，其步驟如下:收集氨基酸發(fā)酵液或轉(zhuǎn)化液，先進(jìn)行過(guò)濾處理，調(diào)至PH為5.5-6.5，加入活性炭，在50-90°C條件下通入空氣曝氣攪拌0.5-2h，最后過(guò)濾除去活性炭即可，所述氨基酸發(fā)酵液或轉(zhuǎn)化液中活性炭的加入量為0.5-3.0g/L，通氣量為10-200m3/(h.m3)，攪拌速度為20-100r/min。
[0005]采用上述技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果在于:在制備氨基酸產(chǎn)品的脫色工藝中，通過(guò)曝氣攪拌超濾透析液和活性炭的混合液，使得活性炭在將料液脫色的同時(shí)，還可以有效吸附料液中的美拉德產(chǎn)物，然后在后續(xù)的活性炭過(guò)濾脫除時(shí)即可一并將料液中的美拉德產(chǎn)物去除。這樣一方面可以有效保證氨基酸產(chǎn)品的質(zhì)量，另一方面還可以避免因美拉德產(chǎn)物的存在而降低氨基酸產(chǎn)品的膜抽濾通過(guò)率，具體的，此外，氨基酸產(chǎn)品抽濾合格標(biāo)準(zhǔn)是:取氨基酸產(chǎn)品10g溶解于100mL蒸餾水中，用孔徑0.8 μ m的微孔濾膜進(jìn)行抽濾，抽濾過(guò)膜的濾液量達(dá)到700mL即為合格。本發(fā)明實(shí)施簡(jiǎn)單方便，在美拉德產(chǎn)物的去除步驟中，僅需在氨基酸發(fā)酵液或轉(zhuǎn)化液的脫色工藝中進(jìn)行曝氣處理料液即可，既去除了美拉德產(chǎn)物，又實(shí)現(xiàn)脫色，一舉兩得。需要說(shuō)明的是，本申請(qǐng)所述方法是針對(duì)所有含美拉德產(chǎn)物的氨基酸成品。
[0006]作為進(jìn)一步的方案:所述的氨基酸發(fā)酵液或轉(zhuǎn)化液在PH值調(diào)節(jié)前經(jīng)過(guò)如下過(guò)濾處理:先微濾，再將微濾透析液超濾，得超濾透析液，之后再將調(diào)節(jié)超濾透析液pH值進(jìn)行美拉德產(chǎn)物的去除，其中微濾膜元件的孔徑為20-200nm，超濾膜元件的孔徑為2.5_20nm。優(yōu)選的，所述的過(guò)濾處理還包括以下步驟:先將氨基酸發(fā)酵液或轉(zhuǎn)化液加熱至55°C -65°C，再進(jìn)行微濾和超濾處理，其中超濾溫度35°C -45°C。由于氨基酸發(fā)酵液或轉(zhuǎn)化液中含有較多的雜質(zhì)，因此先通過(guò)微濾處理，這樣可以除去其中的大分子蛋白雜質(zhì)，然后再將微濾透析液進(jìn)行超濾處理，因前道的微濾處理已除去其中的大分子蛋白雜質(zhì)，因此微濾透析液能夠快速通過(guò)超濾膜元件，同時(shí)除去其中的膠體雜蛋白以及糖類(lèi)物質(zhì)，這樣得到的超濾透析液經(jīng)過(guò)脫色、去美拉德產(chǎn)物后，即可直接進(jìn)行濃縮結(jié)晶處理得到氨基酸產(chǎn)品。具體的，微濾原液氨基酸濃度為20g/L-90g/L，微濾進(jìn)出口壓差為0.1-0.2Mpa，所謂的微濾原液氨基酸也就是指待微濾的氨基酸發(fā)酵液或轉(zhuǎn)化液。
[0007]更為具體的方案:所述的超濾透析液中加入活性炭后，先在80_90°C條件下混合攪拌40-60min，再在50°C _60°C下通入空氣攪拌0.5-1.5h，先將添加有活性炭的超濾透析液進(jìn)行攪拌混合，這樣可以有效保證超濾透析液的脫色，以降低氨基酸產(chǎn)品的色度，之后再曝氣攪拌混合液，使得活性炭吸附其中的美拉德產(chǎn)物。優(yōu)選的，所述的超濾透析液中活性炭的加入量為1.5-2.5g/L，通氣量為50-150m3/ (h.m3)。
[0008]進(jìn)一步的，所述活性炭的過(guò)濾步驟為:將曝氣脫色后的超濾透析液先通過(guò)板框過(guò)濾器過(guò)濾，得到的清液減壓濃縮、結(jié)晶、干燥后，得晶狀產(chǎn)品。具體的，所述板框過(guò)濾器的孔徑40nm_60nm，過(guò)濾壓力0.08Mpa-0.15Mpa ;所述清液的濃縮壓力為-0.095Mpa，濃縮溫度70V -80V,同時(shí)在結(jié)晶過(guò)程中進(jìn)行攪拌；初始向酶反應(yīng)器中投加10kg/m3的氨基酸發(fā)酵液或轉(zhuǎn)化液，也就是氨基酸發(fā)酵液或轉(zhuǎn)化液向酶反應(yīng)器中的投加量，另外，結(jié)晶初始溫度70°C，前兩小時(shí)溫度共下降20°C，后一小時(shí)溫度下降20°C，前期攪拌轉(zhuǎn)速30rpm-60rpm,，后期攪拌轉(zhuǎn)速50rpm-90rpm。所述的晶狀產(chǎn)品也即是氨基酸目標(biāo)產(chǎn)物，由于前道工序已將氨基酸發(fā)酵液或轉(zhuǎn)化液中的糖類(lèi)物質(zhì)，美拉德產(chǎn)物等雜質(zhì)去除，同時(shí)又進(jìn)行了脫色處理。因此后續(xù)只需直接將除去活性炭的料液進(jìn)行減壓濃縮和結(jié)晶干燥處理后即可得到目標(biāo)產(chǎn)品。
【具體實(shí)施方式】
[0009]以下通過(guò)1-3實(shí)施例對(duì)本發(fā)明公開(kāi)的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明:
[0010]實(shí)施例1:去除β -丙氨酸產(chǎn)品中的美拉德產(chǎn)物
[0011 ] a)過(guò)濾處理:收集β -丙氨酸轉(zhuǎn)化液2m3，加熱至60°C，先微濾，再將微濾透析液超濾，得超濾透析液，其中微濾膜元件的孔徑為20-100nm，超濾膜元件的孔徑為2.5_10nm，超濾膜元件的工作溫度為40°C，這里所述的β -丙氨酸轉(zhuǎn)化液也可以直接選自申請(qǐng)人于本申請(qǐng)同日提交的名稱(chēng)為“ β -丙氨酸的合成方法”的發(fā)明專(zhuān)利中提及的酶催化反應(yīng)后酶反應(yīng)器中存在的反應(yīng)物，也即是發(fā)酵后的丙氨酸轉(zhuǎn)化液。