CN104178534B - 一种以南极磷虾为原料制备l-酪氨酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种以南极磷虾为原料制备L-酪氨酸的方法，该方法具有如下操作步骤：南极磷虾粉经内切蛋白酶和外切蛋白酶连续水解后，得到含有游离酪氨酸的酶解溶液；酶解溶液的pH值被调节至5.5～5.7后，经真空浓缩、诱导结晶，酶解溶液中即有白色晶体析出；酶解溶液经过离心处理后，取沉淀，用去离子水洗涤沉淀三次，将沉淀干燥后，研磨成粉，即得L-酪氨酸。本发明提供了一种操作简便、成本低廉的L-酪氨酸制备方法。该方法温和、生产过程无污染、所得产品纯度较高。
Description
技术领域
本发明属于氨基酸制备技术领域，具体涉及一种以南极磷虾为原料制备L-酪氨酸的方法。
背景技术
L-酪氨酸是合成多肽类激素、抗生素、多巴胺等药物的主要原料，广泛应用于医药、食品添加剂、生物化工和饲料等领域。目前，L-酪氨酸最主要的生产方法是以人发、羽毛等为原料，经强酸水解成氨基酸后，用碱将水解液中和至弱酸性，将氨基酸依次从混合物中分离，重结晶得到氨基酸纯品，此种方法工艺繁琐、生产成本较高。
日本专利2007-010821公开了一种从酱油渣中提取L-酪氨酸的方法，该方法采用加碱、加热处理酱渣，然后加酸中和的方法，需要加入大量的化学物品，提取过程较为繁琐。中国专利CN101182297A公开了一种从生产L-胱氨酸的排放液中回收L-酪氨酸的方法，该方法中混合液依次经过活性炭柱吸附和氢氧化钠溶液解吸过程，分离得到酪氨酸。中国专利CN102863366A公开了一种从角蛋白来源的胱氨酸及酪氨酸混合物中分离酪氨酸的方法，该方法采用加酸加热、加有机醇的方式，分离得到酪氨酸。中国专利CN103012179A公开了一种利用一步精制法从毛发中提取酪氨酸的方法，该方法采用将胱氨酸精制母液快速中和至较高pH后，经分离、酸溶、脱色、精制中和得到酪氨酸精品。但是上述的方法都存在步骤操作繁琐，产率低下等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以水产品为原料制备L-酪氨酸的方法，特别是一种以南极磷虾为原料制备L-酪氨酸的方法，从而补充现有技术的不足，简化L-酪氨酸的生产工艺。
本发明中以南极磷虾为原料制备L-酪氨酸的方法，包括如下步骤：
1)向南极磷虾粉中加入蒸馏水制成水溶液，调节混合液的pH值，再向混合液中加入蛋白酶A，恒温搅拌，水解结束后加热终止酶解反应，离心，取上清液，得到第一次酶解溶液；
2)向第一次酶解溶液中加入加入蛋白酶B，恒温搅拌，水解温度为40～60℃，水解时间为2～6h，水解结束后加热终止酶解反应，离心，取上清液，得到第二次酶解溶液；
3)向第二次酶解溶液中加入2MHCl，然后将第二次酶解溶液加热进行浓缩后，得到浓缩液；
4)向浓缩液中加入晶种，然后降温至溶液中有白色晶体析出；
5)将步骤4)有白色晶体的溶液经离心处理后，取沉淀，用去离子水洗涤沉淀，将沉淀干燥后，研磨成粉，即得L-酪氨酸。
步骤1)中蛋白酶A为食品级木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、中性蛋白酶或碱性蛋白酶中的一种，混合液的pH值被调节为6.0～10.0，蛋白酶A与磷虾粉的质量比为1:200～3:200，水解温度为40～60℃，水解时间为2～6h；
步骤1)中的蛋白酶A优选食品级胰蛋白酶，混合液的pH被调节为8.0，水解温度为50℃，水解时间为6h；
步骤2)中蛋白酶B为食品级风味蛋白酶，酶解溶液A的pH值被调节为7.0～9.0，蛋白酶B与磷虾粉的质量比为1:200～3:200，水解温度为40～60℃，水解时间为2～6h；
步骤3)中第二次酶解溶液的pH值被调节至5.5～5.7，加热方式为减压加热，加热温度为40～80℃，真空度为0.06～0.08Mpa；
步骤4)中晶种为L-酪氨酸粉末，添加量与磷虾粉的质量比为0.01～0.05:100；
步骤4)中溶液C降温至20～30℃，静置时间为6～48h；
步骤5)中沉淀的干燥方式为冷冻干燥或加热干燥。
本发明提供了一种操作简便、成本低廉的L-酪氨酸制备方法。该方法温和、生产过程无污染、所得产品纯度较高。南极磷虾粉经内切蛋白酶和外切蛋白酶连续水解后，得到含有游离酪氨酸的水溶液，经真空浓缩、诱导结晶，得到纯度较高的L-酪氨酸晶体，得率为0.8～1.6％，纯度≥90％。采用南极磷虾生产制备酪氨酸的同时，还可以得到必需氨基酸含量丰富的南极磷虾活性肽产品。
附图说明
图1：本发明制备所得L-酪氨酸晶体的氨基酸组成分析图；
图2：本发明中制备所得L-酪氨酸晶体的粉末X-衍射图谱。
具体实施方式
南极磷虾是一类海洋无脊椎动物，分布于南极水域。据统计，南极磷虾的蕴藏量为6.5-10亿吨，是人类巨大的蛋白资源宝库。磷虾干重中蛋白质含量约65-75％，其氨基酸组成合理，是进行蛋白质高值化利用的重要原料。
本发明在用南极磷虾制备L-酪氨酸时，发现制备L-酪氨酸的得率很低，因此，申请人在制备的过程中采用两次酶解的方式，使酪氨酸充分地从蛋白中游离释放；同时，向酶解溶液中加入酪氨酸晶种，诱导溶液中游离酪氨酸的结晶，从而大大提供了L-酪氨酸的得率，缩短了结晶时间。
下面结合实施例对本发明的方法进行详细的描述。
实施例1
1)取南极磷虾粉5kg，向磷虾粉中加入蒸馏水60L，向混合液中加入2MHCl调节混合液pH值至7.5，升温至45℃，向混合液中加入中性蛋白酶25g，恒温搅拌反应5h，加热至100℃终止酶反应，离心，取上清液，得溶液A；
2)向溶液A中加入2MNaOH，调节溶液A的pH值至7.5，升温至50℃，向溶液A中加入风味蛋白酶50g，恒温搅拌反应4h，加热至100℃终止酶反应，离心，取上清液，得溶液B；
3)向溶液B中加入2MHCl，调节溶液A的pH值至5.6，将溶液B在65℃条件下，减压加热至固形物含量为20％，真空度为0.08MPa，得溶液C；
4)向溶液C中加入L-酪氨酸2.5g，降温至25℃，恒温静置48h，溶液C中即有白色晶体析出；
5)溶液C经离心处理后，转速为5000r/min，取沉淀；沉淀经去离子水洗涤三次后，至于85℃烘箱中干燥；干燥后研磨成粉，即得L-酪氨酸。
本实施例中所得L-酪氨酸为白色粉末状晶体，得率为1.05％。如附图1所示，本发明产品中L-酪氨酸的含量≥90％，纯度高；图2所示为L-酪氨酸产品的X-衍射图，所示皆为L-酪氨酸的特征性晶体峰。
实施例2
1)取南极磷虾粉10kg，向磷虾粉中加入95％乙醇100L，在反应釜中搅拌6h，离心取沉淀，真空干燥得脱脂磷虾粉；
2)取脱脂虾粉5kg，向脱脂虾粉中加入蒸馏水100L，升温至50℃，向混合液中加入2MHCl调节混合液pH值至8.0，向混合液中加入胰蛋白酶50g，恒温搅拌反应6h，加热至100℃终止酶反应，离心，取上清液，得溶液A；
2)向溶液A中加入2MHCl，调节溶液A的pH值至7.5，升温至45℃，向溶液A中加入风味蛋白酶50g，恒温搅拌反应6h，加热至100℃终止酶反应，离心，取上清液，得溶液B；
3)向溶液B中加入2MHCl，调节溶液A的pH值至5.7，将溶液B在70℃条件下，减压加热至固形物含量为25％，真空度为0.08MPa，得溶液C；
4)向溶液C中加入L-酪氨酸2.0g，降温至30℃，恒温静置32h，溶液C中即有白色晶体析出；
5)溶液C经离心处理后，转速为5000r/min，取沉淀；沉淀经去离子水洗涤三次后，经冷冻干燥、研磨成粉，即得L-酪氨酸。
本实施例中所得L-酪氨酸为白色粉末状晶体，得率为1.25％，纯度≥90％。
实施例3
1)取南极磷虾粉10kg，向磷虾粉中加入95％乙醇100L，在反应釜中搅拌6h，离心取沉淀，真空干燥得脱脂磷虾粉；
2)取脱脂虾粉5kg，向脱脂虾粉中加入蒸馏水100L，升温至50℃，向混合液中加入2MHCl调节混合液pH值至8.0，向混合液中加入胰蛋白酶50g，恒温搅拌反应6h，加热至100℃终止酶反应，离心，取上清液，得溶液A；
3)向溶液A中加入2MHCl，调节溶液A的pH值至5.7，将溶液A在70℃条件下，减压加热至固形物含量为25％，真空度为0.08MPa，得溶液B；
4)将溶液B，降温至30℃，恒温静置48h，溶液B中即有白色晶体析出；
5)溶液B经离心处理后，转速为5000r/min，取沉淀；沉淀经去离子水洗涤三次后，经冷冻干燥、研磨成粉，即得L-酪氨酸。
本实施例中所得L-酪氨酸为白色粉末状晶体，得率为0.65％。
Claims (7)
1.一种以南极磷虾为原料制备L-酪氨酸的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：
1)向南极磷虾粉中加入蒸馏水制成水溶液，调节水合液的pH值，再向水溶液中加入蛋白酶A，恒温搅拌，水解结束后加热终止酶解反应，离心，取上清液，得到第一次酶解溶液；
2)向第一次酶解溶液中加入加入蛋白酶B，恒温搅拌，水解温度为40～60℃，水解时间为2～6h，水解结束后加热终止酶解反应，离心，取上清液，得到第二次酶解溶液；
3)向第二次酶解溶液中加入2MHCl，然后将第二次酶解溶液加热进行浓缩后，得到浓缩液；
4)向浓缩液中加入晶种，然后降温至溶液中有白色晶体析出；
5)将步骤4)有白色晶体的溶液经离心处理后，取沉淀，用去离子水洗涤沉淀，将沉淀干燥后，研磨成粉，即得L-酪氨酸；
所述的步骤1)中蛋白酶A为木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶中的任一种或几种；
所述的步骤2)中蛋白酶B为风味蛋白酶，第一次酶解溶液的pH值被调节为7.0～9.0，蛋白酶B与磷虾粉的质量比为1:200～3:200，水解温度为40～60℃，水解时间为2～6h；
所述的步骤4)中晶种为L-酪氨酸粉末，添加量与磷虾粉的质量比为0.01～0.05:100。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤1)中水溶液的pH值被调节为6.0～10.0。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤1)中蛋白酶A与磷虾粉的质量比为1:200～3:200，水解温度为40～60℃，水解时间为2～6h。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述的步骤1)中的蛋白酶A为胰蛋白酶，且水溶液的pH调节为8.0，水解温度为50℃，水解时间为6h。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤3)中第二次酶解溶液的pH值被调节至5.5～5.7，加热方式为减压加热，加热温度为40～80℃，真空度为0.06～0.08Mpa。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤4)中溶液降温至20～30℃，静置时间为6～48h。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤5)中沉淀的干燥方式为冷冻干燥或加热干燥。
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