CN106278919A - 一种制备l‑异亮氨酸氨酸的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于氨基酸制备领域，公开了一种制备L‑异亮氨酸的方法，其包括如下步骤：步骤1）微滤膜过滤和絮凝除杂，步骤2）超滤膜过滤，步骤3）浓缩结晶。本发明方法简单可行，L‑异亮氨酸的收率和纯度高，应用前景广阔。

Description

一种制备L-异亮氨酸氨酸的方法

技术领域

本发明属于氨基酸制备领域，具体提供了一种制备L-异亮氨酸的方法。

背景技术

异亮氨酸，学名2-氨基-3-甲基戊酸，别名异白氨酸，是20种基本氨基酸的其中一种，几乎存在于所有蛋白质的结构中。异亮氨酸有2个不对称碳原子，故其存在4种立体异构体和2个L-异亮氨酸的非对映体，但是自然界中只存在L-异亮氨酸一种类型。由于L-异亮氨酸不能在人体内合成，所以它是人体必需氨基酸，与L-亮氨酸、L-缬氨酸统称为支链氨基酸，因其特殊的结构和功能，在人体生命代谢中具有重要作用。

目前，L-异亮氨酸的生产方法有提取法、化学合成法、发酵法。工业生产上实施的大部分为发酵法。从发酵液中提取L-异亮氨酸的方法一般采用沉降法、离子交换法及膜法等。提取工艺的消耗品以及产品的纯度决定着企业的利润。如何降低生产成本，减轻环境压力，进而提高企业自身的竞争力，是行业竞争的首要问题。

发明内容

为了克服现有技术L-异亮氨酸提取工艺繁琐、纯度低等缺陷，本发明提供了一种制备L-异亮氨酸的方法。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种制备L-异亮氨酸的方法，其包括如下步骤：步骤1）微滤膜过滤和絮凝除杂，步骤2）超滤膜过滤，步骤3）浓缩结晶。

具体地，所述方法包括如下步骤：

步骤1）微滤膜过滤和絮凝除杂：将L-异亮氨酸发酵液通过微滤膜一次过滤，得到发酵液的微滤透析液和菌体蛋白，菌体蛋白经烘干后作为优质菌体蛋白出售；然后添加占微滤透析液1%（w/w）的絮凝剂，200转/min搅拌10min，然后静置120min，微滤膜二次过滤，收集沉淀和上清液；

步骤2）超滤膜过滤：将步骤1）中的上清液通过超滤膜过滤，得到超滤透析液和浓缩液，浓缩液和步骤1）的沉淀混合，经烘干后用来生产饲料蛋白；

步骤3）浓缩结晶：将超滤透析液浓缩成原体积的四分之一，然后缓慢降温至20℃，调节溶液的pH为6，沉降5小时，离心，收集沉淀物，将沉淀物投入纯化水中，然后添加占沉淀物1.5%（w/w）的絮凝剂，200转/min搅拌10min，再用微滤膜三次过滤，去除沉淀，收集上清液，浓缩成原体积的三分之一，再调节溶液的pH为6，温度控制在18℃，沉降6小时；离心获得结晶的L-异亮氨酸。

所述絮凝剂按照如下工艺制备而得：

1）往淀粉中加占淀粉两倍质量的纯化水，搅拌均匀得到悬浊液，然后加入与淀粉等质量的羧甲基纤维素钠，200转/min搅拌30min，然后置于80℃烘干至水分含量5%（质量百分比）以下，得到改性淀粉；

2）按照5:1:0.2的质量比取壳聚糖、腐植酸钠以及果胶，混合搅拌均匀，然后添加占壳聚糖两倍质量的2M的氢氧化钠水溶液，30KHz的超声10min，最后500转/min搅拌3min，得到改性壳聚糖；

3）将玉米秸粉、海泡石分别粉碎得到玉米秸秆粉和海泡石粉，将玉米秸秆粉、海泡石粉以及硅藻土按照3:1:1的质量比混合搅拌均匀，添加到占硅藻土5倍重量的浓度为1M的氢氧化钠溶液中，200转/min搅拌120min，然后过滤，干燥，研磨成粒径为10-20目的粉末；

4）将改性淀粉、改性壳聚糖以及步骤3）所得粉末按照5:3:2的质量比混合搅拌均匀，然后置于密闭反应釜中，以2℃/s的升温速率升至150℃，保温30min，取出，投入到搅拌器中，500转/min搅拌3min，得到混合料，置于烘箱中，80℃烘干90min，取出，粉碎即得。

优选地，

所述微滤膜一次过滤、二次过滤以及三次过滤的条件均为：微滤膜为无机陶瓷膜，截留分子量为10000Da，微滤温度为40℃；所述超滤膜过滤的条件为：超滤膜截留分子量为200Da，超滤温度为40℃。

本发明取得的有益效果主要包括：

本发明通过膜技术结合新型絮凝剂除杂，工艺简单可行，相对于申请人之前的专利技术，大大提高了收率和纯度，获得了高品质产品，企业收益相应增加；本发明提供一种新型絮凝剂，适合氨基酸发酵液纯化，避免化学物质，絮凝除杂效果好，成本低廉，环保无污染；通过添加本发明絮凝剂纯度可提高20%以上；

本发明提供一种新型絮凝剂，适合氨基酸发酵液纯化，避免化学物质，絮凝除杂效果好，成本低廉，环保无污染；本发明絮凝剂以农业废弃物和天然矿物质为主要原料，这种原料来源广泛且成本低，并且制备出多孔材料，絮凝除杂效果好，实现了农业废弃物回收利用；氨基酸提取工艺中采用两次絮凝剂处理，简化了操作步骤，节省了成本，并且使得纯化效果更佳，使用后的絮凝剂还可以用作肥料制备，变废为宝。

具体实施方式

以下将采用具体的实施例来对本发明作进一步的解释，但是不应当看作是对本发明创新精神的限制。

实施例1

一种制备L-异亮氨酸的方法，其包括如下步骤：

步骤1）微滤膜过滤和絮凝除杂：将质量含量为1.69%的1170kg L-异亮氨酸发酵液通过微滤膜一次过滤，得到发酵液的微滤透析液和菌体蛋白，菌体蛋白经烘干后作为优质菌体蛋白出售；然后添加占微滤透析液1%（w/w）的絮凝剂，200转/min搅拌10min，然后静置120min，微滤膜二次过滤，收集沉淀和上清液；

步骤2）超滤膜过滤：将步骤1）中的上清液通过超滤膜过滤，得到超滤透析液和浓缩液，浓缩液和步骤1）的沉淀混合，经烘干后用来生产饲料蛋白；所述超膜过滤的条件为：超滤膜截留分子量为200Da，超滤温度为40℃；

步骤3）浓缩结晶：将超滤透析液浓缩成原体积的四分之一，然后缓慢降温至20℃，调节溶液的pH为6；沉降5小时，离心，收集沉淀物，将沉淀物投入两倍重量的纯化水中，然后添加占沉淀物1.5%（w/w）的絮凝剂，200转/min搅拌10min，然后微滤膜三次过滤，去除沉淀，收集上清液，浓缩成原体积的三分之一，再调节溶液的pH为6；温度控制在18℃，沉降6小时；离心获得结晶的L-异亮氨酸，烘干得到L-异亮氨酸产品16.39kg。经检测：L-异亮氨酸的提取率为82.9%，HPLC检测纯度为99.1%。

所述微滤膜一次过滤、二次过滤以及三次过滤的条件均为：微滤膜为无机陶瓷膜，截留分子量为10000Da，微滤温度为40℃；

所述絮凝剂按照如下工艺制备而得：

1）往淀粉中加占淀粉两倍质量的纯化水，搅拌均匀得到悬浊液，然后加入与淀粉等质量的羧甲基纤维素钠，200转/min搅拌30min，然后置于80℃烘干至水分含量5%（质量百分比）以下，得到改性淀粉；

2）按照5:1:0.2的质量比取壳聚糖、腐植酸钠以及果胶，混合搅拌均匀，然后添加占壳聚糖两倍质量的2M的氢氧化钠水溶液，30KHz的超声10min，最后500转/min搅拌3min，得到改性壳聚糖；

3）将玉米秸粉、海泡石分别粉碎得到玉米秸秆粉和海泡石粉，将玉米秸秆粉、海泡石粉以及硅藻土按照3:1:1的质量比混合搅拌均匀，添加到占硅藻土5倍重量的浓度为1M的氢氧化钠溶液中，200转/min搅拌120min，然后过滤，干燥，研磨成粒径为10-20目的粉末；

4）将改性淀粉、改性壳聚糖以及步骤3）所得粉末按照5:3:2的质量比混合搅拌均匀，然后置于密闭反应釜中，以2℃/s的升温速率升至150℃，保温30min，取出，投入到搅拌器中，500转/min搅拌3min，得到混合料，置于烘箱中，80℃烘干90min，取出，粉碎即得。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种制备L-异亮氨酸的方法，其包括如下步骤：步骤1）微滤膜过滤和絮凝除杂，步骤2）超滤膜过滤，步骤3）浓缩结晶。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1）微滤膜过滤和絮凝除杂：将L-异亮氨酸发酵液通过微滤膜一次过滤，得到发酵液的微滤透析液和菌体蛋白，菌体蛋白经烘干后作为优质菌体蛋白出售；然后添加占微滤透析液1%（w/w）的絮凝剂，200转/min搅拌10min，然后静置120min，再微滤膜二次过滤，收集沉淀和上清液；

步骤2）超滤膜过滤：将步骤1）中的上清液通过超滤膜过滤，得到超滤透析液和浓缩液，浓缩液和步骤1）的沉淀混合，经烘干后用来生产饲料蛋白；

步骤3）浓缩结晶：将超滤透析液浓缩成原体积的四分之一，然后缓慢降温至20℃，调节溶液的pH为6；沉降5小时，离心，收集沉淀物，将沉淀物投入纯化水中，然后添加占沉淀物1.5%（w/w）的絮凝剂，200转/min搅拌10min，再用微滤膜三次过滤，去除沉淀，收集上清液，浓缩成原体积的三分之一，再调节溶液的pH为6，温度控制在18℃，沉降6小时；最后离心获得结晶的L-异亮氨酸。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述絮凝剂按照如下工艺制备而得：

1）往淀粉中加占淀粉两倍质量的纯化水，搅拌均匀得到悬浊液，然后加入与淀粉等质量的羧甲基纤维素钠，200转/min搅拌30min，然后置于80℃烘干至水分含量5%（质量百分比）以下，得到改性淀粉；

2）按照5:1:0.2的质量比取壳聚糖、腐植酸钠以及果胶，混合搅拌均匀，然后添加占壳聚糖两倍质量的2M的氢氧化钠水溶液，30KHz的超声10min，最后500转/min搅拌3min，得到改性壳聚糖；

3）将玉米秸粉、海泡石分别粉碎得到玉米秸秆粉和海泡石粉，将玉米秸秆粉、海泡石粉以及硅藻土按照3:1:1的质量比混合搅拌均匀，添加到占硅藻土5倍重量的浓度为1M的氢氧化钠溶液中，200转/min搅拌120min，然后过滤，干燥，研磨成粒径为10-20目的粉末；

4）将改性淀粉、改性壳聚糖以及步骤3）所得粉末按照5:3:2的质量比混合搅拌均匀，然后置于密闭反应釜中，以2℃/s的升温速率升至150℃，保温30min，取出，投入到搅拌器中，500转/min搅拌3min，得到混合料，置于烘箱中，80℃烘干90min，取出，粉碎即得。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述微滤膜一次过滤、二次过滤以及三次过滤的条件均为：微滤膜为无机陶瓷膜，截留分子量为10000Da，微滤温度为40℃；所述超滤膜过滤的条件为：超滤膜截留分子量为200Da，超滤温度为40℃。