一种L-瓜氨酸粗品的制备方法及由其制备的L-瓜氨酸技术

本发明专利技术公开一种L‑瓜氨酸粗品的制备方法及由其制备的L‑瓜氨酸，L‑瓜氨酸粗品的制备方法包括制备L‑瓜氨酸料液和由L‑瓜氨酸料液制得L‑瓜氨酸粗品；对粗品进行精制，得到L‑瓜氨酸成品。由于本发明专利技术方法在生产L‑瓜氨酸粗品时不用乙醇，因此该方法具有生产条件温和，浓缩时间短，产品纯度高，产量高，生产成本低的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物化工
更具体地，涉及一种L-瓜氨酸粗品的制备方法及由其制备的L-瓜氨酸。
技术介绍
1914年右贺太郎等从西瓜榨汁中第一次分离得到了瓜氨酸，此后由和田光德认出它是一种氨基酸。瓜氨酸以游离态存在于葫芦科植物的种子中，至今为止，人们已成功从西瓜榨汁中，野西瓜叶中，核桃仁，核桃幼苗及种子中分离得到了瓜氨酸H1。瓜氨酸是一种非蛋白质氨基酸，国外科学家在瓜氨酸方面的研究较多，尤其是在日本、美国和欧洲。在国内，对瓜氨酸的研究却还只是处于认识阶段，生产方法没有相应的报道对其检测方法和生理功能研究的也不多，只有少量的文献报道。岳瑞等用双波长薄层扫描法测定天花粉中瓜氨酸的含量。在研究粗糙孢霉突变株诱导与培养时，发现了瓜氨酸对此突变株有明显的促生长作用。郑春福等研究发现增加细胞外源的L瓜氨酸可明显提高活化巨噬细胞诱生的NO产量，进而降低活化巨噬细胞的感染率，并抑制细胞内弓形虫速殖子的增殖。曾小峰等发现抗环瓜氨酸肽抗体在类风湿关节炎的诊断中有重要的作用。瓜氨酸具有提高免疫系统功能，维护关节运动的机能，平衡正常的血糖水平，含丰富的抗氧化剂吸收有害的自由基，帮助保持胆固醇的正常水平。它也可以使人的血管获得松弛，用于增强男性性功能，以及治疗性功能障碍。还可以维护建康的肺功能以及提高脑力清晰度，降低压力和克服沮丧情绪，有帮助脑神经细胞具贮藏与调回讯息的功能。随着生物技术和遗传工程研究的迅速发展，生物化学制品市场也得到了持续增加，世界年销售额高达几十亿美元。因此对很多生物制品如酶类，疫苗，抗体等的保存受到越来越多的重视。瓜氨酸清除羟基的功能得到了很好的利用，研究表明瓜氨酸对DNA和酶具有抗羟基保护。瓜氨酸作为抗氧化剂，可以用于化妆品，保健食品，食品添加剂以及营养强化剂，同时还可对厌氧物质提供保护。因此，人们对瓜氨酸越来越重视，并寄希望于开发出新型的功能食品和功能药物。在瓜氨酸的生理功能方面，国外科学家已研究得出瓜氨酸具有一些很重要的药理功能，如自由基清除作用，在人体的健康保健方面具有很重要的意义；血管舒张作用，这有望成为治疗内毒症、脓毒症的良药。日本一科学家已研制出一种瓜氨酸新多肽，并将该新多肽研究发展成抗艾滋病药物。同时瓜氨酸被认为是一种非常有效的抗氧化剂，这一功能已应用于化妆品、药物、保健食品等各个领域。近年来国外的众多研究表明，瓜氨酸具有很多重要的生理功能，如清除自由基，异体排斥效应指示剂，血管舒张作用，稳定血压以及诊断类风湿关节炎，抗氧化等，应用前景十分广阔。在瓜氨酸的制备方法上主要有三种，国外主要采用发酵法和酶法生产，分离纯化多数使用离子交换等常用的分离方法。(1)化学法:是指碱性条件下水解L-精氨酸得L-瓜氨酸，过程控制比较困难，产品中含有旋光对映体D-瓜氨酸，影响产品质量，生产过程中产生大量废水，污染环境，但化学法是国内目前L-瓜氨酸工业化生产的唯一方法。(2)发酵法生产的难点在于单位体积L-瓜氨酸产率低，最高仅为1.7g/L，从发酵液中提取L-瓜氨酸的成本较高。发酵法的优点是成本低，产量高，产物的纯度高，在产品的生产过程中没有有毒物质的产生，给产物后加工提供了方便，降低了成本。目前，对发酵法生产瓜氨酸研究最多的国家是日本，在上世纪30年代就有这方面的研究，到了60年代达到了一定的水平。(3)酶法：是指在精氨酸脱亚胺酶的作用下，L-精氨酸被转化为L-瓜氨酸，生产条件温和，不产生有毒物质，转化体系中杂质较少，提取工艺简单，污染少。该法是以专一性强、转化率高的微生物菌体细胞为催化剂，催化精氨酸脱亚胺基生成L-瓜氨酸。利用酶法合成瓜氨酸，大多采用一步酶促反应，因而可避免瓜氨酸全合成途径中复杂的反馈调节作用，使瓜氨酸可以积累到较高的浓度。在实际生产中，如果采用离子交换方法分离催化精氨酸脱亚胺基生成的L-瓜氨酸，会使得制备成本提高，不利于大规模生产，所以，在实际生产中，采用对催化精氨酸脱亚胺基生成的L-瓜氨酸浓缩液添加乙醇结晶的办法制备L-瓜氨酸粗品，再对粗品进行精制，制得L-瓜氨酸成品。但是，该方法需要大量的乙醇，生产成本增高，另外添加乙醇还会对一线的生产人员的健康造成伤害，另外析出L-瓜氨酸粗品后的母液，也无法再次进行结晶，因为在将乙醇从母液中分离时，需要大量的蒸汽，高温会对残留在母液中的L-瓜氨酸造成破坏，产生大量的副产品，即便采用树脂，也很难将L-瓜氨酸分离出来，这给实际生产带来了不便，所以，对于改进制备L-瓜氨酸粗品的步骤中的工艺，对于实际中的生产企业来说，就显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种L-瓜氨酸粗品，该方法对于浓缩后的L-瓜氨酸料液直接结晶，具有生产条件温和，浓缩时间短，产品纯度高，产量高，成本低的特点。本专利技术的另一个目的在于提供一种由L-瓜氨酸粗品制备的L-瓜氨酸成品。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种L-瓜氨酸粗品的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)制备L-瓜氨酸料液；(2)由L-瓜氨酸料液制得L-瓜氨酸粗品；优选的，步骤(1)所述L-瓜氨酸料液为由L-精氨酸菌种制得的L-瓜氨酸转化液。优选的，步骤(2)所述由L-瓜氨酸料液制得L-瓜氨酸粗品包括由L-瓜氨酸料液经浓缩、结晶制得L-瓜氨酸粗品。优选的，所述由L-瓜氨酸料液浓缩、结晶制得L-瓜氨酸粗品具体包括：a.对制备得到的L-瓜氨酸料液进行脱色、浓缩得到第一批L-瓜氨酸浓缩液；b.对步骤a得到的第一批L-瓜氨酸浓缩液进行结晶得到第一批L-瓜氨酸粗品和分离出L-瓜氨酸粗品后的料液；c.对步骤b分离出L-瓜氨酸粗品后的料液进行浓缩得第二批L-瓜氨酸浓缩液；d.对步骤c得到的第二批L-瓜氨酸浓缩液进行结晶得到第二批L-瓜氨酸粗品和分离出L-瓜氨酸粗品后的料液；所述结晶的条件与步骤b中的结晶条件相同；e.重复步骤c和d制得第三批L-瓜氨酸粗品。优选的，步骤a所述脱色为用活性炭对制备得到的L-瓜氨酸料液进行脱色；包括向L-瓜氨酸料液加入活性炭，然后将加入活性炭后的L-瓜氨酸料液在70-80℃的温度下保温30min，过滤，得到脱色后的L-瓜氨酸料液；加入的活性炭的量为L-瓜氨酸料液质量的0.5-0.6wt％。优选的，步骤a所述浓缩为在70-80℃的温度和-0.08～0.07MPa的真空条件下搅拌所述脱色后的L-瓜氨酸料液，当所述脱色后的L-瓜氨酸料液的波美度达到1.085-1.095时，停止搅拌得L-瓜氨酸浓缩液；所述搅拌的转速为70-90r/min，优选地，所述搅拌的转速为80r/min。优选的，步骤b所述的结晶为将L-瓜氨酸浓缩液的温度降到0-5℃，在降温的同时以30-40r/min的转速搅拌浓缩液得到L-瓜氨酸粗品。优选的，步骤c所述浓缩为在70-80℃的温度和-0.08～0.07MPa的真空条件下搅拌所述脱色后的L-瓜氨酸料液，当所述脱色后的L-瓜氨酸料液的波美度达到1.250-1.325时，停止搅拌得L-瓜氨酸浓缩液；所述搅拌的转速为70-90r/min，优选地，所述搅拌的转速为80r/min。优选的，步骤b所述第一批L-瓜氨酸粗品的收率为73-75％；步骤d所述第二批L-瓜氨酸粗品的收率为12-15％；步骤e所述第三批L-瓜氨酸粗品的收率为5-7％；所述L-瓜氨酸粗品的总收率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种L‑瓜氨酸粗品的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)制备L‑瓜氨酸料液；(2)由L‑瓜氨酸料液制得L‑瓜氨酸粗品。

【技术特征摘要】
1.一种L-瓜氨酸粗品的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)制备L-瓜氨酸料液；(2)由L-瓜氨酸料液制得L-瓜氨酸粗品。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述L-瓜氨酸料液为由L-精氨酸菌种制得的L-瓜氨酸转化液。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述由L-瓜氨酸料液制得L-瓜氨酸粗品包括由L-瓜氨酸料液经浓缩、结晶制得L-瓜氨酸粗品。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述由L-瓜氨酸料液浓缩、结晶制得L-瓜氨酸粗品具体包括：a.对制备得到的L-瓜氨酸料液进行脱色、浓缩得到第一批L-瓜氨酸浓缩液；b.对步骤a得到的第一批L-瓜氨酸浓缩液进行结晶得到第一批L-瓜氨酸粗品和分离出L-瓜氨酸粗品后的料液；c.对步骤b分离出L-瓜氨酸粗品后的料液进行浓缩得第二批L-瓜氨酸浓缩液；d.对步骤c得到的第二批L-瓜氨酸浓缩液进行结晶得到第二批L-瓜氨酸粗品和分离出L-瓜氨酸粗品后的料液；所述结晶的条件与步骤b中的结晶条件相同；e.重复步骤c和d制得第三批L-瓜氨酸粗品。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤a所述脱色为用活性炭对制备得到的L-瓜氨酸料液进行脱色；包括向L-瓜氨酸料液加入活性炭，然后将加入活性炭后的L-瓜氨酸料液在70-80℃的温度下保温30min，过滤，得到脱色后的L-瓜氨酸料液；加入的活性炭的量为L-瓜氨酸料液质量的0.5-0.6wt％。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张家国，张松，
申请(专利权)人：张家国，
类型：发明
国别省市：湖北;42