一种L-谷氨酰胺的提取方法技术

本发明专利技术提供了一种L

【技术实现步骤摘要】
一种L
‑
谷氨酰胺的提取方法


[0001]本专利技术属于L
‑
谷氨酰胺
，涉及一种L
‑
谷氨酰胺的提取方法，具体涉及一种从含有L
‑
谷氨酰胺发酵液提取L
‑
谷氨酰胺的方法。

技术介绍

[0002]谷氨酰胺是肌肉中最丰富的游离氨基酸，约占人体游离氨基酸总量的60％，其在人体内可由谷氨酸、颉氨酸、异亮氨酸合成，空腹血浆谷氨酰胺浓度为500
‑
750μumol/L；在疾病、营养状态不佳或高强度运动等应激状态下，机体对谷氨酰胺的需求量增加，以致自身合成不能满足需要。谷氨酰胺对机体具有多方面的作用：1、增长肌肉；2、谷胺酰胺有强力作用；3、免疫系统的重要燃料，可增强免疫系统的功能；4、参与合成谷胱甘肽(一种重要的抗氧化剂)；5、胃肠道管腔细胞的基本能量来源，维持肠道屏障的结构及功能；6、改善脑机能，提高机体的抗氧化能力；7、谷氨酰胺强化的营养支持具有改善机体代谢、氮平衡、促进蛋白质合成、增加淋巴细胞总数的功能；8、谷氨酰胺可维持重症胰腺炎病人的肠道通透性，降低肠道细菌易位的发生，抑制炎性介质释放，减轻机体应激反应程度，缩短住院时间；9、及时适量地补充谷氨酰胺能有效地防止肌肉蛋白的分解，并可通过细胞的水合作用，增加细胞的体积，促进肌肉增长。
[0003]近年来，随着对谷氨酰胺的生理、生化、临床等方面研究的深入和发展，谷氨酰胺对生命活动的重要性正日渐突出。我国已经开始了谷氨酰胺发酵法小批量工业化生产，作为下游过程的分离纯化技术乃是影响其产品质量和成本的重要原因之一。谷氨酰胺发酵过程中的主要副产物是谷氨酸，谷氨酰胺和谷氨酸两者分子结构和化学性质相近，分离困难，而且谷氨酰胺不稳定，分离过程中酸性条件下容易转化成谷氨酸，影响谷氨酰胺的成品质量。传统发酵法生产谷氨酰胺提取分离法主要有一次浓缩结晶法、冰析法、双柱法提取提纯谷氨酰胺。目前大多数提取分离方法多采用阴阳双柱离子交换法提取谷氨酰胺，然而阴阳双柱分离工艺存在交换树脂用量大、洗脱和再生过程中酸碱消耗多的问题，并且谷氨酰胺在强酸或强碱环境中容易转化为谷氨酸，导致收率较低。
[0004]因此，需要提供一种新的L
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谷氨酰胺的提取工艺。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种L
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谷氨酰胺的提取方法，本专利技术提供的提取方法提高了L
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谷氨酰胺产品的纯度和收率，同时在提取过程中产生的废水可以进行循环利用，降低了环保负荷，降低了提取成本。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种L
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谷氨酰胺的提取方法，所述提取方法包括如下步骤：
[0008]对含有L
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谷氨酰胺的发酵过滤清液进行一次浓缩结晶、溶晶脱色、电渗析除盐、阴离子交换、二次浓缩结晶，得到所述L
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谷氨酰胺。
[0009]本专利技术利用电渗析除盐和单柱法(阴离子交换柱)二者配合分离谷氨酰胺和谷氨
酸，可以降低交换树脂的消耗，并且减少洗脱过程，避免谷氨酰胺在强酸或强碱环境中容易转化为谷氨酸，提高谷氨酰胺的收率。
[0010]为了进一步降低成本，并且降低环保负荷，本专利技术所述一次浓缩结晶的方法包括：将发酵过滤清液利用膜浓缩和真空浓缩，得到含有L
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谷氨酰胺的浓缩液。
[0011]本专利技术的一次浓缩结晶先采用膜浓缩进行“预浓缩”，然后再利用真空浓缩，得到一定浓度的浓缩液，本专利技术利用膜浓缩的技术一方面可以减少真空浓缩的能源消耗，另外一方面，膜浓缩除去的水可以进行重复利用，减少水的消耗，若直接利用真空浓缩，则既浪费能源，真空蒸馏出的溶剂还无法重复利用，增加了环保负荷。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述膜浓缩去除所述发酵过滤清液中40
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60％的水，例如45％、50％、55％等。若膜浓缩除去的水较少，则真空浓缩消耗的能源较大；若膜浓缩需要除去的水较多，则膜浓缩所需时间较长，反而会增加整个提取工艺的时间。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述真空浓缩的浓缩压力控制在
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0.052～
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0.068MPa，出料温度为65
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75℃。
[0014]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述浓缩液中所述L
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谷氨酰胺的浓度为60
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65％，例如61％、62％、63％、64％等。
[0015]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述结晶的方法包括：浓缩液降温析出晶体，之后搅拌育晶，以40
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50r/min转速搅拌20
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24h，在35℃养晶1小时，继续降温养晶一定时间，缓慢降温到15℃，然后利用低速离心机进行离心分离。
[0016]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述脱色利用活性炭进行脱色，脱色后的滤清液透光率达到95％以上，活性炭加入量为每吨L
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谷氨酰胺发酵液添加活性炭约5kg。
[0017]本专利技术所述含有L
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谷氨酰胺的发酵过滤清液的制备方法包括：将含有L
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谷氨酰胺的发酵液利用陶瓷膜和纳滤膜过滤，得到所述含有L
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谷氨酰胺的发酵过滤清液。
[0018]作为本专利技术的一种优选技术方案，本专利技术所述的发酵液中的L
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谷氨酰胺的浓度在5
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20％左右，其含量在80
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100g/L。
[0019]本专利技术依次利用陶瓷膜和纳滤膜对发酵液进行过滤，除去发酵液中残糖、菌体蛋白以及部分酸根离子。在本专利技术中，优选纳滤步骤在对发酵过滤清液进行浓缩之前进行，先进行纳滤得到过滤清液后再进行浓缩结晶等后处理，可以使得清液中含有的杂质较少，在浓缩结晶时可以提高结晶量，降低母液中谷氨酰胺的含量，进而可以提高最后的谷氨酰胺的产量。
[0020]本专利技术所述的母液指的是在进行一次浓缩结晶后，晶体和溶液分离，分离后的溶液称之为母液。
[0021]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述发酵液利用陶瓷膜过滤时，控制过滤清液与浓相的体积比为(5
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7):1，例如5.5:1、6:1、6.5:1等。
[0022]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述发酵液利用纳滤膜过滤时，控制过滤清液与浓相的体积比为(8
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10):1，例如8.5:1、9:1、9.5:1等。
[0023]本专利技术的发酵液在进行过滤时，需要控制透析水的量，在保证收率的同时避免能源的浪费。
[0024]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述含有L
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谷氨酰胺的发酵液的温度为55
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65℃，例如60℃。本专利技术所述发酵液在过滤前可以先经热交换，温度达到55
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种L
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谷氨酰胺的提取方法，其特征在于，所述提取方法包括如下步骤：对含有L
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谷氨酰胺的发酵过滤清液进行一次浓缩结晶、溶晶脱色、电渗析除盐、阴离子交换、二次浓缩结晶，得到所述L
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谷氨酰胺。2.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述一次浓缩结晶的方法包括：将发酵过滤清液利用膜浓缩和真空浓缩，得到含有L
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谷氨酰胺的浓缩液。3.根据权利要求2所述的提取方法，其特征在于，所述膜浓缩去除所述发酵过滤清液中40
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60％的水。4.根据权利要求2或3所述的提取方法，其特征在于，所述浓缩液中所述L
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谷氨酰胺的浓度为60
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65％。5.根据权利要求1
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4中的任一项所述的提取方法，其特征在于，所述含有L
‑
谷氨酰胺的发酵过滤清液的制备方法包括：将含有L
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谷氨酰胺的发酵液利用陶瓷膜和纳滤膜过滤，得到所述含有L
‑
谷氨酰胺的发酵过滤清液。6.根据权利要求5所述的提取方法，其特征在于，所述发酵液利用陶瓷膜过滤时，控制过滤清液与浓相的体积比为(5
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7):1；和/或，所述发酵液利用纳滤膜过滤时，控制过滤清液与浓相的体积比为(8
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10):1。7.根据权利要求5或6所述的提取方法，其特征在于，所述含有L
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谷氨酰胺的发酵液的温度为55
‑
65℃。8.根据权利要求1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨顺保，付松，崔怀成，冯学磊，王瑞昌，闻龙，
申请(专利权)人：安徽丰原生物技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：