通过添加矿物和酸处理增加蛋氨酸的溶解度的方法技术

本发明专利技术涉及提高蛋氨酸的溶解度的方法。更具体地，本发明专利技术涉及增加蛋氨酸的溶解度的方法，其中以适当的比例添加矿物和硫酸以提高蛋氨酸的溶解度，由此克服蛋氨酸在水中的低溶解度的问题。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景 1.专利
本专利技术涉及增加蛋氨酸的溶解度的方法。2.相关技术的描述蛋氨酸是身体必需的氨基酸之一并广泛用作动物饲料和食物添加剂以及用于医药产品的药物水溶液和其它原料的组分。蛋氨酸充当胆碱(卵磷脂)和肌酸的前体，并还用作合成半胱氨酸和牛磺酸的原料。另外，其充当硫供体。S-腺苷-蛋氨酸源自L-蛋氨酸且在身体内充当甲基供体，并且它与大脑中各种神经递质的合成有关。还发现蛋氨酸和/ 或S-腺苷-L-蛋氨酸(SAM)能预防肝脏和动脉中脂肪的累积并对于抑郁症、炎症、肝脏疾病和肌肉疼痛的治疗是有用的(Jeon BR等人，JH印atol.，2001年三月；34(3) :395-401)。对于蛋氨酸的化学合成，通过5-(β_甲基巯乙基)_乙内酰脲的水解来制备 L-蛋氨酸。然而，不利的是化学合成的蛋氨酸以L-型和D-型的混合物形式存在。因此， 本专利技术者开发了用于选择性合成L-蛋氨酸的生物方法，并且他们已经申请了专利(W0 2008/103432)。简称为“两步法”的方法包括发酵制备L-蛋氨酸前体和将L-蛋氨酸前体酶转化为L-蛋氨酸。L-蛋氨酸前体优选包含0-乙酰高丝氨酸和0-琥珀酰高丝氨酸。此外，同时与制备DL-蛋氨酸的常规化学合成相比，两步法具有仅对L-蛋氨酸有选择性和伴随制备有机酸的优点，更具体的是作为有用副产物的琥珀酸或醋酸。在前体的制备过程中， 在两步法中获得的L-蛋氨酸包含在微生物发酵的溶液中，并通常以水溶液的形式存在。对此，水溶液中DL-蛋氨酸或L-蛋氨酸的溶解度通常为约5% (w/v)。当以水溶液形式使用蛋氨酸时，偶尔需要制备高浓度的蛋氨酸水溶液。不利地，由于蛋氨酸的低溶解度而难于制备高浓度的蛋氨酸水溶液。能将高浓度的蛋氨酸水溶液直接用于饲料等，且其体积小于低浓度的蛋氨酸水溶液。此外，容易将高浓度蛋氨酸水溶液用于多种应用中，例如制剂改性和衍生物的制备。公开了使用矿物或酸处理作为增加蛋氨酸的溶解度的常规方法。第M30164号美国专利公开了使用矿物将DL-蛋氨酸的溶解度增加至高达12% (w/v)。在Dominik Fuchs 等人的文章中报道了使用酸处理将DL-蛋氨酸的溶解度增加至18% (w/v)，特别是在pH为 2 时(Dominik Fuchs 等人，Ind. Eng. Chem. Res. 2006，45，6578-6584)。第M30164号美国专利公开了通过使用矿物螯合DL-蛋氨酸来增加溶解度的方法。DL-蛋氨酸的螯合能通过形成1 1或1 2的矿物与DL-蛋氨酸的螯合物来增加 L-蛋氨酸的溶解度。然而，该方法的缺点在于高浓度的DL-蛋氨酸的溶解还需要高含量的矿物。特别地，对于制备IL最高浓度为50%的蛋氨酸溶液，需要总计3. 5M至3. 9M(全部蛋氨酸溶液的39. 6%至49. 6% )的包含3. 35M的硫酸锌和0. 167M至0. 569M的氯化铁的矿物。相对昂贵的矿物的使用增加了原料成本。因此，应降低矿物的量以在大规模工业化生产中获得经济效益。同时，通过酸处理增加DL-蛋氨酸的溶解度的方法具有产物强酸化的问题。因此，为解决上述问题，本专利技术者证实通过添加矿物和添加酸的组合能将蛋氨酸的溶解度最大化至50%且在该情况下与前面使用的方法相比矿物量仅不足15%，由此完成了本专利技术。专利技术概述本专利技术的目的是提供使用最小用量的矿物来最大化蛋氨酸的溶解度的方法，并提供了根据所述方法获得的具有增加的蛋氨酸溶解度的蛋氨酸溶液。专利技术效果本专利技术的方法能使用最小用量的各种矿物制备高浓度的蛋氨酸溶液。因此，能将高浓度的蛋氨酸溶液直接用于饲料等，并且其体积小于低浓度的蛋氨酸溶液。此外，容易将高浓度蛋氨酸溶液用于多种应用，例如制剂改性和衍生物的制备。附图简述附图说明图1是显示用于将本专利技术的L-蛋氨酸的溶解度提高至50%的方法的流程图。优选实施方案的详细描述为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了用于增加蛋氨酸溶液的溶解度的方法， 其包括步骤1，向含蛋氨酸的溶液加入含有一种或多种二价金属离子的矿物；以及步骤2，向步骤1中获得的含蛋氨酸的溶液加入酸。本专利技术的另一方面提供了通过上述方法制备的具有增加的蛋氨酸溶解度的高浓度的蛋氨酸溶液。 在下文中，详细描述本专利技术的组成。本专利技术一方面提供了用于增加蛋氨酸溶液的溶解度的方法，其包括步骤1，向含蛋氨酸的溶液加入含一种或多种二价金属离子的矿物；以及步骤2，向步骤1中获得的含蛋氨酸的溶液加入酸。本专利技术的技术特征在于与常规方法相比，通过使用二价金属离子螯合以及通过酸处理降低pH的组合来显著降低用于制备高浓度的蛋氨酸溶液的金属离子的使用。在本专利技术一个具体实施方案中，含蛋氨酸的溶液可为含DL-蛋氨酸或L-蛋氨酸的溶液。在本专利技术的另一具体实施方案中，含蛋氨酸的溶液可以是包含通过发酵或酶转化制备的L-蛋氨酸，或通过它的纯化、浓缩或干燥过程制备的L-蛋氨酸浓缩物的溶液，或者是通过再溶解L-蛋氨酸的干粉制得的L-蛋氨酸溶液。对此，L-蛋氨酸的纯度可为10%至 100%。在本专利技术的具体实施方案中，通过WO 2008/013432所述方法，通过微生物菌株的发酵以及酶转化反应制备L-蛋氨酸。在本专利技术的具体实施方案中，在发酵后通过酶转化反应制备L-蛋氨酸，然后使用流化床制粒机以粉末颗粒的干燥形式回收。粉末颗粒形式的L-蛋氨酸的纯度为约60%。根据本专利技术，在通过发酵和酶转化反应制备的含L-蛋氨酸的溶液中，可将L-蛋氨酸的溶解度增加至高达35%。其表明包含通过发酵和酶转化反应制备的L-蛋氨酸的溶液具有除L-蛋氨酸之外的高含量杂质，因此其比纯度为90%或以上的蛋氨酸具有更低的溶解度。因此，当增加蛋氨酸的纯度时，能将蛋氨酸的溶解度从35%增加至50%。在本专利技术的具体实施方案中，在使用通过纯化由发酵和酶转化反应制得的L-蛋氨酸而制备的纯度为99%或以上的L-蛋氨酸的情况下，发现实验结果与从Sigma购买的纯度为99%的市售L-蛋氨酸相同。在本专利技术中，二价金属离子可选自Fe2+、Ca2+、Mg2+、Mn2+、Cu2+和Si2+，并优选地选自 Fe2+、Mn2+ 和 Zn2+。包含二价金属离子的矿物可为选自硫化铁、硫化锰和硫化锌中的一种或多种，并且更优选的是具有较低的分子量的矿物。可以单独或以其两种或多种混合物的形式使用所述矿物。更优选地，避免使用具有较高分子量的矿物或昂贵的矿物。基于蛋氨酸溶液的总体积，优选以1 %至10 %，且更优选为2 %至8 %以及最优选为3 %至6 %的浓度的矿物量来使用。在本专利技术中，优选地，通过向含蛋氨酸的溶液添加酸来进行酸处理，所述添加的酸的浓度为0. OlM至0. 5M，更优选为0. 05M至0. 4M且最优选为0. 1M。在具体的实例中，使用 0. 1M。在本专利技术中，酸可以为硫酸，但不限于此。在本专利技术的具体实例中，相对于具有各种杂质的蛋氨酸，使用1.88%至8. 43%的矿物，由此制备35%至50%的蛋氨酸溶液(表1)。另外，与单独使用矿物相比，通过使用两种或多种矿物的混合物更能减少矿物的总注入量(参见表1)。根据本专利技术，为提高蛋氨酸的溶解度，通过加入最小量的矿物，随后进行酸处理能将蛋氨酸在水中的总溶解度最大化至10倍或更高。本专利技术的另一方面提供了具有根据上述方法增加的蛋氨本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．增加蛋氨酸的溶解度以制备蛋氨酸溶液的方法，其包括：步骤１，向含蛋氨酸的溶液加入包含一种或多种二价金属离子的矿物；以及步骤２，向步骤１中获得的含蛋氨酸的溶液加入酸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金泰影，
申请(专利权)人：CJ第一制糖株式会社，
类型：发明
国别省市：KR