一種發酵液提取l-色氨酸的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于生物提取技術領域，具體涉及一種發酵液提取L-色氨酸的方法。
【背景技術】
[0002]L-色氨酸，1825年首次被發現，化學名稱為α -氨基-β -吲哚丙酸，白色或微黃色片狀晶體或粉末，溶于水，在稀酸或稀堿中較穩定。L-色氨酸是動物維持生長必需的氨基酸，參與體內蛋白質的合成與代謝網絡調節。目前廣泛應用于醫藥、食品、保健品、飼料添加劑等行業。
[0003]目前色氨酸的生產主流采用基因工程大腸桿菌直接發酵法，主流提取工藝為發酵液至發酵終點后經加溫滅活，低pH使產品離子化，再進行固液分離獲得澄清濾液，濾液用一種離子交換樹脂處理后經進一步處理得產品。此提取工藝具有以下缺點:
[0004]1.由于發酵液在桿菌代謝、滅活和酸化過程中釋放的不溶性蛋白顆粒小(僅1-10微米)，體系粘度大，固液分離異常困難，后提取用樹脂易受污染。
[0005]2.發酵液釋放的部分雜質蛋白和殘留的糖衍生物，在加熱滅活過程中與色氨酸發生化學反應產生的物質導致后提取用樹脂吸附量快速降低和終產品顏色深。

【發明內容】

[0006]本發明的目的是提供一種發酵液提取L-色氨酸的方法，以解決上述問題。
[0007]本發明發酵液提取L-色氨酸的方法，包括以下步驟:
[0008]1)預處理:含有色氨酸的發酵液經滅活處理后，調pH至4.0-5.0，再配入帶有非純種培養菌種的稀釋劑進行稀釋，空氣比0.06-0.6供給，非純種避光攪拌培養8-12h ;
[0009]2)樹脂吸附:將步驟1)預處理后得到的發酵液直接進入雙型樹脂柱由下至上進行循環吸附，當流出樹脂柱的發酵液中色氨酸含量低于500 μ g/ml時，認為吸收完畢，收集廢液并進行離心分離；
[0010]3)解析、純化:樹脂洗清后經過氨水溶液解析后，得到富集L-色氨酸的解析液，解析液經過進一步的純化處理得到成品L-色氨酸；
[0011]步驟1)所述稀釋劑的制備方法:將步驟2)收集到的廢液經離心分離得到的清液轉入貯罐中，空氣比0.06-0.6供給，非純種不避光攪拌培養8-12h，作為下一批稀釋劑及非純種培養菌種；
[0012]所述雙型樹脂柱采用大孔吸附樹脂和離子交換樹脂兩種樹脂。
[0013]所述雙型樹脂柱中循環吸附采用先大孔吸附樹脂吸附，再離子交換樹脂吸附。
[0014]所述樹脂柱中循環吸附中樹脂柱中為大孔吸附樹脂和離子交換樹脂的全部或部分混合。
[0015]所述大孔吸附樹脂與離子交換樹脂的比例為1: (3-6)。
[0016]所述大孔吸附樹脂柱與離子交換樹脂柱再生過程中，加入0.5-1%甲醛溶液。
[0017]所述步驟1)中加入稀釋劑至發酵液濃度為10_13mg/ml。
[0018]本發明的有益效果為:本發明發酵液提取L-色氨酸的方法，預處理過程中利用非純種霉菌二次培養，吸收發酵液中殘留的營養物質及部分色素，降低體系粘度、顏色；并通過一種雙型樹脂提取工藝，替代陶瓷膜-離子交換樹脂工藝，解決色氨酸發酵液酸化后陶瓷膜過濾濾速慢、易堵膜孔和離子交換吸附收率低、樹脂易受污染、終產品顏色深等技術問題。
【具體實施方式】
[0019]實施例1
[0020]經過滅活、調pH至4.1的發酵液1000L打入發酵液貯罐中，再打入1000L稀釋劑，混合均勾，通氣4L/min，攪拌10r/min避光培養8h后，由下至上依次通入大孔吸附樹脂柱和離子交換樹脂柱(大孔吸附樹脂柱直徑0.2米，柱高2.39米，裝填樹脂50L ;離子交換柱直徑0.4米，柱高4.78米，裝填樹脂300L)，發酵液流速控制20L/h循環吸附，樹脂處于流化狀態，對流出樹脂柱的發酵液進行在線檢測，當其流出液中L-色氨酸含量為465 μ g/ml時停止循環，樹脂洗清后經過氨水溶液解析，得到富集L-色氨酸的解析液，解析液經過進一步的純化處理得到成品L-色氨酸。
[0021]收集吸附廢液約2000L，經離心分離得到的清液取1000ml轉入貯罐中，通氣3L/min，攪拌lOr/min，不避光培養8h，得到稀釋劑，保存作為下一次提取的稀釋劑。
[0022]實施例2
[0023]經過滅活、調pH至4.9的發酵液1000L打入發酵液貯罐中，再打入1000L實施例1中所得稀釋劑，混合均勾，通氣6L/min，攪拌10r/min，避光培養12h后，由下至上通入樹脂柱(大孔脫色樹脂50L離子交換樹脂250L)，發酵液流速控制50L/h循環吸附，樹脂處于流化狀態，對流出樹脂柱的發酵液進行在線檢測，當其流出液中L-色氨酸含量為389 μ g/ml時停止循環，樹脂洗清后經過氨水溶液解析后，得到富集L-色氨酸的解析液，解析液經過進一步的純化處理得到成品L-色氨酸。
[0024]收集吸附廢液約2000L，經離心分離得到的清液取1000ml，在樹脂解析前清洗樹脂柱后再轉入貯罐中，通氣5L/min，攪拌lOr/min，不避光培養12h，得到稀釋劑，保存作為下一次提取的稀釋劑。
[0025]實施例3
[0026]經過滅活、調pH至4.5的發酵液1000L打入發酵液貯罐中，再打入1000L實施例2中所得稀釋劑，混合均勾，通氣10L/min，攪拌10r/min，避光培養10h后，由下至上通入大孔脫色樹脂柱和離子交換樹脂柱(大孔脫色樹脂柱直徑0.2米，柱高2.39米，裝填樹脂60L ；離子交換柱直徑0.6米，柱高2.12米，裝填樹脂250L)，發酵液流速控制40L/h循環吸附，樹脂處于流化狀態，對流出樹脂柱的發酵液進行在線檢測，當其流出液中L-色氨酸含量為412 μ g/ml時停止循環，樹脂洗清后經過氨水溶液解析后，得到富集L-色氨酸的解析液，解析液經過進一步的純化處理得到成品L-色氨酸。
[0027]收集吸附廢液約2000L，經離心分離得到的清液取1000ml轉入貯罐中，通氣4L/min，攪拌lOr/min，不避光培養10h，得到稀釋劑，保存作為下一次提取的稀釋劑。
【主權項】
1.一種發酵液提取L-色氨酸的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)預處理:含有色氨酸的發酵液經滅活處理后，調pH至4.0-5.0，再配入帶有非純種培養菌種的稀釋劑進行稀釋，空氣比0.06-0.6供給，非純種避光攪拌培養8-12h ; 2)樹脂吸附:將步驟1)預處理后得到的發酵液直接進入雙型樹脂柱由下至上進行循環吸附，當流出樹脂柱的發酵液中色氨酸含量低于500 μ g/ml時，認為吸收完畢，收集廢液并進行離心分離； 3)解析、純化:樹脂洗清后經過氨水溶液解析后，得到富集L-色氨酸的解析液，解析液經過進一步的純化處理得到成品L-色氨酸； 步驟1)所述稀釋劑的制備方法:將步驟2)收集到的廢液經離心分離得到的清液轉入貯罐中，空氣比0.06-0.6供給，非純種不避光攪拌培養8-12h，作為下一批稀釋劑及非純種培養菌種； 所述雙型樹脂柱采用大孔吸附樹脂和離子交換樹脂兩種樹脂。2.根據權利要求1所述的一種發酵液提取L-色氨酸的方法，其特征在于，所述雙型樹脂柱中循環吸附采用先大孔吸附樹脂吸附，再離子交換樹脂吸附。3.根據權利要求1所述的一種發酵液提取L-色氨酸的方法，其特征在于，所述樹脂柱中循環吸附中樹脂柱中為大孔吸附樹脂和離子交換樹脂的全部或部分混合。4.根據權利要求3所述的一種發酵液提取L-色氨酸的方法，其特征在于，所述大孔吸附樹脂與離子交換樹脂的比例為1: (3-6)。5.根據權利要求2-4任一所述的一種發酵液提取L-色氨酸的方法，其特征在于，所述大孔吸附樹脂柱與離子交換樹脂柱再生過程中，加入0.5-1%甲醛溶液。6.根據權利要求1所述的一種發酵液提取L-色氨酸的方法，其特征在于，所述步驟1)中加入稀釋劑至發酵液濃度為10-13mg/ml。
【專利摘要】本發明公開了一種發酵液提取L-色氨酸的方法，屬于生物提取技術領域，包括以下步驟：含有色氨酸的發酵液經滅活處理后，調pH至4.0-5.0，加入稀釋劑進行二次發酵吸附發酵液中的營養物質，然后直接進入雙型樹脂柱中吸附，最后解析、純化得到成品L-色氨酸。本發明發酵液提取L-色氨酸的方法，預處理過程中利用非純種霉菌二次培養，吸收發酵液中殘留的營養物質及部分色素，降低體系粘度、顏色；并通過一種雙型樹脂提取工藝，替代陶瓷膜-離子交換樹脂工藝，解決色氨酸發酵液酸化后陶瓷膜過濾濾速慢、易堵膜孔和離子交換吸附收率低、樹脂易受污染、終產品顏色深等技術問題。
【IPC分類】C07D209/20
【公開號】CN105384678
【申請號】CN201510697759
【發明人】廖韋紅, 胡明云, 李新同, 黃曙光, 何德鋒
【申請人】山東魯抗生物制造有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年10月23日