[发明专利]利用模拟移动床分离提纯L-鸟氨酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物制药领域，涉及一种利用模拟移动床从发酵液中分离提纯L-鸟氨酸 的方法。

背景技术

L-鸟氨酸是一种重要的非蛋白质组成氨基酸，也是生物合成L-精氨酸的前体。L- 鸟氨酸在人体内起着非同寻常的作用，尿素的形成必须有L-鸟氨酸的参与，L-鸟氨酸的 缺乏可能会给生命带来危险。现今L-鸟氨酸在医药和食品工业中应用广泛，主要用于急 慢性肝炎、肝性脑病等疾病的治疗(GB1020492，1966)、病人机体的恢复、运动饮料、防 治良性的囊肿和恶性肿瘤(CA2404275，2001)等方面。

目前，国内外对L-鸟氨酸制备方法的报道主要有化学法、酶转化法、微生物发酵法。 化学法主要是碱水解L-精氨酸和丙烯酸跟氰化钠合成DL-鸟氨酸，另外化学法需要大量 有机溶剂，对环境污染严重；酶转化法以L-精氨酸为原料，发酵培养细胞菌体，利用所 产生的酶催化转化为L-鸟氨酸；微生物发酵法生产L-鸟氨酸，主要使用价格低廉的原 料，进行液体深层发酵，直接产生L-鸟氨酸，现在发酵水平相对较国外而且低，但随着 菌种和工艺技术研究的深入，其发酵产量也将不断的提高。

上述方法获得的L-鸟氨酸发酵液中杂质多，分离提纯困难。一些文献报道了利用传 统的离子交换技术分离发酵液中的L-鸟氨酸，这种方法分离提纯的L-鸟氨酸收率低， 水和洗脱剂消耗大，树脂再生需要消耗大量的酸碱，使整个分离提纯成本较高。因此需 要开发高效的分离提纯工艺，以实现L-鸟氨酸的工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超滤膜与模拟移动床相结合的分离提纯L-鸟氨酸的方 法。

本发明的目的可以通过下列技术措施来达到：

利用模拟移动床从发酵液中分离提纯L-鸟氨酸的方法，该方法包括以下步骤：

a.L-鸟氨酸发酵液首先利用超滤法去除菌体及固形物，得进料液；

b.步骤a得到的进料液进入模拟移动床系统吸附、洗杂、洗脱L-鸟氨酸、收集洗 脱液及柱子再生；

c.步骤b收集的洗脱液经浓缩、脱色、盐酸调节pH4.5-5.0、结晶、干燥得到L-鸟 氨酸盐酸盐晶体。

步骤c洗脱液经浓缩后的蒸馏水还可用于步骤b操作的洗杂工序。

所述的利用模拟移动床从发酵液中分离提纯L-鸟氨酸的方法，其中超滤膜采用截流 分子量为1万-15万道尔顿的陶瓷膜，超滤系统操作压力为0.3-0.4MPa，操作温度为50-70 ℃；陶瓷膜优选二氧化钛陶瓷膜。

所述的利用模拟移动床从发酵液中分离提纯L-鸟氨酸的方法，其中模拟移动床系统 由7-20根离子交换柱串联组成，模拟移动床系统分为吸附区、洗杂区、洗脱区和再生 清洗区四个区；吸附区有3～8柱，洗杂区有1～3柱，洗脱区有2～6柱，再生清洗区有 1～3柱；进料液入口与萃余液出口位于吸附区，洗杂剂入口与洗杂液出口位于洗杂区， 洗脱剂入口与萃取液(即洗脱液，下同)出口位于洗脱区，再生剂入口与出口位于再生 区；将进料液入口、洗脱剂入口、萃取液出口及萃余液出口沿着料液流动方向分别进行 周期性切换，收集洗脱液；

周期性切换是指通过调节进料液、洗杂剂、洗脱剂、再生剂的流量，使得各区的第 一根柱子处理完全后，同时切换进入下一区，成为下一区的最后一根柱子，执行下一区 流程。

所述的利用模拟移动床从发酵液中分离提纯L-鸟氨酸的方法，其中离子交换柱填料 为苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂JK006；每根柱子的填料量1000～1500mL。

所述的利用模拟移动床从发酵液中分离提纯L-鸟氨酸的方法，其中进入模拟移动床 系统的进料液中L-鸟氨酸浓度为20-30g/L，pH为1.5-2.5；洗脱剂为pH10-14的氨水溶 液，洗杂剂和再生剂均为中性去离子水；以柱子直径为70mm计，进料液流量 20-30mL/min，洗脱剂流量10-20mL/min，洗杂剂流量为50-60mL/min，再生剂流量为 70-80mL/min，切换时间为2-4h。

所述的利用模拟移动床从发酵液中分离提纯L-鸟氨酸的方法，其中模拟移动床系统 工作温度15-40℃。