[发明专利]一种L-谷氨酰胺的提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及氨基酸生产领域，具体提供了一种L-谷氨酰胺的提取方法。 

背景技术

L-谷氨酰胺，学名为2-氨基-5-羧基戊酰胺。虽然L-谷氨酰胺为哺乳动物非必需氨基酸，但是其对人和动物具有多方面的生理作用，例如能够增长肌肉、具有强力作用、增强免疫系统功能、改善脑机能、提高机体的抗氧化能力等，此外，L-谷氨酰胺还是胃肠道管腔细胞的基本能量来源以及合成谷胱甘肽的重要原料。这些作用对维持人和动物的生理机能都极为重要。 

目前生产L-谷氨酰胺的方法一般是以L-谷氨酰胺发酵液为原料，经过离子交换等各种除杂程序最终提取出L-谷氨酰胺，其流程图见图1。 

现有工艺中离子交换步骤在完成杂质吸附后需要利用酸液和碱液进行再生、清水冲洗，然后才能投入到下一轮L-谷氨酰胺的提取中。但是，利用碱液再生处理以及清水冲洗后会产生大量的污水，极大地污染了环境，这与当今社会提倡的绿色环保理念不相符。此外，现有工艺中陶瓷膜微滤后的截留液、二次板框脱水后的母液以及利用酸液再生后的废液均送去制作常规的复合肥，虽然在一定程度上变废为宝，但是这些废液中含有大量的L-谷氨酰胺，复合肥的制备工序无法加工利用，造成了L-谷氨酰胺的浪费，这些高附加值的物质损失是复合肥这种低附加值产品所弥补不了的。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种L-谷氨酰胺的提取方法，旨在解决现有L-谷氨酰胺提取工艺中由于离子交换而产生的环境污染问题，并且充分加工利用L-谷氨酰胺，杜绝资源浪费，达到环保、高效。 

为实现以上发明目的，本发明提供如下技术方案： 

一种L-谷氨酰胺的提取方法，L-谷氨酰胺发酵液微滤得滤清液和截留液，滤清液浓缩结晶后分离得到第一L-谷氨酰胺粗品，第一L-谷氨酰胺粗品加水调节为质量百分数为20-30％的悬浊液，分离后得到母液和第二L-谷氨酰胺粗品，第二L-谷氨酰胺粗品溶解脱色后过滤，所得精滤液浓缩结晶后分离得到精母液和L-谷氨酰胺成品。 

其中，本发明所述L-谷氨酰胺发酵液由食品工业上常用L-谷氨酰胺生产菌株与原料发酵后获得。 

本发明所述微滤优选为用孔径为0.1-0.5μm的滤膜、以8-10倍浓缩倍数微滤，微滤温度优选28-31℃，压强优选2.0-3.5MPa，微滤所得的截留液可以用于制备L-谷氨酰胺饲料，而滤清液进入到下一工序。 

在现有工艺中，滤清液需要进行离子交换除杂，但是这样一来树脂再生时就会造成大量废水，针对这个缺陷，本发明省去离子交换步骤，直接浓缩结晶分离得到第一L-谷氨酰胺粗品(此步所分离出的液体可按照现有工艺的处理方法制备成复合肥，避免污染)，然后再次加水回溶第一L-谷氨酰胺粗品进行除杂。由于L-谷氨酰胺溶解度非常低，而滤清液中主要的杂质是溶解度较大的金属盐，因此通过回溶可将金属盐杂质溶解到水中，进而固液分离得到第二L-谷氨酰胺粗品，而杂质进入母液被排除，由于母液中存在部分L-谷氨酰胺，因此其可以和截留液一同制备成L-谷氨酰胺饲料。 

在上述工序中，所述滤清液浓缩倍数优选为4-6倍，蒸发温度优选35-39℃，浓缩所得到的冷凝水可以用到其他需要加水的工序，极大程度上减少了水资源的消耗；而结晶可采用本领域常规方法进行降温结晶，本发明优选降温至10℃以下，于真空中结晶；分离可采用本领域常规的分离方法，如板框脱水、离心分离、滑板沉降分离或带式分离的方法，本发明最优选为板框脱水。回溶第一L-谷氨酰胺粗品时，为保证最大效率的除杂同时保证L-谷氨酰胺损失量最小，本发明所述悬浊液中第一L-谷氨酰胺粗品质量百分数优选为25％。 

所得到的第二L-谷氨酰胺粗品在接下来的工序中依次经溶解脱色、过滤、浓缩结晶、分离即可得到L-谷氨酰胺成品和精母液，精母液中也包括部分L-谷氨酰胺，也可用于制备L-谷氨酰胺饲料。其中，所述溶解脱色优选为加水调节为质量百分数为5.0-5.5％的溶液，然后加活性炭脱色；所述精滤液浓缩倍数优选为4-6倍，蒸发温度优选36-38℃。后续工序的分离方法以及结晶与前述相同，其中结晶可根据具体体情况进行调节，比如适当降低结晶温度在5±1℃以下，以便更好地析晶。 

利用相同的L-谷氨酰胺发酵液分别用本发明的提取方法和现有方法进行提取，最后通过HPLC方法检测，两种方法在纯度和收率方面没有显著性差异，但是本发明所述提取方法能够避免离子交换带来的环境污染问题，而且方法更加简便、省时。