[发明专利]一种从L-羟脯氨酸发酵液中提取L-羟脯氨酸的方法

说明书

本发明公开了一种从L‑羟脯氨酸发酵液中提取L‑羟脯氨酸的方法，该方法将L‑羟脯氨酸发酵液微滤，微滤液调节pH中性，再经阳、阴离子树脂吸附，纳滤得到纳滤清液，脱色后一次浓缩结晶即得产品，本发明还将一次母液送回至阳、阴离子树脂吸附工序循环，本发明改变了传统离子吸附交换工艺直接吸附氨基酸的方式，改为吸附杂质，继而通过纳滤除杂，一次结晶即得产品，能够极大地提高L‑羟脯氨酸的纯度、含量，收率和分离效率，减少废水量，并将所产生的废弃物制备饲料，避免环境污染。

技术领域

本发明涉及一种氨基酸的提取工艺技术领域，尤其涉及一种从L-羟脯氨酸发酵液中提取L-羟脯氨酸的方法。

背景技术

羟脯氨酸(Hydroxyproline，Hyp)为亚氨基酸，是L-脯氨酸羟基化后的产物，其分子式为C₅H₉NO₃。羟脯氨酸呈白色片状结晶或结晶性粉末，微甜，熔点为274℃，易溶于水，微溶于乙醇。羟脯氨酸有4种立体异构体，自然界中反式-4-羟基脯氨酸较为常见，反式-4-羟脯氨酸最早发现于动物胶原蛋白中。反式-4-羟脯氨酸广泛应用于医药、化工、动物饲料、营养和美容业等方面。

目前，国内外报道的自发酵液中分离提取羟脯氨酸，通常采用离子交换方法，将除去菌体的发酵液在特定的pH条件下上柱，让羟脯氨酸吸附在离子交换柱上，随后用去离子水对离子交换柱充分洗涤，除去杂质，然后用洗脱液将羟脯氨酸从离子交换柱上洗脱，得到羟脯氨酸溶液，再经过结晶和干燥，得到羟脯氨酸产品。该方法存在以下缺陷：①羟脯氨酸易氧化，收率不稳定；②粗羟脯氨酸杂质多、色泽深，影响精制收率及产品质量。③耗水量大，酸碱用量大，在生产过程中会产生大量的废渣和废水，对环境造成非常严重的污染。能够克服这些缺陷，实现提取生产过程的废渣废水零排放，彻底根除羟脯氨酸生产过程中环境污染问题的精制生产工艺国内外尚未见任何报道。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种从L-羟脯氨酸发酵液中提取L-羟脯氨酸的方法，该方法能高效的分离出成品并提高纯度和提取率。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种从L-羟脯氨酸发酵液中提取L-羟脯氨酸的方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

步骤一、将L-羟脯氨酸发酵液微滤，得到微滤清液和微滤截留液，调节微滤清液pH值为6～8，然后用强酸性阳离子交换树脂吸附，接着用弱碱性阴离子交换树脂吸附得到离子交换液；

步骤二、将离子交换液过分子量为800～1000Da的纳滤膜得到纳滤清液和纳滤截留液；

步骤三、调节纳滤截留液pH值为6～8，然后用强酸性阳离子交换树脂吸附，接着用弱碱性阴离子交换树脂吸附得到离子交换液，离子交换液重复步骤二；

步骤四、将纳滤清液用活性炭脱色后，50～70℃浓缩至体积为浓缩前的1/8～1/6，降温20～30℃离心得到L-羟脯氨酸的成品和一次母液；

步骤五、一次母液调节pH值为6～8，然后用强酸性阳离子交换树脂吸附，接着用弱碱性阴离子交换树脂吸附得到离子交换液，离子交换液重复步骤二。

所述步骤一中强酸性阳离子交换树脂为苯乙烯-二乙烯苯共聚体上带有磺酸基的阳离子交换树脂。

所述苯乙烯-二乙烯苯共聚体上带有磺酸基的阳离子交换树脂优选为C100型强酸性阳离子交换树脂、732型强酸性阳离子交换树脂中的一种。

所述步骤一中调节微滤清液pH值为7，使发酵液偏中性，在这一条件下强酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂对L-羟脯氨酸的吸附较弱，但对其他无机盐杂质和少量杂氨基酸吸附效果明显，可以出去除L-脯氨酸外的大部分杂质。

所述步骤三中弱碱性阴离子交换树脂为聚丙烯酸系阴离子交换树脂。