[发明专利]一种制备L‑异亮氨酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于氨基酸制备领域，具体提供了一种制备L-异亮氨酸的方法。

背景技术

异亮氨酸，学名2-氨基-3-甲基戊酸，别名异白氨酸，是20种基本氨基酸的其中一种，几乎存在于所有蛋白质的结构中。异亮氨酸有2个不对称碳原子，故其存在4种立体异构体和2个L-异亮氨酸的非对映体，但是自然界中只存在L-异亮氨酸一种类型。由于L-异亮氨酸不能在人体内合成，所以它是人体必需氨基酸，与L-亮氨酸、L-缬氨酸统称为支链氨基酸，因其特殊的结构和功能，在人体生命代谢中具有重要作用。

目前，L-异亮氨酸的生产方法有提取法、化学合成法、发酵法。工业生产上实施的大部分为发酵法。从发酵液中提取L-异亮氨酸的方法一般采用沉降法、离子交换法及膜法等。提取工艺的消耗品以及产品的纯度决定着企业的利润。如何降低生产成本，减轻环境压力，进而提高企业自身的竞争力，是行业竞争的首要问题。

发明内容

为了克服现有技术L-异亮氨酸提取工艺繁琐、纯度低等缺陷，本发明提供了一种制备L-异亮氨酸的方法。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种制备L-异亮氨酸的方法，其包括如下步骤：步骤1）微滤膜过滤和絮凝除杂，步骤2）超滤膜过滤，步骤3）浓缩结晶。

具体地，所述方法包括如下步骤：

步骤1）微滤膜过滤和絮凝除杂：将L-异亮氨酸发酵液通过微滤膜一次过滤，得到发酵液的微滤透析液和菌体蛋白，菌体蛋白经烘干后作为优质菌体蛋白出售；然后添加占微滤透析液1%（w/w）的絮凝剂，200转/min搅拌10min，然后静置120min，微滤膜二次过滤，收集沉淀和上清液；

步骤2）超滤膜过滤：将步骤1）中的上清液通过超滤膜过滤，得到超滤透析液和浓缩液，浓缩液和步骤1）的沉淀混合，经烘干后用来生产饲料蛋白；

步骤3）浓缩结晶：将超滤透析液浓缩成原体积的四分之一，然后缓慢降温至20℃，调节溶液的pH为6，沉降5小时，离心，收集沉淀物，将沉淀物投入纯化水中，然后添加占沉淀物1.5%（w/w）的絮凝剂，200转/min搅拌10min，再用微滤膜三次过滤，去除沉淀，收集上清液，浓缩成原体积的三分之一，再调节溶液的pH为6，温度控制在18℃，沉降6小时；离心获得结晶的L-异亮氨酸。

所述絮凝剂按照如下工艺制备而得：

1）往淀粉中加占淀粉两倍质量的纯化水，搅拌均匀得到悬浊液，然后加入与淀粉等质量的羧甲基纤维素钠，200转/min搅拌30min，然后置于80℃烘干至水分含量5%（质量百分比）以下，得到改性淀粉；

2）按照5:1:0.2的质量比取壳聚糖、腐植酸钠以及果胶，混合搅拌均匀，然后添加占壳聚糖两倍质量的2M的氢氧化钠水溶液，30KHz的超声10min，最后500转/min搅拌3min，得到改性壳聚糖；

3）将玉米秸粉、海泡石分别粉碎得到玉米秸秆粉和海泡石粉，将玉米秸秆粉、海泡石粉以及硅藻土按照3:1:1的质量比混合搅拌均匀，添加到占硅藻土5倍重量的浓度为1M的氢氧化钠溶液中，200转/min搅拌120min，然后过滤，干燥，研磨成粒径为10-20目的粉末；

4）将改性淀粉、改性壳聚糖以及步骤3）所得粉末按照5:3:2的质量比混合搅拌均匀，然后置于密闭反应釜中，以2℃/s的升温速率升至150℃，保温30min，取出，投入到搅拌器中，500转/min搅拌3min，得到混合料，置于烘箱中，80℃烘干90min，取出，粉碎即得。

优选地，

所述微滤膜一次过滤、二次过滤以及三次过滤的条件均为：微滤膜为无机陶瓷膜，截留分子量为10000Da，微滤温度为40℃；所述超滤膜过滤的条件为：超滤膜截留分子量为200Da，超滤温度为40℃。

本发明取得的有益效果主要包括：

本发明通过膜技术结合新型絮凝剂除杂，工艺简单可行，相对于申请人之前的专利技术，大大提高了收率和纯度，获得了高品质产品，企业收益相应增加；本发明提供一种新型絮凝剂，适合氨基酸发酵液纯化，避免化学物质，絮凝除杂效果好，成本低廉，环保无污染；通过添加本发明絮凝剂纯度可提高20%以上；

本发明提供一种新型絮凝剂，适合氨基酸发酵液纯化，避免化学物质，絮凝除杂效果好，成本低廉，环保无污染；本发明絮凝剂以农业废弃物和天然矿物质为主要原料，这种原料来源广泛且成本低，并且制备出多孔材料，絮凝除杂效果好，实现了农业废弃物回收利用；氨基酸提取工艺中采用两次絮凝剂处理，简化了操作步骤，节省了成本，并且使得纯化效果更佳，使用后的絮凝剂还可以用作肥料制备，变废为宝。