[发明专利]一种从缬氨酸发酵液中分离缬氨酸的方法

说明书

本发明公开了一种从缬氨酸发酵液中分离缬氨酸的方法，所述方法包括如下步骤：(1)制备螯合树脂；(2)制备顺序式模拟移动床；(3)分离提纯。本发明采用装有自制金属螯合树脂的顺序式模拟移动床色谱技术分离纯化缬氨酸，提高缬氨酸产生率，降低了三废、运行成本和色谱填料用量。

技术领域

本发明涉及生物发酵及食品领域，尤其是涉及一种采用金属螯合树脂和顺序式模拟移动床色谱分离提纯缬氨酸的技术。

背景技术

缬氨酸是人体必需的八种氨基酸之一，它能促进人体的正常生长，修复组织，调节血糖，并提供需要的能量。缬氨酸可由异丁醛为原料合成，但人体本身并不能产生缬氨酸，因此需要通过外界资源来补充人体日常活动所需量的缬氨酸。然而随着现代人对高附加值产品的关注度增加，缬氨酸除了能满足人体正常的活动之外，还被制成各种具有独特功能性的产品被广泛应用在医药、化工、农业和食品等领域中。

目前，国内厂家广泛采用微生物发酵法大规模生产缬氨酸，该方法在生产缬氨酸的过程中，由于微生物的缺陷性会不可避免的产生少量杂酸。如需获得高纯度的缬氨酸，须通过分离工艺将缬氨酸与杂酸分离。传统的分离工艺有沉淀法、萃取法、膜分离法和离子交换法，由于缬氨酸和杂酸化学性质相似、等电点相近，采用传统分离工艺不仅操作复杂、耗能大、分离效率低，且需要使用大量有机化学试剂，不利于大规模生产医药级或食品级的缬氨酸。

专利号CN102432479A公开一种从L-缬氨酸发酵液中提取L-缬氨酸的方法，该发明应用离子交换树脂吸附分离的原理，利用L-缬氨酸发酵液中各杂质离子在特定pH条件下呈现出不同离子形态，除去L-缬氨酸发酵液中阴阳杂质离子，制得高纯度的L-缬氨酸产品。专利号CN105294467A公开了一种从发酵液中提取饲料级缬氨酸的方法，采用离子交换柱串联的工艺除去发酵液中的杂酸，吸附完成后使用0.5％～2％的氨水进行洗脱，然后分别使用4％～10％的盐酸和2％～4％的氢氧化钠溶液对树脂柱再生，使用纯水冲洗净的树脂柱。

专利号CN101503366公开了一种膜分离与工业色谱分离联用提取分离L-缬氨酸的方法，该发明应用膜分离技术除去发酵液中小分子蛋白和色素后，运用工业色谱分离杂酸，连续生产高纯度的L-缬氨酸。相比传统离子交换工艺，色谱分离技术更高效，获得产品纯的显著提高。专利号为CN104592047A的专利中公开了一种离子交换树脂分离缬氨酸的方法。该方法采用模拟移动床技术，整套设备由数十根色谱柱串联而成，并划分成多个具有不同功能的区域，可连续处理料液，同时节省28％洗脱剂的消耗和70％污水的排放。

专利号CN104744277A公开了一种模拟移动床及流化床提取三支链氨基酸的方法，采用顺序式模拟移动床分离支链氨基酸。专利号CN101168512公开了一种从缬氨酸中分离提纯缬氨酸的方法，该发明使用自制的金属螯合树脂作为色谱柱填料，利用传统模拟移动床技术分离发酵液中的缬氨酸。传统模拟移动床色谱分离技术存在运行成本高、溶剂用量大、控制位点多、色谱填料耗量大等问题，制约着缬氨酸产业的大规模化生产。

由上可以看出，目前我国还没有采用螯合树脂为填料的顺序式模拟移动床色谱分离提纯缬氨酸发酵液中的缬氨酸的研究。

在此背景下，发明人研究了以自制金属螯合树脂为填料的顺序式模拟移动床分离缬氨酸发酵液中缬氨酸的技术。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明申请人提供了一种从缬氨酸发酵液中分离缬氨酸的方法。本发明采用装有自制金属螯合树脂的顺序式模拟移动床色谱技术分离纯化缬氨酸，提高缬氨酸产生率，降低了三废、运行成本和色谱填料用量。

本发明的技术方案如下：

一种从缬氨酸发酵液中分离缬氨酸的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

(1)制备螯合树脂；

(2)制备顺序式模拟移动床；

(3)分离提纯。