[发明专利]一种酶促反应L-胱氨酸母液的再利用方法

说明书

本申请公开了一种酶促反应L‑胱氨酸母液的再利用方法，该方法具体为：将L‑胱氨酸母液经蒸发至其中DL‑ATC和L‑胱氨酸的浓度分别为5～10g/L与3～8g/L后，调节所述L‑胱氨酸母液浓缩液pH值至2～4，再通过阳离子交换树脂的选择性吸附、洗脱，收集一定时间段的洗脱液，直接进入工艺循环，实现L‑胱氨酸母液的再回收利用。本方法具备以下效益：(1)减少物料浪费，变废为宝，间接提高了收率；(2)能显著降低废水的处理难度，节约生产成本。(3)物料无需单独提取，而直接进入工艺循环，操作简便。

技术领域

本申请涉及酶促反应氨基酸后处理领域，具体涉及到一种酶促反应L-胱氨酸母液的再利用方法。

背景技术

L-胱氨酸是人体必需的氨基酸之一，其在作为氨基酸类药物、食品添加剂、化工原料等方面用途广泛。当前，L-胱氨酸的生产工艺主要有蛋白质水解法、化学合成法、发酵法以及酶法。而酶法因其反应条件温和，立体选择性好,产品质量好,对环境友好等优点而日益重视，并成为现今研究的热点。

DL-ATC，全名DL-2-氨基-Δ2-噻唑啉-4-羧酸，是最常用的生物酶法催化转化生成L-半胱氨酸从而最终生成L-胱氨酸前体之一。目前，由该工艺生产L-胱氨酸的技术在工业上已成功实现产业化。

L-胱氨酸母液是以DL-ATC为主要成分的底物经酶促反应，氧化过滤或离心提取L-胱氨酸后的废液。该废液成分复杂，基于酶的转化效能和L-胱氨酸提取工艺的限制，其中含有约0.5g/L的DL-ATC和0.8g/L的L-胱氨酸等有用物料，若直接套用，因存在累积一定浓度细胞内毒素及其他有害物质，而严重影响酶促反应的转化效能；若直接排放，因其含有的有用物料提高了废水的COD和氨氮值，增加了废水处理难度，从而导致生产成本上升，同时也造成物料浪费，如何对其进行合理再利用是本领域长期以来持续关注的技术问题。

发明内容

本发明为解决以上难题，提供一种酶促反应L-胱氨酸母液的再利用方法，以实现达到充分回收L-胱氨酸母液中DL-ATC和L-胱氨酸的目的。

为此，本发明内容一种酶促反应L-胱氨酸母液的再利用方法，包括以下步骤：

(1)将L-胱氨酸母液蒸发至其中DL-ATC和L-胱氨酸的浓度分别为5～10g/L与3～8g/L；

(2)调节所述L-胱氨酸母液浓缩液pH值至2～4；

(3)将阳离子交换树脂装填于层析柱中，将步骤(2)所得L-胱氨酸母液浓缩液上所述阳离子交换树脂层析柱，当所述阳离子交换树脂饱和时停止上料；

(4)依次用不同浓度的盐酸溶液梯度洗脱所述层析柱，收集洗脱液。

本发明所述的方法，所述L-胱氨酸母液是以DL-ATC为主要成分的底物经酶促反应，氧化过滤或离心提取L-胱氨酸后的废液；

优选地，所述L-胱氨酸母液中的DL-ATC的含量为0.2～0.8g/L，L-胱氨酸的含量为0.2～1.5g/L，此类母液尤其适应于本发明提出的再利用方法，具有尤为突出的处理效率与质量。

本发明所述的方法，步骤(1)中所述的蒸发可使用已知的多种设备来实现，优选MVR设备。

优选地，浓缩的倍数为5～20倍，具体的选择取决于起始母液中DL-ATC和L-胱氨酸的浓度，经步骤(1)所述浓缩后，本发明进一步发现其显著有助于提高阳离子交换树脂的处理效率及减少废水量。

本发明所述的方法，步骤(2)调节所述L-胱氨酸母液浓缩液pH值至2-4，优选为3，在该pH值范围内，有助于L-胱氨酸的完全溶解及后续以阳离子交换树脂对其进行吸附分离，实现阳离子交换树脂最大吸附量。

本发明所述的方法，优选所述阳离子树脂为D001型阳离子交换树脂或732钠型阳离子交换树脂；