[发明专利]一种L-谷氨酰胺的制备方法

说明书

本发明涉及氨基酸的生产技术领域，具体涉及一种从发酵液中提取L‑谷氨酰胺的方法。本发明提供了一种L‑谷氨酰胺的制备方法，取L‑谷氨酰胺发酵液经微滤、结晶、脱色，制得L‑谷氨酰胺；不包括离子交换步骤。本发明提供的制备方法完全去除离子交换的步骤，使收率大幅度提高，另外节省了酸、碱、水，大幅度降低了废水废液，减少了污染，并且降低了能耗，节约了成本。副产截留液和粗母液去绿浓车间制造肥料，本发明实现了谷氨酰胺提取工艺的零排放。

技术领域

本发明涉及氨基酸生产技术领域，特别涉及一种L-谷氨酰胺的制备方法。

背景技术

谷氨酰胺，学名2-氨基-5-羧基戊酰胺，L-谷氨酰胺是蛋白质合成中的编码氨基酸，哺乳动物非必需氨基酸，在偏酸、偏碱及较高温度下易分解成谷氨酸或环化为吡咯烷酮二羧酸，它的化学分子式为C5H10O3N2，分子量为146.15，分解温度为184～185℃。

L-谷氨酰胺对人和动物具有多方面的生理作用。谷氨酰胺具有促进黏膜上皮组织的修复，有助于溃疡病灶的消除，促进脑代谢，提高脑机能等药理作用。研究表明谷氨酰胺能够在重度颅脑损伤患者的肠黏膜屏障功能的保护、促进蛋白质的合成；谷氨酰胺和重组人生长激素能显著提高严重烧伤患者血浆谷氨酰胺水平，有效促进蛋白合成，加快创面愈合；在肿瘤治疗过程中添加谷氨酰胺，可以减轻放化疗引起的毒副作用，增强对肿瘤治疗的选择性，提高机体免疫功能。另外，谷氨酰胺在食品加工中作营养增补剂，调香增补剂，是健美运动和健美爱好者的重要营养补剂，可促进肌肉生长，缓解疲劳、提高耐力。

目前谷氨酰胺的生产方法有化学合成法、自然物质提取法、微生物发酵法等。化学合成法存在步骤多、收率低、大量使用有机溶剂、污染环境等缺点，自然物质提取法存在原料成本高、提取工艺复杂、产量低等缺点，化学合成法和自然物质提取法难以适应谷氨酰胺大规模工业生产。

随着生物技术的发展，微生物发酵法是目前最常用的谷氨酰胺生产方法，具有原料来源广泛、生产成本低，产物单一等优点，适宜于大规模工业化生产。目前工业化生产中，均采用阴阳双柱离子交换法从发酵液中提取谷氨酰胺。

现有技术采用水洗结晶粗品，除去结晶粗品表面的大部分杂质，采用将阳离子交换树脂、阴离子交换树脂依次加入到料液中的方法进行脱盐，大大降低了脱盐周期较长导致的谷氨酰胺的损失，提高了谷氨酰胺收率。但是，使用阴阳离子交换树脂需要用碱和酸再生、清水冲洗后才能再次投入使用，该过程消耗大量的酸和碱，并产生大量的污水，导致环境污染严重，生产成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种L-谷氨酰胺的制备方法。本发明提供的方法完全去除离子交换的步骤，使收率大幅度提高，另外节省了酸、碱、水，大幅度降低了废水废液，减少了污染，并且降低了能耗，节约了成本。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种L-谷氨酰胺的制备方法，取L-谷氨酰胺发酵液经微滤、结晶、脱色，制得L-谷氨酰胺；不包括离子交换步骤。

在本发明的一些具体实施方案中，所述L-谷氨酰胺发酵液中L-谷氨酰胺的质量百分含量≧80g/L、谷氨酸的质量百分含量≦5g/L、硫酸铵的质量百分含量≦5g/L。

在本发明的一些具体实施方案中，所述微滤的孔径为150～500kda，温度为30～42℃，跨膜压差为0.8～3.6bar，浓缩倍数为7～12倍。

在本发明的一些具体实施方案中，所述结晶包括浓缩结晶和冷却结晶；所述浓缩结晶为浓缩至谷氨酰胺的质量百分含量为20～30％。

在本发明的一些具体实施方案中，所述冷却结晶为冷却至5～10℃，预晶时间不小于10h。

在本发明的一些具体实施方案中，所述结晶与所述脱色之间还包括分离并收集结晶、所述结晶与水混合制得粗品溶解液的步骤；所述分离采用板框脱水、离心分离、滑板沉降分离或带式分离的方式。