[发明专利]一种L-瓜氨酸的制造方法

说明书

本发明公开了一种L‑瓜氨酸的制造方法，步骤1：将含有L‑瓜氨酸的转化液经超滤膜过滤，得到含有L‑瓜氨酸的超滤清液；步骤2：将超滤清液脱盐，获得透析清液；步骤3：将透析清液的pH调节至4.2‑4.6，在透析清液中加入活性炭脱色；步骤4：将脱色液在真空度进行浓缩，浓缩至L‑瓜氨酸的含量为60‑70%的浓缩液；步骤5：将浓缩液冷却至10℃条件下，加入晶种，冷却结晶3‑4h，抽滤得L‑瓜氨酸的晶体；步骤6：将L‑瓜氨酸的晶体进行真空干燥，得纯化的L‑瓜氨酸产品。本发明采用的制备L‑瓜氨酸的方法与传统化学合成法、酶法和微生物发酵法相比，过程控制较为简单，生产过程中不会产生大量的污染物质，对环境友好。

技术领域

本发明涉及生物工程技术领域，具体为一种L-瓜氨酸的制造方法。

背景技术

L-瓜氨酸（L-Citrulline），化学名称为L-(+)-2-氨基-5-脲戊酸，CAS No 372-75-8 分子式C₆H₁₃N₃O₃，分子量175.19，熔点为222℃，等电点为5.92，比旋光度为[α]D25=+24.5~+26.8°，白色结晶体或结晶粉末，有酸味，溶于水，不溶于乙醇和乙醚。L-瓜氨酸是一种α氨基酸，名字是由首先抽取出瓜氨酸的西瓜而来。

L-瓜氨酸是一种重要的非必需氨基酸，是尿素循环过程中的重要中间体，具有很多重要的生理功能如清除自由基、异体排斥效应指示剂、血管舒张作用、稳定血压以及诊断类风湿关节炎、抗氧化等；此外，它还有着非常显著的恢复精力和提高人体免疫力的作用。近年来L-瓜氨酸在食品、化妆品和药物等领域越来越来受到重视，具有广泛的开发应用前景。

目前，L-瓜氨酸的主要生产方法有化学合成法、酶法和微生物发酵法。

(1)化学法:是指碱性条件下水解L-精氨酸得L-瓜氨酸，过程控制比较困难，产品中含有旋光对映体D-瓜氨酸，影响产品质量，生产过程中产生大量废水，污染环境大。

(2)发酵法生产的难点在于受制于瓜氨酸代谢途径中的反馈抑制作用，导致单位体积L-瓜氨酸产率低，因此，从发酵液中提取L-瓜氨酸的成本较高，污水量大。发酵法的优点是成本低，产量高，产物的纯度高，在产品的生产过程中无有毒物质的产生，给产物后加工提供了方便。目前，对发酵法生产瓜氨酸研究最多的国家是日本，已经取得了一定的发酵水平。

(3)酶法：是指在精氨酸脱亚胺酶的作用下，L-精氨酸被转化为L-瓜氨酸，生产条件温和，不产生有毒物质，转化体系中杂质较少，提取工艺简单，污染少。该法是以专一性强、转化率高的微生物菌体细胞为催化剂，催化精氨酸脱亚胺基生成L-瓜氨酸。利用酶法合成瓜氨酸，大多采用一步酶促反应，因而可避免瓜氨酸全合成途径中复杂的反馈调节作用，使瓜氨酸可以积累到较高的浓度。采用固定化酶或者固定化细胞进行催化，进一步降低了后续分离纯化的难度。

然而，在酶转化液分离纯化L-瓜氨酸的过程中，由于精氨酸不能完全转化，且转化液中生成大量的铵盐副产物，对于产品纯度有一定影响。现有工艺提取过程复杂，步骤繁多，有的需要用到离子交换树脂进行产品分离，污水产生量较大，环保压力高。由于瓜氨酸在水相中的溶解度较大，因此结晶需要的温度较低，4℃左右，生产上对温度条件要求严苛，结晶收率偏低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种L-瓜氨酸的制造方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种L-瓜氨酸的制造方法，包括以下步骤：

步骤1：超滤：将含有L-瓜氨酸的转化液经超滤膜过滤，去除转化液精氨酸脱亚胺酶回收利用，得到含有L-瓜氨酸的超滤清液，用少量纯水对超滤清液进行清洗；

步骤2：电渗析：将清洗后的L-瓜氨酸的超滤清液经电渗析处理一步脱盐和残留精氨酸，获得透析清液；