[发明专利]从谷氨酸发酵液中回收谷氨酸及相关物质的方法

说明书

本发明涉及一种提取谷氨酸及相关物质的方法。

本发明已就相关内容进行了“世界专利文摘索引”(1963年至今)，“化学文摘”(1967年至今)的国际联机检索。其中有关离子交换提取谷氨酸的专利有：

1)发酵液全部经过强酸阳离子交换树脂回收谷氨酸(a.USP3325539；b.JP285537)；

2)发酵液先经弱酸性阳离子树脂处理，除去大部分铵离子等阳离子杂质，再加酸进行等电点结晶操作，等电液中谷氨酸经强酸性阳离子回收，用NaOH洗脱(《离子交换与吸附》4,35-39(1987))；

3)以弱碱性阴离子交换树脂从发酵液中吸附谷氨酸(JP257063)；

4)离子交换法从等电结晶母液中回收谷氨酸，用新鲜发酵液直接洗脱，谷氨酸的平均收率为86.7％(B.P.1201823)；

5)用铵型强酸性阳离子交换树脂吸附等电母液中的谷氨酸(CN1031527A；CN1056490A)；

6)一个中国发明专利(申请号：931028191)提供了如下技术：用氢型弱酸性阳离子交换树脂吸附发酵液中铵离子，再用高浓度酸性谷氨酸洗脱液中和到等电点，使大部分谷氨酸析出。等电液中谷氨酸用氢型强酸性阳离子交换树脂吸附，用强酸洗脱。

从谷氨酸发酵液中分离谷氨酸的方法有盐酸盐法，锌盐法，冷冻等电结晶法和等电结晶离子交换法。其中以后两种较为经济实用。冷冻等电结晶法一般需将发酵液冷却到4℃左右，pH调到3.2等电结晶，结晶收率为70-80％。该法设备投资小，但能耗大，收率低。传统的等电结晶－－离予交换法是将含谷氨酸的发酵液在常温下进行等电结晶，剩余的含量在1.3％左右的谷氨酸结晶母液用氢型强酸性阳离子交换树脂吸附，用NaOH或NH₄OH洗脱，树脂用盐酸再生恢复至氢型，水洗，再重新上柱交换谷氨酸。该法虽然可提高总收率到85％左右，但需耗大量的酸，碱及热水，树脂损耗也大。中国专利CN1056490A提出的用铵型强酸性阳离子交换树脂回收等电液中谷氨酸的方法，使收率达到90％，然而存在着废液中含有大量酸根和铵离子，难以处理，污染环境等问题。

为发扬等电结晶－－离子交换法的优点，避免其缺点，产生了本发明。

本发明所提供的从谷氨酸发酵液中回收谷氨酸的方法，其特征在于：

1)使发酵液通过H型弱酸性阳离子交换树脂，除掉大部分铵离子，降低发酵液pH值，使部分谷氨酸结晶沉淀析出；

2)再使发酵液通过被谷氨酸饱和的强酸性阳离子交换树脂进一步除去发酵液中的铵离子，并置换出谷氨酸，使发酵液pH值达到3.2，于等电点进一步结晶析出，发酵液中剩余的少量谷氨酸通过H型强酸性阳离子交换树脂进一步回收并用于下一循环除铵；

3)用稀强碱洗脱吸附有铵离子和少量谷氨酸的强酸性阳离子交换树脂、进一步回收谷氨酸；同时，随着PH值的升高，可直接回收该树脂上的氨基酸如丙氨酸，精氨基酸，腺嘌呤和尿密啶；

4)从强酸性阳离子交换树脂排出的废液，用OH型弱碱性阴离子交换树脂处理，然后再用稀碱液洗脱回收a-酮戊二酸和乳酸；

在上述回收谷氨酸的方法中，弱酸性阳离子交换树脂再生后首先用于处理已被处理过的pH和铵离子浓度均较低的发酵液，再用来处理pH和铵离子浓度均较高的发酵液，以达到最大可能利用树脂的交换能力的目的；

在上述回收谷氨酸的方法中，弱酸性阳离子交换树脂上残留的谷氨酸用水洗脱回收，铵离子浓度较高部分用于洗脱强酸性阳离子交换柱上的谷氨酸，低浓度部分用于下次洗脱；

在上述回收谷氨酸的方法中，用2-3M强酸再生强酸性阳离子交换树脂而流出的废酸液，经补加浓强酸后，直接用于再生吸附有铵离子等阳离子的弱酸性阳离子交换树脂，并采用多分部法，使回收的废盐液的浓度达2-5M；

在上述回收谷氨酸的方法中，等电点液铵离子浓度控制在0.1-0.01M，最好在0.04-0.01M，以尽量提高强酸性阳离子交换树脂对谷氨酸的吸附率；

在上述回收谷氨酸的方法中，等电点发酵液经强酸性阳离子交换树脂吸附后的废液，经弱碱性阴离子交换树脂吸附无机阴离子和a-酮戊二酸和乳酸，并经沉淀过滤后，直接回用于洗脱弱酸性阳离子交换树脂；