專(zhuān)利名稱(chēng)：一種從纈氨酸液中分離提純纈氨酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種從纈氨酸液中分離提純纈氨酸的方法，涉及巧妙利用專(zhuān)用樹(shù)脂和模
擬移動(dòng)床從纈氨酸的發(fā)酵液、離子交換液或產(chǎn)品母液中分離制備高純度纈氨
酸的方法，屬于模擬移動(dòng)床色譜分離技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
纈氨酸屬于分支鏈氨基酸，是人體必需氨基酸之一，具有多種生理功能， 廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品及調(diào)味劑、動(dòng)物飼料和化妝品的制造等領(lǐng)域。在醫(yī)藥 上纈氨酸常用于制造復(fù)合氨基酸輸液和氨基酸口服液以治療血腦屏障、肝昏 迷、慢性肝硬化及腎功能衰竭，先天性代謝缺陷，敗血癥及糖尿病等，也可
作為加快外科創(chuàng)傷愈合的藥物；在食品工業(yè)上可用作食品添加劑、營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ) 液及風(fēng)味劑等，不僅能改善風(fēng)味，也可改善睡眠不足、皮膚粗糙，減輕肌肉 疲勞，強(qiáng)化肝功能，提高免疫力。
纈氨酸的主要生產(chǎn)方法是以葡萄糖為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在相應(yīng)酶、菌的發(fā)酵作 用下，產(chǎn)生纈氨酸。在發(fā)酵過(guò)程中由于加入的原料糖不能全部被利用；同時(shí) 在作為加入發(fā)酵體系的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)中除原料糖外，往往還夾帶多糖、非還原糖 等，不能被發(fā)酵利用。因此在發(fā)酵生產(chǎn)結(jié)束時(shí)，發(fā)酵液中絕大部分為無(wú)機(jī)鹽， 除存在纈氨酸外，尚有蛋白質(zhì)、色素、膠體物；由原料還原糖、多糖、非還 原糖等組成的殘?zhí)?；以及雜氨基酸(亮氨酸、丙氨酸)等雜質(zhì)。
目前工業(yè)上均采用以下離子交換分離提純方法從發(fā)酵清液去除雜質(zhì) 發(fā)酵清液，加硫酸等酸化，陽(yáng)離子交換柱吸附，水洗，氨水洗脫，收集 到pH10洗脫液，脫色，陽(yáng)離子交換轉(zhuǎn)化柱，氨水洗脫，收集到pH7洗脫液， 濃縮得粗品。但此方法不能使大量無(wú)機(jī)鹽和雜氨基酸得到很好的分離。嚴(yán)重 影響產(chǎn)品質(zhì)量，由于大量母液無(wú)法利用，使纈氨酸產(chǎn)品收率不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于尋求一種從纈氨酸溶液(發(fā)酵液、離子交換液或產(chǎn)品 母液)中提取纈氨酸的高效分離方法，以得到高純度的纈氨酸產(chǎn)品，提高纈 氨酸生產(chǎn)收率，降低三廢。
本發(fā)明的技術(shù)方案 一種從纈氨酸液中提取纈氨酸的方法，包括a、合
成樹(shù)脂先合成用于專(zhuān)門(mén)吸附分離纈氨酸的兩種特種樹(shù)脂金屬離子型螯合 樹(shù)脂和酸根離子型螯合樹(shù)脂；b、分離提純采用裝有上述特種樹(shù)脂之一的固 定床使用模擬移動(dòng)床技術(shù)，從纈氨酸液或纈氨酸水解液中分離提純，獲得純 凈的纈氨酸產(chǎn)品；
a、 合成樹(shù)脂
合成金屬離子型螯合樹(shù)脂以酸性大孔樹(shù)脂或凝膠樹(shù)脂作為載體，將其 螯合上金屬離子，利用水溶性大分子金屬吸附劑與金屬離子之間的親和力， 將吸附劑吸附在酸性大孔樹(shù)脂或凝膠樹(shù)脂表面，并使用交聯(lián)劑將其固定于基
體樹(shù)脂上；所用交聯(lián)劑為酸性大孔樹(shù)脂重量的10% 14%;
金屬離子為Al3+、 Ba2+、 Bi3+、 Ca2+、 Co2+、 Co3+、 Cu2+、 Fe2+、 Fe3+、 K+、 Mg2+、 Na+、 Ni3+、 Pb2+、 Sb3+、 Sn2+或Zn2+，其使用形式是在中性或堿性條 件下可溶解的相應(yīng)金屬離子的鹽或氧化物，金屬離子的量以使樹(shù)脂螯合達(dá)到
30%飽和的量 完全飽和的量；
合成酸根離子型螯合樹(shù)脂包括三個(gè)工序①、本體樹(shù)脂合成以含單 乙烯基的單體與含多烯基的交聯(lián)劑混合后常壓75 9(TC進(jìn)行懸浮共聚，反應(yīng) 6 7小時(shí)，生成網(wǎng)狀交聯(lián)間聚物的本體樹(shù)脂；②、本體樹(shù)脂的堿性陰離子功 能基化本體樹(shù)脂在二乙烯苯或苯乙酮的溶脹下與多乙烯多胺進(jìn)行胺化，制 得丙烯酸系堿性樹(shù)脂；③、螯合樹(shù)脂的生成將丙烯酸系堿性樹(shù)脂與無(wú)機(jī)酸 根離子和/或有機(jī)酸根離子配合達(dá)到飽和，即得到相應(yīng)的酸根離子型螯合樹(shù) 脂；
b、 分離提純采用裝有上述特種樹(shù)脂之一的固定床，使用模擬移動(dòng)床技 術(shù)，從纈氨酸液或纈氨酸水解液中分離提純纈氨酸；
模擬移動(dòng)床裝置是由4根或4根以上的色譜柱串聯(lián)相接，成一首尾連接 的閉合系統(tǒng)；每根柱均有出料口、進(jìn)料口、循環(huán)口、進(jìn)水口；整個(gè)模擬移動(dòng) 床色譜系統(tǒng)用夾套加熱保溫，保證床層在設(shè)定恒定溫度之間；整個(gè)模擬移動(dòng) 床色譜系統(tǒng)采用電腦自動(dòng)控制的方式來(lái)改變出料口、進(jìn)料口、循環(huán)口、進(jìn)水 口的位置，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)料、進(jìn)水、前組分出料、后組分出料同時(shí)連續(xù)運(yùn)行操 作；
模擬移動(dòng)床色譜分離按照進(jìn)、出料口和循環(huán)口的位置，系統(tǒng)中所有串聯(lián) 的色譜柱分為5個(gè)區(qū)
I區(qū)蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽、色素、糖液出口到纈氨酸液進(jìn)料口，稱(chēng)為提取
區(qū)；
II區(qū)纈氨酸液進(jìn)料口到纈氨酸出口，稱(chēng)為解析區(qū)I;
III區(qū)纈氨酸出口到雜氨基酸出口，稱(chēng)為富集區(qū)；
IV區(qū)雜氨基酸出口到洗脫水進(jìn)口，稱(chēng)為解析區(qū)II;
V區(qū)洗脫水進(jìn)口到蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽、色素、糖液出口，稱(chēng)為循環(huán)區(qū)；
模擬移動(dòng)床色譜分離裝置中采用上述特種樹(shù)脂之一為固定相吸附劑，利 用功能基與纈氨酸以及其他雜質(zhì)之間的親和力差別，實(shí)現(xiàn)纈氨酸與蛋白質(zhì)、 糖、色素、無(wú)機(jī)鹽、雜氨基酸之間的完全分離；采用水為洗脫劑，分離溫度 為35。C 95。C，連續(xù)進(jìn)行進(jìn)料、出料操作，同時(shí)得到三類(lèi)出料組分，第一類(lèi) 為纈氨酸純度85% 95%的組分；第二類(lèi)為纈氨酸純度<5%主要含有雜氨基 酸的組分；第三類(lèi)為纈氨酸純度<1%主要含有蛋白質(zhì)、糖、色素、無(wú)機(jī)鹽的 組分。
金屬離子型螯合樹(shù)脂中大孔樹(shù)脂為酸性聚苯乙烯大孔樹(shù)脂或聚甲基丙烯 酸甲酯類(lèi)大孔樹(shù)脂，交聯(lián)劑為多烯基交聯(lián)劑二乙烯苯、三乙烯苯或二丙烯 苯。
酸根離子型螯合樹(shù)脂中單乙烯基的單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯腈、 丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基吡啶或其組合，單乙烯基單體的加入量為 單體和多烯基交聯(lián)劑總重量的88% 97%;所述多烯基交聯(lián)劑為二乙烯苯、 三乙烯苯、二丙烯苯、甲基丙烯酸乙二醇酯、三甲基丙烯酸甘油酯或三聚異 氰尿酸三烯丙酯；
無(wú)機(jī)酸根離子為硫酸根、硝酸根、鹽酸根或磷酸根，無(wú)機(jī)酸根離子的加 入量為達(dá)到本體樹(shù)脂吸附飽和；有機(jī)酸根離子為檸檬酸根、乳酸根、古龍酸 根、丙酮酸根、富馬酸根、曲酸根、琥珀酸根或衣康酸根，有機(jī)酸根離子的
加入量為達(dá)到本體樹(shù)脂吸附飽和。
合成酸根離子型螯合樹(shù)脂，在懸浮共聚反應(yīng)中加入致孔劑，以生成大孔 型網(wǎng)狀交聯(lián)間聚物，致孔劑是甲苯、200#汽油、石蠟、脂肪酸或帶有4 10 個(gè)碳原子的醇或垸烴，其用量是單乙烯基單體總重量的20% 30%。
合成酸根離子型螯合樹(shù)脂中所述本體樹(shù)脂的堿性陰離子功能基化所述 多乙烯多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺，多乙烯多胺過(guò)量加入， 使本體樹(shù)脂反應(yīng)達(dá)到飽和，剩余多乙烯多胺在下次反應(yīng)中循環(huán)使用。
合成酸根離子型螯合樹(shù)脂中本體樹(shù)脂的堿性陰離子功能基化，本體樹(shù)脂 和四乙烯五胺于130 15(TC反應(yīng)，反應(yīng)6 8小時(shí)，生成多銨樹(shù)脂，再用甲醛或甲酸在25 70。C反應(yīng)6 8小時(shí)進(jìn)行甲基化，得到叔銨樹(shù)脂；加入氯甲 基甲醚在35 4(TC反應(yīng)7 8小時(shí)進(jìn)一步垸基化，得到強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù) 脂。
合成酸根離子型螯合樹(shù)脂中本體樹(shù)脂的堿性陰離子功能基化，本體樹(shù)脂 交聯(lián)聚丙烯酸甲酯與N, N-二甲基丙胺在175"C反應(yīng)8小時(shí)，得到含叔銨基 的弱堿樹(shù)脂，再將含叔銨基的弱堿樹(shù)脂和溶有碳酸鈉的水溶液加到高壓釜中， 通入氯甲垸直到0.3Mpa以上，并在此壓力下反應(yīng)18小時(shí)，得到強(qiáng)堿性樹(shù)脂； 在堿性條件下，加入氯乙醇在25 45t:反應(yīng)4小時(shí)進(jìn)行垸基化，制得多羥基 季銨強(qiáng)堿性陰離子樹(shù)脂。
單乙烯基單體丙烯酸酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯 酸異丙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸叔丁酯，甲基丙烯酸酯為甲基丙烯酸甲酯、 甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸丁酯或 甲基丙烯酸叔丁酯；乙烯基吡啶為2-乙烯吡啶或4-乙烯吡啶。
模擬移動(dòng)床色譜分離的優(yōu)選分離溫度為50°C。
本發(fā)明具有的突出優(yōu)點(diǎn)如下l.纈氨酸與蛋白質(zhì)、糖、色素、無(wú)機(jī)鹽、
雜氨基酸在此樹(shù)脂上具有極好的吸附分離性能，基本實(shí)現(xiàn)纈氨酸與蛋白質(zhì)、 糖、色素、無(wú)機(jī)鹽、雜氨基酸之間的完全分離；2.采用移動(dòng)床連續(xù)色譜分離； 樹(shù)脂利用率高；3.生產(chǎn)過(guò)程全自動(dòng)化，勞動(dòng)強(qiáng)度低，生產(chǎn)場(chǎng)地小；4.生產(chǎn) 成本低，分離每立方米纈氨酸液，僅需要1立方米 2立方米水和少量電；5.生 產(chǎn)過(guò)程中不使用任何化學(xué)品，沒(méi)有任何污染產(chǎn)生。


圖1為纈氨酸生產(chǎn)工藝流程圖。
圖2為色譜柱的分區(qū)圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:本發(fā)明中制備的第一種特種樹(shù)脂為金屬離子型螯合樹(shù)脂。它 以酸性大孔樹(shù)脂或凝膠樹(shù)脂作為載體，將其螯合上金屬離子；利用大分子金 屬吸附劑上纈氨酸與其他雜質(zhì)之間的親和力差別，實(shí)現(xiàn)纈氨酸與蛋白質(zhì)、糖、 色素、無(wú)機(jī)鹽、雜氨基酸之間的完全分離。
大孔樹(shù)脂可選用酸性聚苯乙烯大孔樹(shù)脂或聚甲基丙烯酸甲酯類(lèi)大孔樹(shù) 脂。交聯(lián)劑可選用二乙烯苯、三乙烯苯、二丙烯苯等多烯基交聯(lián)劑。
本樹(shù)脂所用交聯(lián)劑與樹(shù)脂的重量比(W/W)為4% 20%，最佳為10% 14%。本發(fā)明制備的樹(shù)脂比一般商業(yè)樹(shù)脂具有更高的物理穩(wěn)定性，磨后圓球率
>99%，適用于9(TC左右長(zhǎng)期操作溫度。本樹(shù)脂對(duì)纈氨酸具有很高的吸附量， 每克樹(shù)脂至少有0.9克， 一般有1.4克纈氨酸的吸附量；至少有0.6克， 一般 有0.8克纈氨酸的解吸量，因而可得濃度至少達(dá)3%， 一般可達(dá)5% 8%的高 濃度纈氨酸脫附液。
實(shí)施例2:本發(fā)明中制備的第二種特種樹(shù)脂為酸根離子型螯合樹(shù)脂。它 以堿性大孔樹(shù)脂或凝膠樹(shù)脂作為載體，將其螯合上有機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸根離子。
酸根離子型螯合樹(shù)脂為含丙烯酸酯，和/或甲基丙烯酸酯，和/或丙烯腈， 和/或乙烯基吡徒等的網(wǎng)狀交聯(lián)間聚物，屬于堿性陰離子樹(shù)脂類(lèi)型以及他們作 為載體與無(wú)機(jī)酸和/或有機(jī)酸根離子配合后產(chǎn)生的螯合樹(shù)脂。合成包括三個(gè)工
序
1.本體樹(shù)脂合成
在制備本發(fā)明的交聯(lián)間聚物所使用的一種或一種以上含單乙烯基的單體 的非限定性例子包括丙烯酸，甲基丙烯酸，丙烯腈，丙烯酸酯(包括丙烯酸 甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁 酯)，甲基丙烯酸酯(包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙 酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯)，乙烯基吡啶
(包括2-乙烯吡啶、4-乙烯吡啶等)和其混合物。較好為丙烯酸甲酯、甲基 丙烯酸甲酯、4-乙烯吡啶等。
在本發(fā)明中是以一種或一種以上含單乙烯基的單體與含多烯基的交聯(lián)劑 混合后進(jìn)行懸浮共聚反應(yīng)，生成網(wǎng)狀交聯(lián)間聚物。也可以在懸浮共聚反應(yīng)中 加入致孔劑，以生成大孔型網(wǎng)狀交聯(lián)間聚物。
本發(fā)明所指的合成大孔網(wǎng)狀交聯(lián)間聚物中所用的致孔劑可以是甲苯， 200#汽油，石蠟，脂肪酸，或帶有4 10個(gè)碳原子的醇或烷烴等，將以上各 種致孔劑混合使用也是可以的。其用量可以是聚合單體總量的10% 60%， 最佳為20% 30%。
本發(fā)明中所指的多烯基交聯(lián)劑包括二乙烯苯，三乙烯苯，二丙烯苯，甲 基丙烯酸乙二醇酯，三甲基丙烯酸甘油酯，或三聚異氰尿酸三烯丙酯等，含 量為4% 25%，最佳為8% 15%。
在本發(fā)明本體樹(shù)脂的制備方法中，所述懸浮聚合的反應(yīng)條件可以是本領(lǐng) 域眾所周知的懸浮反應(yīng)條件。在本發(fā)明的一個(gè)較好的實(shí)例中，所述懸浮反應(yīng)
的反應(yīng)溫度為60 110°C，較好為75 90。C，壓力為常壓，反應(yīng)進(jìn)行的時(shí)間 為4 10小時(shí)，較好為6 7小時(shí)。
2. 樹(shù)脂基體的堿性陰離子功能基化
本發(fā)明合成得到的本體樹(shù)脂如為含丙烯酸酯基、和/或甲基丙烯酸酯基的 凝膠或大孔型網(wǎng)狀交聯(lián)間聚物，本體樹(shù)脂在二乙烯苯或苯乙酮的溶脹下與二 乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺等多種胺(一 CONH(C2H4NH)2H、 — CONH(C2H4NH)3H、 — CONH(C2H4NH)4H)進(jìn)行胺解， 制得丙烯酸系弱堿樹(shù)脂。如本體樹(shù)脂和四乙烯五胺于130 150。C反應(yīng)(8小 時(shí))，生成多銨樹(shù)脂，再用甲醛、甲酸進(jìn)行甲基化，可得到叔銨樹(shù)脂；進(jìn)一步 烷基化，可得到強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂(_CONH(C2H4NCH3)4CH3)。
或本體樹(shù)脂與二甲胺基丙胺反應(yīng)，制得丙烯酸弱堿樹(shù)脂。用N， N-二甲 基丙二胺與交聯(lián)聚丙烯酸甲酯在175'C反應(yīng)，也可得到含叔銨基的弱堿樹(shù)脂。
強(qiáng)堿性丙烯酸系樹(shù)脂的合成方法是將帶叔銨基的樹(shù)脂和溶有碳酸鈉的水 溶液加到高壓釜中，通入氯甲烷直達(dá)到0.3Mpa以上，并在此壓力下反應(yīng)18 小時(shí)，得到強(qiáng)堿性樹(shù)脂；在堿性條件下，用氯乙醇進(jìn)行垸基化，可制得多羥 基季銨強(qiáng)堿性陰離子樹(shù)脂。
本發(fā)明合成得到的如為含苯乙烯基的凝膠或大孔型網(wǎng)狀交聯(lián)間聚本體樹(shù) 脂，需要經(jīng)氯甲基化和銨化/或季銨化，得到含銨功能基團(tuán)的強(qiáng)堿性陰離子樹(shù) 脂。
3. 螯合樹(shù)脂的生成
將工序2中所得各堿性陰離子樹(shù)脂類(lèi)型，與無(wú)機(jī)和/或有機(jī)酸根離子配合 達(dá)到飽和，即得到相應(yīng)的螯合樹(shù)脂。以上所指的無(wú)機(jī)酸根離子，是指如硫酸 根、硝酸根、鹽酸根、磷酸根等；所指的有機(jī)酸根離子，是指檸檬酸根、乳 酸根、古龍酸根、丙酮酸根、富馬酸根、曲酸根、琥珀酸根、衣康酸根等。
由以上第2工序中所制得各堿性陰離子樹(shù)脂類(lèi)型，在處理纈氨酸的發(fā)酵 液、離子交換液或產(chǎn)品母液時(shí)也能夠自動(dòng)與他們配合達(dá)到飽和，產(chǎn)生螯合效 應(yīng)；因此他們與由第3工序中所制得堿性陰離子樹(shù)脂作為載體與無(wú)機(jī)酸和/ 或有機(jī)酸根離子配位后產(chǎn)生的相應(yīng)螯合樹(shù)脂；均可利用他們的堿性功能基和 配位酸根與纈氨酸以及其他雜質(zhì)之間的親和力差別，實(shí)現(xiàn)纈氨酸與蛋白質(zhì)、 糖、色素、無(wú)機(jī)鹽、雜氨基酸之間的完全分離。
實(shí)施例3:模擬移動(dòng)床技術(shù)模擬移動(dòng)床色譜分離裝置中采用上述特種
樹(shù)脂之一為固定相吸附劑，利用功能基與纈氨酸以及其他雜質(zhì)之間的親和力
差別，實(shí)現(xiàn)纈氨酸與蛋白質(zhì)、糖、色素、無(wú)機(jī)鹽、雜氨基酸之間的完全分離； 采用水為洗脫劑，分離溫度為35°C~95°C，最佳分離溫度為5(TC，連續(xù)進(jìn)行 進(jìn)料、出料操作，同時(shí)得到三類(lèi)出料組分，第一類(lèi)為纈氨酸純度85% 95% (一般>93%)的組分；第二類(lèi)為主要含有雜氨基酸(纈氨酸純度<5%)的組 分；第三類(lèi)為主要含有蛋白質(zhì)、糖、色素、無(wú)機(jī)鹽(纈氨酸純度<1%)的組 分。
本發(fā)明的模擬移動(dòng)床裝置是由4根或4根以上的色譜柱串聯(lián)相接，成一 首尾連接的閉合系統(tǒng)。每根柱均有出料口、進(jìn)料口、循環(huán)口、進(jìn)水口。整個(gè) 模擬移動(dòng)床色譜系統(tǒng)用加熱保溫，保證床層在設(shè)定恒定溫度之內(nèi)。本發(fā)明是 采用電腦自動(dòng)控制的方式來(lái)改變出料口、進(jìn)料口、循環(huán)口、進(jìn)水口的位置， 從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)料、進(jìn)水、前組分出料、后組分出料同時(shí)連續(xù)運(yùn)行操作。
按照進(jìn)出料口和循環(huán)口的位置，系統(tǒng)中所有串聯(lián)的色譜柱可分為5個(gè)區(qū)。 I區(qū)蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽、色素、糖液出口到纈氨酸液進(jìn)料口，稱(chēng)為提取區(qū)。
II區(qū)纈氨酸液進(jìn)料口到纈氨酸出口，稱(chēng)為解析區(qū)I。
III區(qū)纈氨酸出口到雜氨基酸出口，稱(chēng)為富集區(qū)。
IV區(qū)雜氨基酸出口到洗脫水進(jìn)口，稱(chēng)為解析區(qū)II。
V區(qū)洗脫水進(jìn)口到蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽、色素、糖液出口，稱(chēng)為循環(huán)區(qū)。
下一步結(jié)合實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步介紹本發(fā)明方法。
實(shí)施例4
進(jìn)料液為纈氨酸發(fā)酵液，其濃度約為5%，其中無(wú)機(jī)鹽"80%，纈氨酸 15%，葡萄糖、果糖等單糖4.8%，將此液通過(guò)模擬移動(dòng)床，模擬移動(dòng)床操作 條件如下分離溫度75'C,系統(tǒng)壓力0.3Mpa，料液進(jìn)料量為1L/h，洗脫水 進(jìn)料量為2L/h，進(jìn)料24小時(shí)后達(dá)到平衡。得到的出料情況如下
1) 纈氨酸部分濃度約為5%，纈氨酸純度93.5%，無(wú)機(jī)鹽4%，葡萄糖、 果糖等單糖純度1%。
2) 雜氨基酸部分濃度約為1%，纈氨酸純度5%，丙氨酸純度60%， 亮氨酸純度35%。
3) 其它雜質(zhì)部分濃度約為1%，纈氨酸純度1%，無(wú)機(jī)鹽92%，葡萄 糖、果糖等單糖純度7%。
權(quán)利要求
1、一種從纈氨酸液中分離提純纈氨酸的方法，其特征在于，a、合成樹(shù)脂先合成用于專(zhuān)門(mén)吸附分離纈氨酸的兩種特種樹(shù)脂金屬離子型螯合樹(shù)脂和酸根離子型螯合樹(shù)脂；b、分離提純采用裝有上述特種樹(shù)脂之一的固定床使用模擬移動(dòng)床技術(shù)，從纈氨酸液或纈氨酸水解液中分離提純，獲得純凈的纈氨酸產(chǎn)品；a、合成樹(shù)脂合成金屬離子型螯合樹(shù)脂以酸性大孔樹(shù)脂或凝膠樹(shù)脂作為載體，將其螯合上金屬離子，利用水溶性大分子金屬吸附劑與金屬離子之間的親和力，將吸附劑吸附在酸性大孔樹(shù)脂或凝膠樹(shù)脂表面，并使用交聯(lián)劑將其固定于基體樹(shù)脂上；所用交聯(lián)劑為酸性大孔樹(shù)脂重量的10％～14％；金屬離子為Al3+、Ba2+、Bi3+、Ca2+、Co2+、Co3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、K+、Mg2+、Na+、Ni3+、Pb2+、Sb3+、Sn2+或Zn2+，其使用形式是在中性或堿性條件下可溶解的相應(yīng)金屬離子的鹽或氧化物，金屬離子的量以使樹(shù)脂螯合達(dá)到30％飽和的量～完全飽和的量；合成酸根離子型螯合樹(shù)脂包括三個(gè)工序①、本體樹(shù)脂合成以含單乙烯基的單體與含多烯基的交聯(lián)劑混合后常壓75～90℃進(jìn)行懸浮共聚，反應(yīng)6～7小時(shí)，生成網(wǎng)狀交聯(lián)間聚物的本體樹(shù)脂；②、本體樹(shù)脂的堿性陰離子功能基化本體樹(shù)脂在二乙烯苯或苯乙酮的溶脹下與多乙烯多胺進(jìn)行胺化，制得丙烯酸系堿性樹(shù)脂；③、螯合樹(shù)脂的生成將丙烯酸系堿性樹(shù)脂與無(wú)機(jī)酸根離子和/或有機(jī)酸根離子配合達(dá)到飽和，即得到相應(yīng)的酸根離子型螯合樹(shù)脂；b、分離提純采用裝有上述特種樹(shù)脂之一的固定床，使用模擬移動(dòng)床技術(shù)，從纈氨酸液或纈氨酸水解液中分離提純纈氨酸；模擬移動(dòng)床裝置是由4根或4根以上的色譜柱串聯(lián)相接，成一首尾連接的閉合系統(tǒng)；每根柱均有出料口、進(jìn)料口、循環(huán)口、進(jìn)水口；整個(gè)模擬移動(dòng)床色譜系統(tǒng)用夾套加熱保溫，保證床層在設(shè)定恒定溫度之間；整個(gè)模擬移動(dòng)床色譜系統(tǒng)采用電腦自動(dòng)控制的方式來(lái)改變出料口、進(jìn)料口、循環(huán)口、進(jìn)水口的位置，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)料、進(jìn)水、前組分出料、后組分出料同時(shí)連續(xù)運(yùn)行操作；模擬移動(dòng)床色譜分離按照進(jìn)、出料口和循環(huán)口的位置，系統(tǒng)中所有串聯(lián)的色譜柱分為5個(gè)區(qū)I區(qū)蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽、色素、糖液出口到纈氨酸液進(jìn)料口，稱(chēng)為提取區(qū)；II區(qū)纈氨酸液進(jìn)料口到纈氨酸出口，稱(chēng)為解析區(qū)I；III區(qū)纈氨酸出口到雜氨基酸出口，稱(chēng)為富集區(qū)；IV區(qū)雜氨基酸出口到洗脫水進(jìn)口，稱(chēng)為解析區(qū)II；V區(qū)洗脫水進(jìn)口到蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽、色素、糖液出口，稱(chēng)為循環(huán)區(qū)；模擬移動(dòng)床色譜分離裝置中采用上述特種樹(shù)脂之一為固定相吸附劑，利用功能基與纈氨酸以及其他雜質(zhì)之間的親和力差別，實(shí)現(xiàn)纈氨酸與蛋白質(zhì)、糖、色素、無(wú)機(jī)鹽、雜氨基酸之間的完全分離；采用水為洗脫劑，分離溫度為35℃～95℃，連續(xù)進(jìn)行進(jìn)料、出料操作，同時(shí)得到三類(lèi)出料組分，第一類(lèi)為纈氨酸純度85％～95％的組分；第二類(lèi)為纈氨酸純度＜5％主要含有雜氨基酸的組分；第三類(lèi)為纈氨酸純度＜1％主要含有蛋白質(zhì)、糖、色素、無(wú)機(jī)鹽的組分。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，金屬離子型螯合樹(shù)脂中大 孔樹(shù)脂為酸性聚苯乙烯大孔樹(shù)脂或聚甲基丙烯酸甲酯類(lèi)大孔樹(shù)脂，交聯(lián)劑為 多烯基交聯(lián)劑二乙烯苯、三乙烯苯或二丙烯苯。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，酸根離子型螯合樹(shù)脂中單 乙烯基的單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯腈、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、 乙烯基吡啶或其組合，單乙烯基單體的加入量為單體和多烯基交聯(lián)劑總重量 的88% 97%;所述多烯基交聯(lián)劑為二乙烯苯、三乙烯苯、二丙烯苯、甲基 丙烯酸乙二醇酯、三甲基丙烯酸甘油酯或三聚異氰尿酸三烯丙酯；無(wú)機(jī)酸根離子為硫酸根、硝酸根、鹽酸根或磷酸根，無(wú)機(jī)酸根離子的加 入量為達(dá)到本體樹(shù)脂吸附飽和；有機(jī)酸根離子為檸檬酸根、乳酸根、古龍酸 根、丙酮酸根、富馬酸根、曲酸根、琥珀酸根或衣康酸根，有機(jī)酸根離子的加入量為達(dá)到本體樹(shù)脂吸附飽和。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，合成酸根離子型螯合樹(shù)脂，在懸浮共聚反應(yīng)中加入致孔劑，以生成大孔型網(wǎng)狀交聯(lián)間聚物，致孔劑是甲 苯、200#汽油、石蠟、脂肪酸或帶有4 10個(gè)碳原子的醇或垸烴，其用量是 單乙烯基單體總重量的20% 30%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，合成酸根離子型螯合樹(shù)脂中所述本體樹(shù)脂的堿性陰離子功能基化所述多乙烯多胺為二乙烯三胺、三 乙烯四胺或四乙烯五胺，多乙烯多胺過(guò)量加入，使本體樹(shù)脂反應(yīng)達(dá)到飽和， 剩余多乙烯多胺在下次反應(yīng)中循環(huán)使用。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，合成酸根離子型螯合樹(shù)脂中本體樹(shù)脂的堿性陰離子功能基化，本體樹(shù)脂和四乙烯五胺于130 150°C 反應(yīng)，反應(yīng)6 8小時(shí)，生成多銨樹(shù)脂，再用甲醛或甲酸在25 7(TC反應(yīng)6 8小時(shí)進(jìn)行甲基化，得到叔銨樹(shù)脂；加入氯甲基甲醚在35 40'C反應(yīng)7 8 小時(shí)進(jìn)一步烷基化，得到強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，合成酸根離子型螯合樹(shù) 脂中本體樹(shù)脂的堿性陰離子功能基化，本體樹(shù)脂交聯(lián)聚丙烯酸甲酯與N， N-二甲基丙胺在175'C反應(yīng)8小時(shí)，得到含叔銨基的弱堿樹(shù)脂，再將含叔銨基 的弱堿樹(shù)脂和溶有碳酸鈉的水溶液加到高壓釜中，通入氯甲垸直到0.3Mpa 以上，并在此壓力下反應(yīng)18小時(shí)，得到強(qiáng)堿性樹(shù)脂；在堿性條件下，加入氯 乙醇在25 45。C反應(yīng)4小時(shí)進(jìn)行垸基化，制得多羥基季銨強(qiáng)堿性陰離子樹(shù)脂。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，單乙烯基單體丙烯酸酯為 丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸丁酯或丙烯 酸叔丁酯，甲基丙烯酸酯為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸 丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸叔丁酯；乙烯基吡 錠為2-乙烯吡啶或4-乙烯吡啶。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，模擬移動(dòng)床色譜分離的優(yōu) 選分離溫度為5(TC。
全文摘要
一種從纈氨酸液中分離提純纈氨酸的方法，屬于模擬移動(dòng)床色譜分離技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過(guò)合成專(zhuān)用樹(shù)脂，利用模擬移動(dòng)床技術(shù)，從纈氨酸液中分離制備高純度纈氨酸。具體方法是以纈氨酸液為原料，通過(guò)模擬移動(dòng)床，在35℃～95℃的操作溫度下，以水為洗脫劑，使纈氨酸與蛋白質(zhì)、糖、色素、無(wú)機(jī)鹽、雜氨基酸等雜質(zhì)完全分離，得到富含纈氨酸的組分。本發(fā)明采用高效色譜分離方法，得到纈氨酸產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C07C229/00GK101168512SQ20071019053
公開(kāi)日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者彭奇均 申請(qǐng)人:江南大學(xué)