一種以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)l-色氨酸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本發(fā)明屬于氨基酸生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)L-色氨酸的方法。
【背景技術(shù)】
:
[0002]L-色氨酸是含有吲哚基的中性芳香族氨基酸，為白色或略帶黃色葉片狀結(jié)晶或粉末，是少數(shù)幾個(gè)不能用發(fā)酵法生產(chǎn)的氨基酸之一，但它是人體和動(dòng)物生命活動(dòng)中必需的氨基酸，對(duì)人和動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育、新陳代謝起著重要的作用，被稱為第二必需氨基酸，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和飼料等方面。在醫(yī)藥上，L-色氨酸是一種重要的氨基酸制劑，常與鐵劑、維生素等合用，與VB6合用可改善抑郁癥，防治粗皮病，作為失眠鎮(zhèn)靜劑配合L-多巴用于治療帕金森氏病等，L-色氨酸在氨基酸輸液制品中占有重要的地位；在食品方面，L-色氨酸可作為人的營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑、孕婦營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑、乳幼兒特殊奶粉和抗氧化劑來(lái)使用；在飼料方面，由于L-色氨酸是一些植物蛋白中比較缺乏的氨基酸，用它做飼料添加劑對(duì)提高植物蛋白質(zhì)的利用率具有重要的作用，它是繼蛋氨酸和賴氨酸之后的第三大飼料添加氨基酸，作為飼料添加劑,對(duì)動(dòng)物有促進(jìn)采食、削弱應(yīng)激反應(yīng)、改善動(dòng)物睡眠,還可以增加動(dòng)物胎兒和幼仔的抗體、提高乳畜泌乳，降低日糧優(yōu)質(zhì)蛋白用量、節(jié)約飼料成本等作用。
[0003]本公司的前身新沂市漢菱生物工程有限公司吸收引進(jìn)了微生物酶轉(zhuǎn)化L-半胱氨酸合成L-色氨酸的新技術(shù)，已進(jìn)行了試生產(chǎn)，并對(duì)L-色氨酸的生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)方法分別申請(qǐng)了實(shí)用新型專利和發(fā)明專利，經(jīng)過(guò)幾年的生產(chǎn)，公司又對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行了革新，增加了過(guò)濾膜技術(shù)，變更了使用的原材料，革新了部分工藝，使生產(chǎn)的L-色氨酸具有純度高、收率高、副產(chǎn)物少、精制操作容易的優(yōu)點(diǎn)，是一種成本較低的生產(chǎn)L-色氨酸的工業(yè)化生產(chǎn)方法。本發(fā)明是一種以DL-鹽酸半胱氨酸為原料通過(guò)以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)轉(zhuǎn)化制備L-色胺酸的生產(chǎn)方法，該方法具有使用通用設(shè)備、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)化時(shí)間短、轉(zhuǎn)化效率高、產(chǎn)品純度聞等一系列優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0004]本發(fā)明主要解決的問(wèn)題是提供一種以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)L-色氨酸的方法，該裝置以發(fā)酵罐、第一過(guò)濾膜、化學(xué)反應(yīng)釜、第二過(guò)濾膜、溶解罐、第三過(guò)濾膜、結(jié)晶釜、干燥機(jī)、粉碎機(jī)為設(shè)備，以濃縮色氨酸酶培養(yǎng)液、純水、DL-鹽酸半胱氨酸、吲哚、活性炭、氫氧化鈉水溶液、鹽酸、氨水為原料來(lái)生產(chǎn)L-色氨酸。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006](I)將純水、DL-鹽酸半胱氨酸、吲哚送入化學(xué)反應(yīng)釜中，其重量比為純水:DL-鹽酸半胱氨酸:吲哚=6-6.5: 2.5-3: 1，攪拌使DL-鹽酸半胱氨酸、吲哚全部溶解后，使用循環(huán)恒溫系統(tǒng)加熱，使得料液溫度保持在35°C -40°C之間；此時(shí)將發(fā)酵罐中的濃縮色氨酸酶培養(yǎng)液送入第一過(guò)濾膜過(guò)濾，得到的濾液通排出他用，濾渣送入化學(xué)反應(yīng)釜中，添加量為釜中液體總重量的1%，攪拌反應(yīng)10-12小時(shí)反應(yīng)結(jié)束后，使用循環(huán)恒溫系統(tǒng)加熱料液至65°C，向釜中加入活性炭，添加量為釜中液體總重量的2%，攪拌脫色0.5-0.6小時(shí)后降溫至常溫后得到反應(yīng)液。
[0007](2)將反應(yīng)液送入第二過(guò)濾膜過(guò)濾，得到的濾液排出待用，濾渣送入溶解罐，向溶解罐中加入氫氧化鈉水溶液，添加量為釜中濾渣總重量的10倍，攪拌將濾渣全部溶解得到固液混合物，然后將其送入第三過(guò)濾膜過(guò)濾，得到的濾渣送回化學(xué)反應(yīng)釜繼續(xù)反應(yīng)，濾液送入結(jié)晶釜。
[0008](3)向結(jié)晶釜中加入氨水或鹽酸調(diào)節(jié)釜中濾液的pH值至5.89，這時(shí)候有大量L-色氨酸結(jié)晶出現(xiàn)，攪拌0.5小時(shí)后結(jié)晶完畢，此時(shí)將廢水排出，固體L-色氨酸送入干燥機(jī)在50-60°C的溫度下干燥2.5-3小時(shí)，干燥后的L-色氨酸固體送入粉碎機(jī)粉碎為粉末后得到成品。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:
[0010]所述的發(fā)酵罐為I噸級(jí)不銹鋼罐。
[0011]所述的化學(xué)反應(yīng)釜為5噸陶瓷內(nèi)膽釜。
[0012]所述的第一過(guò)濾膜、第二過(guò)濾膜、第三過(guò)濾膜為超濾膜。
[0013]步驟(I)所述的反應(yīng)溫度為37.5°C，攪拌反應(yīng)時(shí)間為11小時(shí)。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:提供了一種以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)L-色氨酸的方法，該方法使用通用設(shè)備，生產(chǎn)效率高，轉(zhuǎn)化時(shí)間短，尤其是增加了三級(jí)膜過(guò)濾，使產(chǎn)品的純度大大提聞，可達(dá)99.9%,純度的提聞使廣品進(jìn)入醫(yī)藥級(jí)，其銷售價(jià)格較詞料級(jí)可提聞2-3倍。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1
[0016]將純水、DL-鹽酸半胱氨酸、吲哚送入化學(xué)反應(yīng)釜中，其重量比為純水:DL-鹽酸半胱氨酸:吲哚=6: 3: 1，攪拌使DL-鹽酸半胱氨酸、吲哚全部溶解后，使用循環(huán)恒溫系統(tǒng)加熱，使得料液溫度保持在35°C °C之間；此時(shí)將發(fā)酵罐中的濃縮色氨酸酶培養(yǎng)液送入第一過(guò)濾膜過(guò)濾，得到的濾液通排出他用，濾渣送入化學(xué)反應(yīng)釜中，添加量為釜中液體總重量的I %，攪拌反應(yīng)12小時(shí)反應(yīng)結(jié)束后，使用循環(huán)恒溫系統(tǒng)加熱料液至65°C，向釜中加入活性炭，添加量為釜中液體總重量的2%，攪拌脫色0.5小時(shí)后降溫至常溫后得到反應(yīng)液。將反應(yīng)液送入第二過(guò)濾膜過(guò)濾，得到的濾液排出待用，濾渣送入溶解罐，向溶解罐中加入氫氧化鈉水溶液，添加量為釜中濾渣總重量的10倍，攪拌將濾渣全部溶解得到固液混合物，然后將其送入第三過(guò)濾膜過(guò)濾，得到的濾渣送回化學(xué)反應(yīng)釜繼續(xù)反應(yīng)，濾液送入結(jié)晶釜。向結(jié)晶釜中加入氨水或鹽酸調(diào)節(jié)釜中濾液的pH值至5.89，這時(shí)候有大量L-色氨酸結(jié)晶出現(xiàn)，攪拌0.5小時(shí)后結(jié)晶完畢，此時(shí)將廢水排出，固體L-色氨酸送入干燥機(jī)在50°C的溫度下干燥3小時(shí)，干燥后的L-色氨酸固體送入粉碎機(jī)粉碎為粉末后得到成品。
[0017]實(shí)施例2
[0018]將純水、DL-鹽酸半胱氨酸、吲哚送入化學(xué)反應(yīng)釜中，其重量比為純水:DL-鹽酸半胱氨酸:吲哚=6.25: 2.75: 1，攪拌使DL-鹽酸半胱氨酸、吲哚全部溶解后，使用循環(huán)恒溫系統(tǒng)加熱，使得料液溫度保持在37.5°C之間；此時(shí)將發(fā)酵罐中的濃縮色氨酸酶培養(yǎng)液送入第一過(guò)濾膜過(guò)濾，得到的濾液通排出他用，濾渣送入化學(xué)反應(yīng)釜中，添加量為釜中液體總重量的I %，攪拌反應(yīng)11小時(shí)反應(yīng)結(jié)束后，使用循環(huán)恒溫系統(tǒng)加熱料液至65°C，向釜中加入活性炭，添加量為釜中液體總重量的2%，攪拌脫色0.55小時(shí)后降溫至常溫后得到反應(yīng)液。將反應(yīng)液送入第二過(guò)濾膜過(guò)濾，得到的濾液排出待用，濾渣送入溶解罐，向溶解罐中加入氫氧化鈉水溶液，添加量為釜中濾渣總重量的10倍，攪拌將濾渣全部溶解得到固液混合物，然后將其送入第三過(guò)濾膜過(guò)濾，得到的濾渣送回化學(xué)反應(yīng)釜繼續(xù)反應(yīng)，濾液送入結(jié)晶釜。向結(jié)晶釜中加入氨水或鹽酸調(diào)節(jié)釜中濾液的pH值至5.89，這時(shí)候有大量L-色氨酸結(jié)晶出現(xiàn)，攪拌0.5小時(shí)后結(jié)晶完畢，此時(shí)將廢水排出，固體L-色氨酸送入干燥機(jī)在55°C的溫度下干燥2.75小時(shí)，干燥后的L-色氨酸固體送入粉碎機(jī)粉碎為粉末后得到成品。
[0019]實(shí)施例3
[0020]將純水、DL-鹽酸半胱氨酸、吲哚送入化學(xué)反應(yīng)釜中，其重量比為純水:DL-鹽酸半胱氨酸:吲哚=6.5: 2.5: 1，攪拌使DL-鹽酸半胱氨酸、吲哚全部溶解后，使用循環(huán)恒溫系統(tǒng)加熱，使得料液溫度保持在40°C之間；此時(shí)將發(fā)酵罐中的濃縮色氨酸酶培養(yǎng)液送入第一過(guò)濾膜過(guò)濾，得到的濾液通排出他用，濾渣送入化學(xué)反應(yīng)釜中，添加量為釜中液體總重量的I %，攪拌反應(yīng)10小時(shí)反應(yīng)結(jié)束后，使用循環(huán)恒溫系統(tǒng)加熱料液至65°C，向釜中加入活性炭，添加量為釜中液體總重量的2%，攪拌脫色0.6小時(shí)后降溫至常溫后得到反應(yīng)液。將反應(yīng)液送入第二過(guò)濾膜過(guò)濾，得到的濾液排出待用，濾渣送入溶解罐，向溶解罐中加入氫氧化鈉水溶液，添加量為釜中濾渣總重量的10倍，攪拌將濾渣全部溶解得到固液混合物，然后將其送入第三過(guò)濾膜過(guò)濾，得到的濾渣送回化學(xué)反應(yīng)釜繼續(xù)反應(yīng)，濾液送入結(jié)晶釜。向結(jié)晶釜中加入氨水或鹽酸調(diào)節(jié)釜中濾液的pH值至5.89，這時(shí)候有大量L-色氨酸結(jié)晶出現(xiàn)，攪拌0.5小時(shí)后結(jié)晶完畢，此時(shí)將廢水排出，固體L-色氨酸送入干燥機(jī)在60°C的溫度下干燥
2.5小時(shí),干燥后的L-色氨酸固體送入粉碎機(jī)粉碎為粉末后得到成品。
[0021]當(dāng)然，本發(fā)明還有其它的實(shí)施方式，在不離開(kāi)本發(fā)明的精神背景下所做的任何技術(shù)、原理和工藝的改進(jìn)，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)L-色氨酸的方法，使用的原料包括:濃縮色氨酸酶培養(yǎng)液、純水、DL-鹽酸半胱氨酸粉劑、吲哚、活性炭、氫氧化鈉水溶液、鹽酸、氨水，其特征在于: (1)將純水、DL-鹽酸半胱氨酸、吲哚送入化學(xué)反應(yīng)釜中，其重量比為純水:DL-鹽酸半胱氨酸:吲哚=6-6.5: 2.5-3: 1，攪拌使DL-鹽酸半胱氨酸、吲哚全部溶解后，使用循環(huán)恒溫系統(tǒng)加熱，使得料液溫度保持在35°C -40°C之間；此時(shí)將發(fā)酵罐中的濃縮色氨酸酶培養(yǎng)液送入第一過(guò)濾膜過(guò)濾，得到的濾液通排出他用，濾渣送入化學(xué)反應(yīng)釜中，添加量為釜中液體總重量的1%，攪拌反應(yīng)10-12小時(shí)反應(yīng)結(jié)束后，使用循環(huán)恒溫系統(tǒng)加熱料液至65°C，向釜中加入活性炭，添加量為釜中液體總重量的2%，攪拌脫色0.5-0.6小時(shí)后降溫至常溫后得到反應(yīng)液； (2)將反應(yīng)液送入第二過(guò)濾膜過(guò)濾，得到的濾液排出待用，濾渣送入溶解罐，向溶解罐中加入氫氧化鈉水溶液，添加量為釜中濾渣總重量的10倍，攪拌將濾渣全部溶解得到固液混合物，然后將其送入第三過(guò)濾膜過(guò)濾，得到的濾渣送回化學(xué)反應(yīng)釜繼續(xù)反應(yīng)，濾液送入結(jié)晶釜； (3)向結(jié)晶釜中加入氨水或鹽酸調(diào)節(jié)釜中濾液的pH值至5.89，這時(shí)候有大量L-色氨酸結(jié)晶出現(xiàn)，攪拌0.5小時(shí)后結(jié)晶完畢，此時(shí)將廢水排出，固體L-色氨酸送入干燥機(jī)在50-60°C的溫度下干燥2.5-3小時(shí)，干燥后的L-色氨酸固體送入粉碎機(jī)粉碎為粉末后得到成品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)L-色氨酸的方法，其特征在于:所述的發(fā)酵罐為I噸級(jí)不銹鋼罐。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)L-色氨酸的方法，其特征在于:所述的化學(xué)反應(yīng)釜為5噸陶瓷內(nèi)膽釜。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)L-色氨酸的方法，其特征在于:所述的第一過(guò)濾膜、第二過(guò)濾膜、第三過(guò)濾膜為超濾膜。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)L-色氨酸的方法，其特征在于:步驟(I)所述的反應(yīng)溫度為37.5°C，攪拌反應(yīng)時(shí)間為11小時(shí)。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)L-色氨酸的方法，該方法屬于氨基酸生產(chǎn)領(lǐng)域，該方法以發(fā)酵罐、第一過(guò)濾膜、化學(xué)反應(yīng)釜、第二過(guò)濾膜、溶解罐、第三過(guò)濾膜、結(jié)晶釜、干燥機(jī)、粉碎機(jī)為設(shè)備，以濃縮色氨酸酶培養(yǎng)液、純水、DL-鹽酸半胱氨酸粉劑、吲哚、活性炭、氫氧化鈉水溶液、鹽酸、氨水為原料來(lái)生產(chǎn)L-色氨酸，該方法使用通用設(shè)備，生產(chǎn)效率高，轉(zhuǎn)化時(shí)間短，尤其是增加了三級(jí)膜過(guò)濾，使產(chǎn)品的純度大大提高，可達(dá)99.9％，純度的提高使產(chǎn)品進(jìn)入醫(yī)藥級(jí)，其銷售價(jià)格較飼料級(jí)可提高2-3倍。
【IPC分類】C07D209/20, C12P13/22
【公開(kāi)號(hào)】CN105624225
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410631012
【發(fā)明人】陳士安, 沈江南
【申請(qǐng)人】江蘇新漢菱生物工程股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2014年11月12日