[发明专利]一种由苏氨酸发酵液制备苏氨酸结晶的方法

说明书

技术领域

本发明属于氨基酸分离纯化生产的技术领域，具体地说是涉及一种由苏氨 酸发酵液制备苏氨酸结晶的方法。

背景技术

苏氨酸是人和动物必需的一种氨基酸，具有恢复人体疲劳、促进生长发育 的作用。但人体和动物自身不能合成苏氨酸，必须得从食物等外源获取。因此， 苏氨酸作为食品强化剂、饲料添加剂、医药制剂、保健品等被广泛应用，应用 前景十分广阔，市场需求非常旺盛。

苏氨酸的生产方法包括蛋白质水解法、合成法和直接发酵法。直接发酵 法是目前生产苏氨酸的主要方法，该方法具有原材料成本低、易于大规模生产 等优点。传统的苏氨酸发酵法生产包括发酵培养、菌体分离、离子交换、活性 炭脱色、蒸发浓缩、等点电结晶、重结晶等步骤，其中，菌体分离、离子交换、 活性炭脱色、蒸发浓缩、等点电结晶、重结晶是苏氨酸分离纯化的关键步骤。 传统的苏氨酸发酵液菌体分离方法采用絮凝法和离心法，往往菌体等颗粒分离 不彻底，滤液质量差。苏氨酸的一次结晶一般采用等电点法，即将苏氨酸水溶 液pH值调节至苏氨酸等电点6.16，苏氨酸逐渐结晶出来，过滤结晶液得到苏 氨酸一次结晶粗品。由于来料质量差，一次结晶产品质量往往达不到质量标准， 必须进行重结晶来保障产品质量。该结晶方法步骤长，收率低，产生大量的结 晶母液，污水排放量大。另外，由于苏氨酸溶于水，在结晶母液中还残留约 7％的苏氨酸，为提高苏氨酸收率，结晶母液要循环套用，这样进一步降低了 产品质量，形成恶性循环。需要发展高收率、高质量、低成本、低污染的苏氨 酸结晶制备方法。

天津科技大学的专利申请CN200610014324.4公开了一种从发酵液中分 离提取L-苏氨酸的方法，该方法以金属管式微滤膜过滤发酵液，与传统方法 相比，改善了滤液质量，但微滤膜对色素和蛋白的去除率有待提高，需要活性 炭脱色进一步提高料液质量，而且结晶方法仍然采用调节溶液pH值的等电点 法一次结晶和用乙醇沉淀法重结晶的两次结晶方法，结晶母液仍需套用，因此， 该方法的工艺长、收率低、结晶母液排放量大。

长春大成实业集团有限公司的专利申请CN200710097998.1公开了一种 由苏氨酸发酵液提取苏氨酸的方法，该方法以无机陶瓷膜过滤发酵液，可以提 高滤液质量，但需要活性炭进一步脱色；结晶方法采用从70℃到5℃的降温方 法，结晶母液仍以水为溶剂，对色素等杂质溶解能力小，母液中还溶解大量苏 氨酸，结晶收率低，需要将结晶母液浓缩后二次结晶或回用母液，存在收率低、 能耗高等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效率、低能耗、低成本的由苏氨酸发酵液制 备苏氨酸结晶的方法。

本发明提供的由苏氨酸发酵液制备苏氨酸结晶的方法，包括以下步骤：

1)过滤：将苏氨酸发酵液经过灭菌后进入超滤膜过滤，除去诸如菌体、 蛋白及大分子色素等杂质，得到澄清的苏氨酸发酵滤液；

所述超滤膜为板式或管式的膜分离系统，膜的材质为有机高分子聚合物， 截留分子量为5000-50000MW，pH值为0-14，操作温度控制在10-45℃；

所述的膜的材质为有机高分子聚合物，包括：聚纤维素及其衍生物、聚碳 酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚 砜、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物；

2)浓缩：将步骤1)得到的澄清滤液浓缩，直到得到苏氨酸质量浓度为 20wt％以上的浓缩液；用氨水调节浓缩液的pH值为4.0-8.0；

优选地，浓缩液中的苏氨酸的质量浓度为20-25wt％；

优选地，用氨水调节浓缩液的pH值为5.8-6.3；

所述的浓缩方法为减压蒸发浓缩、常压蒸发浓缩或纳滤浓缩；

3)共沸：将步骤2)的苏氨酸的浓缩液与共沸剂以体积比1∶0.3-1∶1的比 例混合，在搅拌下进行共沸结晶，直到混合液中的水分含量减至0.8-15％(卡 式水分含量)；然后将混合液降温到5-20℃，滤出晶体，用同样的共沸剂洗涤 晶体以除去晶体表面的杂质，干燥，得到所需的苏氨酸结晶体；

所述的共沸结晶为减压共沸结晶或常压共沸结晶，优选减压共沸结晶；

所述共沸剂为能与水形成共沸体系的醇类和/或酯类溶剂；