[发明专利]一种药用级缬氨酸的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氨基酸的分离和提纯方法，尤其是高纯度药用级L-缬氨酸的生产方法。 

背景技术

L-缬氨酸属于分支氨基酸，是人体必须氨基酸之一，具有多种生理功能，广泛的应用于医药、食品及调味剂、动物饲料和化妆品的制造等领域。在医药领域，缬氨酸常用于制造复合氨基酸输液和氨基酸口服液以治疗血脑屏障、肝昏迷、慢性肝硬化及肾功能衰竭，先天性代谢缺陷，败血症及糖尿病等，也可以作为加快外科创伤愈合的药物。 

缬氨酸的主要生产方法是发酵法，以葡萄糖作为营养物质，在相应的酶发酵后产生缬氨酸。在发酵过程中，由于加入的原料糖不能全部被利用，缬氨酸发酵液还夹带多糖、非还原糖等不能被发酵利用的物质，因此在发酵结束时，发酵液中除存在缬氨酸外，还有蛋白质、色素、胶体物、原料还原糖、多糖、非还原糖等，以及氨基酸杂酸如亮氨酸、丙氨酸、异亮氨酸。 

提纯缬氨酸的关键技术在于缬氨酸中杂酸的分离，现有提纯缬氨酸的常用方法有重结晶法、沉淀法和离子交换方法。 

重结晶的方法是利用活性炭对缬氨酸进行预处理，脱色后的液体经加热、真空浓缩、冷却结晶。分离出来的母液经过处理后回到下批的滤液中循环使用，这种方法虽然操作简单，但是由于缬氨酸存在的主要难分离杂酸（丙氨酸、亮氨酸）均为中性氨基酸，因此，在母液套用到一定的程度后，氨基酸杂酸便不能得到有效去除，大量的母液无法利用，降低缬氨酸的收率。 

味之素株式会社采用对异丙基苯磺酸沉淀来纯化缬氨酸，这种沉淀方法虽然操作简单，选择性强，但是沉淀剂回收困难，废液排放造成污染，残留沉淀剂的毒性较大，食品级和医药级的氨基酸不能采用此方法生产。 

食品级和药用级缬氨酸的提取普遍采用的是离子交换法，但此方法存在以下的问题：一是采用过滤的方法除去菌体、由于菌体比较小，通常菌体去除不彻底；二是除色素、细菌内毒素杂质时要使用大量活性炭，并需要多次处理，工艺相对复杂，污染较大，同时活性炭也吸附带去较多缬氨酸，使收率降低。三是缬氨酸中杂质成分多，含量高，四是树脂污染严重，容易引起树脂结构的破坏而失去再生能力，增加运行成本，同时含量高的离子性物质会使树脂快速饱和，增加树脂的再生次数，造成污水排放等问题。 

CN101721979A公开一种缬氨酸分离专用大孔吸附树脂，使用该树脂可将缬氨酸、丙氨酸、亮氨酸分离，产品纯度可达99%以上，但该树脂的生产仍然处于实验阶段，不能大规模应用于工业生产。 

此外，中国专利申请公开说明书CN101798273A采用加温到220±10℃度，升华去除丙氨酸与异亮氨酸，但高温下缬氨酸容易分解破坏。 

发明内容

本发明的目的是提供一种工业规模化生产药用级缬氨酸的方法，该方法可有效地除去缬氨酸中的杂酸，提高缬氨酸收率，降低生产成本。 

本发明方法包括如下步骤： 

A．将工业缬氨酸原料在50~65℃下配制成重量百分比浓度5%以上的水溶液，加入溶液重量0.2~2%的絮凝剂，搅拌1~5小时后过滤；

B．滤液中加入滤液重量0.5~2.5%的改性活性炭，在50~65℃搅拌1~5小时后过滤；

C．滤液在50~65℃，用截留分子量大于500超滤膜超滤；

D．超滤后的滤液真空浓缩，冷却结晶，过滤，得药用级缬氨酸结晶产品。

本发明中，工业缬氨酸水溶液优选的是配制成上述溶解温度下的饱和水溶液。 

本发明所用的絮凝剂可以是将天然的高分子物质如淀粉、纤维素、壳聚糖等与丙烯酰胺接枝共聚的聚合物，或者是聚丙烯酰胺。优选的是聚丙烯酰胺，可有效地去除缬氨酸母液中的微生物、细菌内毒素及碎片，并可去除部分色素、重金属离子及其他一些污染物。絮凝剂的加入量优选的是溶液重量的0.5~1.5%。 

改性活性炭是将活性炭浸泡在pH=4~6.5，重量浓度20~50%的过氧化氢水溶液，然后过滤，洗涤，干燥，再在160~250℃下活化后得到的产物。改性活性炭的加入量优选的是溶液重量的1~2%。本发明对活性炭进行氧化处理，可以在活性炭的表面形成一层带部分电荷的氧化碳层，采用改性活性炭作为吸附材料，除了具有活性炭的脱色功能外，还具有吸附溶液中大分子包括细菌内毒素，以及阴阳离子的效果。 

在超滤膜超滤过程中，进膜压力和出膜压力差可以是0.02~0.1MPa，优选是0.06~0.08MPa。 

超滤后的缬氨酸溶液可以在常温至60℃下，操作压力0.05~0.09MPa的气压下浓缩。然后将浓缩液冷却到20~25℃结晶，过滤，得到药用级缬氨酸结晶产品。