[发明专利]一种酶固定化连续生产L-鸟氨酸复合盐的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氨基酸的制备方法，尤其是涉及一种酶固定化连续生产L-鸟氨酸复合盐的方法。

背景技术

L-鸟氨酸是一种重要的非蛋白质组成的碱性氨基酸，具有重要的活性和生理功能，其兼具有营养和治疗功能，在医疗保健、化工等领域有着广泛的应用。

目前，L-鸟氨酸的合成主要有化学合成法、化学水解法、生物酶水解法以及菌种发酵法等几种。化学合成法主要是以丙稀醛、氰化氢、氨气、二氧化碳等为原料进行化学合成，该方法主要缺点是步骤多，收率不高，同时得到的产品为活性的L-鸟氨酸与非活性的D-鸟氨酸混合物，后期分离难度大，涉及的生产原料剧毒，对环境不友好等，所以基本上没有进入工业化生产。化学水解法是目前国内一些厂家所采用的普遍方法，该方法是以氢氧化钡等碱性物质对精氨酸进行水解生产L-鸟氨酸的方法，该方法理论收率可达到80%左右，主要缺点是合成后对碱性物质进行分离造成污水量大，同时因为使用强碱性物质水解L-精氨酸的过程中，不可避免的会同时有D-鸟氨酸的生成，使得所得的产品旋光度不高，纯度受到很大的限制，不能得到药用甚至食品用纯度的产品，所以，该方法也已经逐步被淘汰。生物酶法是以精氨酸水解酶(EC3.5.3.1)对L-精氨酸进行水解生产L-鸟氨酸的方法，是目前许多研究机构及生产厂家的重点研究对象。精氨酸水解酶水解L-精氨酸在适当的条件下，可以达到99%以上的水解收率，并且因为酶的定向水解特性，使得到L-鸟氨酸最终产品的纯度可达99%以上，光学纯度几乎没有任何变化，能达到药用级标准。在接近于100%的水解收率情况下，对于水解完毕后的产品分离提纯也显得非常简单便利。但因为酶在水解完成后无法回收，酶的来源及提取方式的固有问题，使得其价格高、来源有限，正是由于这些问题的存在，导致了酶法生产L-鸟氨酸成本过高，产量受制于酶源，限制了该方法的规模化生产。菌种发酵法日益成为目前L-鸟氨酸的研究重点。在已经用发酵法工业化生产鸟氨酸的日本昧之素公司，也存在着菌种产酸率不高、后期分离难、菌种传代差异导致生产不稳定、菌种控制及生产控制相对比较复杂等诸多因素，导致实际生产成本相对于化学水解法和酶水解法要高很多，产品质量也不稳定性，菌种的选择与培养技术以及高额的设备投资，严重制约了这种生产方法推广与普及。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术不足而提供一种收率高、能耗低，且工艺简单、质量稳定的酶固定化连续生产L-鸟氨酸复合盐的方法。

本发明的目的是这样实现的：一种酶固定化连续生产L-鸟氨酸复合盐的方法，其特征在于包含如下工艺步骤和工艺参数：

①将树酯与浓度为10%碳酸钠溶液浸泡12h后，过滤，滤出的树酯用纯水洗涤，然后按树酯∶碳酸钠∶纯水＝1∶0.3～0.8∶30～100质量比配成溶液，调溶液的PH值为9～13，搅拌下降温至≤-5℃，加入固化剂保温2h，再加入酶水溶液，升温至0～10℃保温10～16h，滤出树酯，用10倍纯水洗涤三次，得固定化酶树脂；

②在反应釜中加入去离子水，边搅拌边加入L-精氨酸，升温至25～55 ℃，得质量浓度为300～500g／l的L-精氨酸水溶液；

③将150～250g醋酸锰加入反应釜中，搅拌10分钟，再将固定化酶树脂加入反应釜中，加入量为步骤②中L-精氨酸质量的2～3%，对L-精氨酸水溶液进行水解，得L-鸟氨酸粗品水溶液，经过滤除酶，淋洗除去表面杂质，得L-鸟氨酸游离单质溶液；

④在L-鸟氨酸游离单质溶液中加入成盐原料，经反应、脱色、过滤、结晶和干燥，得到L-鸟氨酸复合盐。

所述步骤①中的树酯为具有胺基基质的大孔吸附树酯。

所述步骤①中的固化剂为溴化氰或碳酸钠，加入量为树酯质量的0.3～0.8%。

所述步骤①中的酶水溶液为浓度1%的精氨酸水解酶，加入量为树酯质量0.001～0.005%。

所述步骤③中的水解温度为20～65C°，保温时间为10～16h。

所述步骤④中的成盐原料为L-天门冬氨酸或a-酮戊二酸，加入量为步骤②中L-精氨酸质量的75～85%。