[发明专利]一种去除苯丙氨酸发酵液中无机盐的方法

说明书

本发明涉及一种去除苯丙氨酸发酵液中无机盐的方法，包括将苯丙氨酸发酵料液通过超滤膜进行超滤，调节所述苯丙氨酸超滤清液的pH，将所述苯丙氨酸超滤清液注入第一电渗析装置中除盐，当所述苯丙氨酸超滤清液的电导率为5000～6000us/cm时将所其注入第二电渗析装置中，所述第二批苯丙氨酸电渗析浓缩液结晶，将晶体与母液分离、干燥，得到苯丙氨酸晶体。此法工艺控制简单易行，不添加化学物质，处理过程不产生固体废渣，产生的废水可以回收用于发酵工艺的生产，不会造成环境污染，是一种适宜推广应用的工艺方法。

技术领域

本发明涉及一种分离纯化技术领域，尤其是一种利用电渗析法去除苯丙氨酸发酵液中无机盐的方法。

背景技术

苯丙氨酸为一种α-氨基酸，是人体必需氨基酸之一，属芳香族氨基酸，在体内大部分经苯丙氨酸羟化酶催化作用氧化成酪氨酸，并与酪氨酸一起合成重要的神经递质和激素，参与机体糖代谢和脂肪代谢。近年来，苯丙氨酸的研究和开发已经引起医药、生化、食品等产业的广泛关注。是复配氨基酸输液的重要成份；用于医药，是苯丙氨苄、甲酸溶肉瘤素等氨基酸类抗癌药物的中间体，也是生产肾上腺素、甲状腺素和黑色素的原料；已有研究表明，L-苯丙氨酸可作为抗癌药物的载体将药物分子直接导入癌瘤区，其效果是其他氨基酸的3～5倍，这样既可以抑制癌瘤生长，又可以降低药物的毒副作用。

目前，苯丙氨酸的生产方法主要有蛋白水解提取法、化学合成法、生物酶法和微生物发酵法。其中蛋白水解提取法是目前普遍采用的工业生产方法，但蛋白水解提取法需要经过强酸强碱处理，纯化步骤长，提取率仅在4％-7％,提取原料成本高，而且废弃物严重污染环境，随着目前环境压力的增加和资源原料价格的上升，传统的蛋白水解提取法正逐渐被市场淘汰，微生物发酵法正以其绿色环保的工艺、原料和成本低廉的优势迅速发展起来。

自发酵液中分离提取苯丙氨酸，通常采用离子交换法，将除去菌体的发酵液在特定的pH条件下上柱，让苯丙氨酸吸附在离子交换柱上，随后用去离子水对交换柱充分洗涤，除去杂质，然后用洗脱液将苯丙氨酸从离子交换柱上洗脱，得到苯丙氨酸溶液，在经过结晶和干燥，得到苯丙氨酸产品。然此法苯丙氨酸收率不稳定，粗品杂质多、色泽深，影响后续产品质量，且整个离子交换过程耗水量大，酸碱用量大，整个过程产生大量废水废渣，对环境造成非常严重的污染。

发明内容

本发明提供一种苯丙氨酸发酵液提纯工艺，此工艺生产周期短、污染小、原料消耗少，同时可以保证苯丙氨酸的质量和收率。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：一种去除苯丙氨酸发酵液中无机盐的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：将苯丙氨酸的发酵料液通过超滤膜进行超滤，得到苯丙氨酸超滤清液；

步骤S2：调节所述苯丙氨酸的超滤清液的pH至5.0～7.0；

步骤S3：将所述超滤清液注入第一电渗析装置中，控制第一淡水室、第一浓水室和第一极室的流量保证所述三室之间压力平衡，调节第一膜堆电压，将所述超滤清液在恒定的电流密度下电渗析处理，当所述超滤清液的电导率为5000～6000us/cm时结束，得到第一批苯丙氨酸电渗析的浓缩液；

步骤S4：将所述浓缩液注入第二电渗析装置中，控制第二淡水室、第二浓水室和第二极室的流量保证所述三室之间压力平衡，调节第二膜堆电压，将所述浓缩液在恒定的电流密度下电渗析处理，当所述浓缩液的电导率为150～500us/cm时结束，得到第二批苯丙氨酸电渗析的浓缩液；

步骤S5：将步骤S4中得到的浓缩液结晶，将晶体与母液分离、干燥，得到苯丙氨酸晶体。

根据本发明的设计构思，本发明所述的步骤S1中，所述超滤过程中压力为0.15～0.80MPa。

根据本发明的设计构思，本发明所述的步骤S1中,所述超滤膜材料为纤维丝及其衍生物、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈中的任意一种。