[发明专利]一种酮戊二酸的制备方法

说明书

本发明属于生物工程领域，尤其涉及一种酮戊二酸的制备方法。所提供的方法可以分为三步骤来看，第一步骤为菌种的发酵制备，第二步骤为转化，第三步骤为提取，与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，本发明提供一种酮戊二酸的制备方法，利用酶催化法，有效的解决了现有化学法和发酵法所存在的技术问题，同时，本发明选择性高、能耗低、副产物少、环境友好且转化率高，适合大规模推广使用。

技术领域

本发明属于生物工程领域，尤其涉及一种酮戊二酸的制备方法。

背景技术

酮戊二酸外观为白色或类白色结晶粉末。是有机药物的中间体，特别是合成氨基酸及肽类的重要原料，酮戊二酸及其系列产品主要是用在食品、医药、保健品等行业。在食品行业，酮戊二酸及其系列产品主要作为运动营养饮料的主要成分；在保健品行业，作为膳食补充品出售；在医药行业，酮戊二酸及其系列产品可以降低术后患者和长期病人的机体损耗、减轻肾病患者的肾脏负担、减少并发症、促进患者手术后快速恢复、在脑部作为酪氨酸和谷氨酸的前体，同时与亚硝酸钠、硫代硫酸钠配合使用可提高抗氰能力，且有抗惊厥作用；在化妆品行业，酮戊二酸及其系列产品因为具有能有治疗黄褐斑、清除自由基和延缓衰老等作用，因此，酮戊二酸的研究开发及推广应用是促进此类新型氨基酸药物发展的关键因素之一，具有重大意义，促进我国新型氨基酸药物的发展正是本项目的目的之所在。

目前国内酮戊二酸主流工业化生产技术依旧是化学合成，该种方法由于环境污染严重、杂质较多，因而制约了酮戊二酸和瓜氨酸在食品、医药、保健品、化妆品等领域的应用；同时，尽管发酵法生产酮戊二酸和瓜氨酸的相关研究较多，但由于其发酵周期长，且产生丙酮酸、乳酸等难分离产物，难以投入大规模工业化生产；酶催化法因其选择性高、能耗低、副产物少、环境友好成为酮戊二酸和瓜氨酸的主要生产工艺。

发明内容

本发明针对上述的酮戊二酸的工业化方法所存在的技术问题，提出一种方法简单、效果显著且环境友好、无污染的酮戊二酸的制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种酮戊二酸的制备方法，包括以下有效步骤：

a、对酮戊二酸基因工程菌进行高密度诱导发酵培养得到菌体酶，离心分离得到酮戊二酸菌体酶；

b、将分离得到的酮戊二酸菌体酶加入到转化罐中，同时，加入过氧化氢酶，35℃保温，400rpm，0.5vvm，罐压0.05Mpa；

c、将一水谷氨酸钠用自来水溶解后用蠕动泵流加入转化罐，流加速度为1.5升/小时，期间用1％盐酸控pH在6.5左右；

d、待转化结束后，将得到的转化液经过陶滤膜，超滤1000，超滤2500三套膜过滤，将其中的菌体及其他不溶性杂质去除；

e、将转化液过滤完成后，将得到的料液放入到钙化釜中，调节搅拌转速至200-250r/min，缓慢加入氢氧化钙固体，调节pH至3.4-3.6，当看到大量晶体析出时开始计时析晶1.5h，之后继续调节pH，用氢氧化钙调节pH至3.9-4.1，pH稳定后继续析晶2h，继续加入氢氧化钙，调节pH为5.4-5.6，当pH稳定后继续搅拌析晶1.5h，钙化后过滤，收集滤饼；

f、将得到的滤饼称重后，加入两倍湿滤饼量的水，开启搅拌，转速200-250r/min，将其分散开，分散均匀后，快速倒入配制好的15％硫酸，搅拌使其充分反应，调节pH至1.3-1.4，待PH稳定后保持此PH搅拌反应1h，将酸化液过滤，收集滤液，一倍滤饼量的去离子水分两次洗涤滤饼，第一次的合并至滤液，第二次的用作下一次酸化过滤的一次洗涤水，滤渣收集集中处理；

g、酸化后滤液加入0.3％液体量的活性炭，室温下持续搅拌2-3h进行脱色；

h、测量脱色后滤液pH、浓度、质量，过阳离子树脂柱，检测浓液出柱pH、浓度、质量，进阴柱；