[发明专利]一种利用离子交换法提取L-瓜氨酸的方法

说明书

本发明提供了一种发酵、分离及提取L‑苯丙氨酸的方法，所述方法包括1）发酵液制备；2）陶瓷膜过滤除菌；3）一次脱色；4）浓缩离心；5）二次脱色；6）二次浓缩离心；7）干燥粉碎得到L‑苯丙氨酸成品。采用本发明方法可行简单，且能保证产品质量，提高收率，使L‑苯丙氨酸产品提取收率在85%以上。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种利用离子交换法提取L-瓜氨酸的方法。

背景技术

L-瓜氨酸（L-Citrulline）是一种非蛋白质ａ-氨基酸，又名氨基甲酰鸟氨酸，其分子量为175，分子式为C₆H₁₃N₃O₃，溶于水，不溶于乙醇和乙醚。其纯品为白色结晶，呈柱状，其熔点为222 ºC，等电点为5.92，它涉及了一系列的代谢过程，如尿素循环，精氨酸-瓜氨酸循环等。

L-瓜氨酸是一种重要的非必需氨基酸，是尿素循环过程中的重要中间体，具有很多重要的生理功能如清除自由基、异体排斥效应指示剂、血管舒张作用、稳定血压以及诊断类风湿关节炎、抗氧化等；此外，它还有着非常显著的恢复精力和提高人体免疫力的作用。近年来L-瓜氨酸在食品、化妆品和药物等领域越来越来受到重视，具有广泛的开发应用前景。

瓜氨酸的生产方法目前主要有化学合成法，酶法，提取法和发酵法。

化学合成法生产瓜氨酸是在碱性条件下水解精氨酸得到瓜氨酸，生产过程难以准确控制，产物中含有D-瓜氨酸，影响产品纯度，并且污染环境。 酶法合成瓜氨酸的优点是产物浓度高，纯化步骤少，但其缺点是很难满足工业生产的要求，原因是精氨酸脱亚氨基酶的活性较低，转化率较低，同时会产生杂酶，影响瓜氨酸的生产。提取法是指从富含有瓜氨酸的天然产物中分离提纯瓜氨酸，瓜氨酸在天然产物中的含量极其有限，生产规模小，分离纯化工艺复杂繁琐，产品收率低，成本高，经济收益低等缺陷使得提取法受到了很大的限制。采用发酵法生产瓜氨酸成本低，产量高，产品纯度好，且微生物发酵法在医药工业中会有更好的发展，但是选择一株高产的菌株，摸清生产菌的发酵培养条件及代谢调控机制，对高产瓜氨酸有至关重要的作用，随着瓜氨酸行业应用领域的不断拓宽，瓜氨酸市场近年发展也逐渐看好，市场竞争不断加剧，迫切需要建立一种瓜氨酸的制备方法。

发明内容

本发明提供了一种利用离子交换法提取L-瓜氨酸的方法，克服现有技术的不足之处。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种利用离子交换法提取L-瓜氨酸的方法，其包括如下步骤：1）陶瓷膜过滤；2）一次脱色；3）强酸性阳离子交换树脂吸附洗脱；4）超滤；5）浓缩；6）结晶；7）离心干燥。

具体地，所述方法包括如下步骤：

步骤1）陶瓷膜过滤：将L-瓜氨酸发酵液调pH至4.0±0.5，经陶瓷膜过滤，除去菌体、大分子蛋白和其他颗粒杂质，收集陶瓷膜清液；

步骤2）一次脱色：将步骤1）所得陶瓷膜清液加入一定浓度的活性炭进行脱色，收集脱色液；

步骤3）强酸性阳离子交换树脂吸附洗脱：将步骤2）所得脱色液使用强酸性阳离子交换树脂进行吸附，氨水洗脱得L-瓜氨酸洗脱液；

步骤4）超滤：将步骤3）所得洗脱液进行超滤，收集超清液；

步骤5）浓缩：将步骤4）收集的超清液打入浓缩锅进行浓缩，浓缩至瓜氨酸的浓度为400-450g/L，收集浓缩液；

步骤6）结晶：将步骤5）收集的浓缩液在4℃条件下冷却结晶10-12h，得到析出L-瓜氨酸晶体的溶液；

步骤7）离心干燥：将步骤6）所得析出晶体的溶液进行离心处理，将离心所得瓜氨酸湿品真空干燥，得L-瓜氨酸成品。

优选地，所述陶瓷膜孔径大小为50nm，过膜温度控制在60-65℃，进膜操作压力控制在0.4-0.5Mpa。