[发明专利]高纯度苏氨酸的生产工艺

说明书

本发明属于氨基酸发酵技术领域，公开了高纯度苏氨酸的生产工艺，其包括发酵工序和提取分离工序，所述发酵工序包括如下步骤：将L‑苏氨酸生产菌种子液接入到含有发酵培养基的发酵罐中进行发酵36h，收集发酵液；所述提取分离工序包括如下步骤：利用高速碟片分离机离心，陶瓷膜过滤处理，活性炭一级脱色处理，脱色膜二级脱色处理，超滤膜处理，最后浓缩结晶烘干制得产品。本发明生产工艺苏氨酸收率和纯度较高，适合工业化推广使用。

技术领域

本发明属于氨基酸发酵技术领域，具体涉及高纯度苏氨酸的生产工艺。

背景技术

L-苏氨酸的分子式为C₄H₉NO₃，相对分子量119.12。L-苏氨酸为白色结晶或结晶粉末，是一种极性氨基酸，味微甜。253℃熔化并分解。高温下溶于水，25℃溶解度为20.5g/100ml，不溶于乙醇、乙醚和氯仿。比旋光度为27.6°-29°，等电点PI5.64。我国苏氨酸产业发展较晚，在上世纪90年代以前国内基本没有生产，在90年代以后才开始生产。近年来，国内外市场对苏氨酸的需求逐年强劲增长，全球苏氨酸市场近几年以每年20%多的增长率高速增长，亚洲、北美等地区的需求也快速增长。需求的旺盛拉动了生产，1993年，全世界苏氨酸产量不足4000吨，1996年为5000吨，1999年猛增至2.5万吨，2002年4万吨，到2005年产量已接近7万吨，比10年前增长了15倍多。

经过十年的发展，到20世纪末产量也未能突破200吨，苏氨酸属于工业化发酵的产品之一，据有关统计，1993年全世界苏氨酸产量仅4000t，1999年增长至2.5万t，2002年超过4万t，目前已经超过20万t。苏氨酸发展之迅速体现了其在氨基酸发酵领域的重要性。每年以20%的增幅递增，为提高饲料行业的产品品质，苏氨酸的添加量还会进一步增加。产品的主要市场也是医药行业，主要用于各种氨基酸输液。目前，全世界主要的苏氨酸生产企业为日本味之素公司、德国德固赛公司、美国ADM公司、日本协和发酵工业公司等，这几大公司的产量占全球份额的90%左右，产能达到10万吨左右，而国内苏氨酸生产处于发展阶段，截至2014年初，国内生产厂家有8至9家，苏氨酸大部分供应国内需求，而且部分公司有向国外出口氨基酸，苏氨酸的生产无论从技术指标、成本指标、产品质量上来讲，国内生产水平还是与国外存在一定差距，产品价格总体比国外价格略高。近两年，随着生产厂家的增多，苏氨酸生产日益趋于平稳增长，逐渐减小了与国外厂家的差距。

随着赖氨酸和蛋氨酸合成品在配合饲料中的广泛应用，它逐渐成为影响畜禽生产性能的主要限制性因素，尤其是在低蛋白日粮中添加赖氨酸后，苏氨酸成为育成猪的第一限制性氨基酸。如果饲料中不添加苏氨酸，对苏氨酸的需求就只能依赖于蛋白质原料，而蛋白质原料中不仅含有苏氨酸，还含有其他必需和非必需氨基酸，使用蛋白质原料而不使用苏氨酸调节氨基酸平衡导致的结果是，饲料的氨基酸平衡无法得到尽可能多地改善，饲料的配方成本就无法进一步降低。可以说，苏氨酸是改善氨基酸平衡必须迈过的一道槛儿，是所有配方无法回避的瓶颈性质问题。苏氨酸在机体内的代谢途径和其他氨基酸不同，是唯一不经过脱氢酶作用和转氨基作用，而是通过苏氨酸脱水酶(TDH)和苏氨酸脱酶(TDG)以及醛缩酶催化而转变为其他物质的氨基酸。途径主要有3条：通过醛缩酶代谢为甘氨酸和乙醛；通过TDG代谢为氨基丙酸、甘氨酸、乙酰COA；通过TDH代谢为丙酸和α-氨基丁酸。