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L-丙氨酸(L-Alanine),又名L-α-丙氨酸,是一种重要的天然氨基酸,是血液中含量最多的氨基酸,与糖代谢密切相关,是转氨反应中主要的氨基工体,具有重要的生理功能。它是一种营养增补剂,是多种复方氨基酸输液的主要组成部分,还可以供作医药中间体,是维生素B6的主要原料,还可作为食品添加剂,提高食品的营养价值,改善人工合成甜味剂的味感。
目前L-丙氨酸的制备方法有酶法和发酵法,酶法由于能耗大、成本高、副产物多、 纯度低以及工艺控制难、环保压力大等原因,限制了大规模生产。当前发酵法生产L-丙氨酸 备受全球关注。与传统的酶法相对比,发酵法L-丙氨酸具有原料来源可再生、反应条件温 和、选择性好、副产物少、环境污染低等优点。
CN201810731711.4提供了一种从L-丙氨酸发酵液中分离纯化L-丙氨的方 法。本发明在L-丙氨酸发酵液中依次加入聚合氯化铝和聚丙烯酸钠,如图1所示,对发酵液进行萃取,可充分去除发酵液中的无机杂质、生物杂质,充分提高了产品纯度,同时具有较高的回收率,有效地减少对环境的污染。包括以下步骤:
(1)将采用发酵法制备的L-丙氨酸发酵液在温度为100℃~120℃条件下灭菌处理 0.5h;
(2)在经灭菌处理后的发酵液在温度30℃~60℃下加入聚合氯化铝粉,发酵液与 聚合氯化铝粉的重量比为100:1~2,充分搅拌10~20min,然后加入质量浓度0.1%的聚丙 烯酸钠水溶液,保持温度继续搅拌20~50min,质量浓度为0.1%的聚丙烯酸钠水溶液加入 量占发酵液重量的1%~3%,搅拌结束后过滤杂质;
(3)将过滤后的发酵液使用活性炭进行脱色;
(4)将脱色后的发酵液经减压蒸馏后得到浓缩液,将浓缩液于室温下静置10~24h 后充分结晶,过滤后得到L-丙氨酸粗产物;
(5)将L-丙氨酸粗产物用去离子水溶解,得到浓度为15%~18%的L-丙氨酸溶液, 将L-丙氨酸溶液用填有阳离子交换树脂的色谱柱进行分离纯化,且采用50%~95%乙醇溶 液作为洗脱液,色谱柱的工作温度为25℃~70℃,将分离纯化的产品烘干后得到纯度大于 99%的L-丙氨酸产品,且L-丙氨酸产品的回收率大于75%。
将200L L-丙氨酸发酵液通过截留分子量为100,000Da的陶瓷膜进行超滤过滤,得到L-丙氨酸超滤清液。具体工艺条件为:超滤过滤操作压力为0.15~0.80MPa,优选为0.30~0.60MPa,操作温度为10~60℃,优选为30~60℃。L-丙氨酸发酵清液初始pH为6.88,电导 率18643μS/cm,L-丙氨酸含量为13.48%,铵盐含量为4029mg/L,磷酸盐含量为2166mg/L,钙盐含量为1342mg/L,镁盐含量为1581mg/L。
取20L L-丙氨酸超滤清液作为淡化液注入淡水室内,浓水室初始溶液为15L 0.05%Na2SO4溶液,极水室初始溶液为10L 2%Na2SO4溶液。启动浓水泵、淡水泵和极水泵,调节浓、淡水流量为1300L/h,极水流量为1500L/h,并保持浓水室、淡水室和极水室压力平衡;将超滤透析液在电流密度为120A/m2条件下电渗析处理至膜堆电压稳定在35V,脱盐处理至电导率为3000~4000μS/cm;电渗析使用的膜堆由46对均相阴离子交换膜和均相阳离子交换膜组成,单对膜有效膜面积为0.051m2。
L-丙氨酸电渗析所得处理液分析:pH为6.42,电导率为3280μS/cm,为初始电导率 的17.77%,L-丙氨酸含量为12.32%,丙氨酸收率为91.39%,铵盐含量为545mg/L,磷酸盐为332mg/L,钙盐含量为262mg/L,镁盐含量为284mg/L,脱盐率为84.39%。
一种L-丙氨酸废母液的处理方法,包括以下步骤:
步骤1:取L-丙氨酸废母液,在室温条件下调节其PH值至5-7,加入一定量的膨润土进行 吸附,搅拌一定时间后,再加入一定量的无机絮凝剂进行絮凝;
步骤2:将吸附-絮凝后的L-丙氨酸废母液进行搅拌、沉淀处理;
步骤3:将搅拌、沉淀处理后的L-丙氨酸废母液放入预涂层真空转鼓过滤设备中进行分 离,得吸附-絮凝澄清液;
步骤4:将澄清液在75℃温度下进行浓缩,直至澄清液中干物质含量达到55-65%;再将 降温至20℃进行结晶洗涤;
步骤5:结晶洗涤结束后,将结晶体与结晶母液进行分离;
步骤6:将分离出来的结晶体在60℃温度下烘干,既得L-丙氨酸。
[1]CN201810731711.4 一种从L-丙氨酸发酵液中分离纯化L-丙氨酸的方法
[2]CN201611164589.4 一种去除L-丙氨酸发酵料液中无机盐的方法
[3]CN201710410682.7 一种L-丙氨酸废母液的处理方法