技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于氨基酸制備領(lǐng)域，具體提供了一種制備L-異亮氨酸的方法。
背景技術(shù)：
異亮氨酸，學(xué)名2-氨基-3-甲基戊酸，別名異白氨酸，是20種基本氨基酸的其中一種，幾乎存在于所有蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中。異亮氨酸有2個(gè)不對(duì)稱碳原子，故其存在4種立體異構(gòu)體和2個(gè)L-異亮氨酸的非對(duì)映體，但是自然界中只存在L-異亮氨酸一種類型。由于L-異亮氨酸不能在人體內(nèi)合成，所以它是人體必需氨基酸，與L-亮氨酸、L-纈氨酸統(tǒng)稱為支鏈氨基酸，因其特殊的結(jié)構(gòu)和功能，在人體生命代謝中具有重要作用。
目前，L-異亮氨酸的生產(chǎn)方法有提取法、化學(xué)合成法、發(fā)酵法。工業(yè)生產(chǎn)上實(shí)施的大部分為發(fā)酵法。從發(fā)酵液中提取L-異亮氨酸的方法一般采用沉降法、離子交換法及膜法等。提取工藝的消耗品以及產(chǎn)品的純度決定著企業(yè)的利潤(rùn)。如何降低生產(chǎn)成本，減輕環(huán)境壓力，進(jìn)而提高企業(yè)自身的競(jìng)爭(zhēng)力，是行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的首要問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)L-異亮氨酸提取工藝繁瑣、純度低等缺陷，本發(fā)明提供了一種制備L-異亮氨酸的方法。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
一種制備L-異亮氨酸的方法，其包括如下步驟：步驟1）微濾膜過濾和絮凝除雜，步驟2）超濾膜過濾，步驟3）濃縮結(jié)晶。
具體地，所述方法包括如下步驟：
步驟1）微濾膜過濾和絮凝除雜：將L-異亮氨酸發(fā)酵液通過微濾膜一次過濾，得到發(fā)酵液的微濾透析液和菌體蛋白，菌體蛋白經(jīng)烘干后作為優(yōu)質(zhì)菌體蛋白出售；然后添加占微濾透析液1%（w/w）的絮凝劑，200轉(zhuǎn)/min攪拌10min，然后靜置120min，微濾膜二次過濾，收集沉淀和上清液；
步驟2）超濾膜過濾：將步驟1）中的上清液通過超濾膜過濾，得到超濾透析液和濃縮液，濃縮液和步驟1）的沉淀混合，經(jīng)烘干后用來生產(chǎn)飼料蛋白；
步驟3）濃縮結(jié)晶：將超濾透析液濃縮成原體積的四分之一，然后緩慢降溫至20℃，調(diào)節(jié)溶液的pH為6，沉降5小時(shí)，離心，收集沉淀物，將沉淀物投入純化水中，然后添加占沉淀物1.5%（w/w）的絮凝劑，200轉(zhuǎn)/min攪拌10min，再用微濾膜三次過濾，去除沉淀，收集上清液，濃縮成原體積的三分之一，再調(diào)節(jié)溶液的pH為6，溫度控制在18℃，沉降6小時(shí)；離心獲得結(jié)晶的L-異亮氨酸。
所述絮凝劑按照如下工藝制備而得：
1）往淀粉中加占淀粉兩倍質(zhì)量的純化水，攪拌均勻得到懸濁液，然后加入與淀粉等質(zhì)量的羧甲基纖維素鈉，200轉(zhuǎn)/min攪拌30min，然后置于80℃烘干至水分含量5%（質(zhì)量百分比）以下，得到改性淀粉；
2）按照5:1:0.2的質(zhì)量比取殼聚糖、腐植酸鈉以及果膠，混合攪拌均勻，然后添加占?xì)ぞ厶莾杀顿|(zhì)量的2M的氫氧化鈉水溶液，30KHz的超聲10min，最后500轉(zhuǎn)/min攪拌3min，得到改性殼聚糖；
3）將玉米秸粉、海泡石分別粉碎得到玉米秸稈粉和海泡石粉，將玉米秸稈粉、海泡石粉以及硅藻土按照3:1:1的質(zhì)量比混合攪拌均勻，添加到占硅藻土5倍重量的濃度為1M的氫氧化鈉溶液中，200轉(zhuǎn)/min攪拌120min，然后過濾，干燥，研磨成粒徑為10-20目的粉末；
4）將改性淀粉、改性殼聚糖以及步驟3）所得粉末按照5:3:2的質(zhì)量比混合攪拌均勻，然后置于密閉反應(yīng)釜中，以2℃/s的升溫速率升至150℃，保溫30min，取出，投入到攪拌器中，500轉(zhuǎn)/min攪拌3min，得到混合料，置于烘箱中，80℃烘干90min，取出，粉碎即得。
優(yōu)選地，
所述微濾膜一次過濾、二次過濾以及三次過濾的條件均為：微濾膜為無機(jī)陶瓷膜，截留分子量為10000Da，微濾溫度為40℃；所述超濾膜過濾的條件為：超濾膜截留分子量為200Da，超濾溫度為40℃。
本發(fā)明取得的有益效果主要包括：
本發(fā)明通過膜技術(shù)結(jié)合新型絮凝劑除雜，工藝簡(jiǎn)單可行，相對(duì)于申請(qǐng)人之前的專利技術(shù)，大大提高了收率和純度，獲得了高品質(zhì)產(chǎn)品，企業(yè)收益相應(yīng)增加；本發(fā)明提供一種新型絮凝劑，適合氨基酸發(fā)酵液純化，避免化學(xué)物質(zhì)，絮凝除雜效果好，成本低廉，環(huán)保無污染；通過添加本發(fā)明絮凝劑純度可提高20%以上；
本發(fā)明提供一種新型絮凝劑，適合氨基酸發(fā)酵液純化，避免化學(xué)物質(zhì)，絮凝除雜效果好，成本低廉，環(huán)保無污染；本發(fā)明絮凝劑以農(nóng)業(yè)廢棄物和天然礦物質(zhì)為主要原料，這種原料來源廣泛且成本低，并且制備出多孔材料，絮凝除雜效果好，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)廢棄物回收利用；氨基酸提取工藝中采用兩次絮凝劑處理，簡(jiǎn)化了操作步驟，節(jié)省了成本，并且使得純化效果更佳，使用后的絮凝劑還可以用作肥料制備，變廢為寶。
具體實(shí)施方式
以下將采用具體的實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋，但是不應(yīng)當(dāng)看作是對(duì)本發(fā)明創(chuàng)新精神的限制。
實(shí)施例1
一種制備L-異亮氨酸的方法，其包括如下步驟：
步驟1）微濾膜過濾和絮凝除雜：將質(zhì)量含量為1.69%的1170kg L-異亮氨酸發(fā)酵液通過微濾膜一次過濾，得到發(fā)酵液的微濾透析液和菌體蛋白，菌體蛋白經(jīng)烘干后作為優(yōu)質(zhì)菌體蛋白出售；然后添加占微濾透析液1%（w/w）的絮凝劑，200轉(zhuǎn)/min攪拌10min，然后靜置120min，微濾膜二次過濾，收集沉淀和上清液；
步驟2）超濾膜過濾：將步驟1）中的上清液通過超濾膜過濾，得到超濾透析液和濃縮液，濃縮液和步驟1）的沉淀混合，經(jīng)烘干后用來生產(chǎn)飼料蛋白；所述超膜過濾的條件為：超濾膜截留分子量為200Da，超濾溫度為40℃；
步驟3）濃縮結(jié)晶：將超濾透析液濃縮成原體積的四分之一，然后緩慢降溫至20℃，調(diào)節(jié)溶液的pH為6；沉降5小時(shí)，離心，收集沉淀物，將沉淀物投入兩倍重量的純化水中，然后添加占沉淀物1.5%（w/w）的絮凝劑，200轉(zhuǎn)/min攪拌10min，然后微濾膜三次過濾，去除沉淀，收集上清液，濃縮成原體積的三分之一，再調(diào)節(jié)溶液的pH為6；溫度控制在18℃，沉降6小時(shí)；離心獲得結(jié)晶的L-異亮氨酸，烘干得到L-異亮氨酸產(chǎn)品16.39kg。經(jīng)檢測(cè)：L-異亮氨酸的提取率為82.9%，HPLC檢測(cè)純度為99.1%。
所述微濾膜一次過濾、二次過濾以及三次過濾的條件均為：微濾膜為無機(jī)陶瓷膜，截留分子量為10000Da，微濾溫度為40℃；
所述絮凝劑按照如下工藝制備而得：
1）往淀粉中加占淀粉兩倍質(zhì)量的純化水，攪拌均勻得到懸濁液，然后加入與淀粉等質(zhì)量的羧甲基纖維素鈉，200轉(zhuǎn)/min攪拌30min，然后置于80℃烘干至水分含量5%（質(zhì)量百分比）以下，得到改性淀粉；
2）按照5:1:0.2的質(zhì)量比取殼聚糖、腐植酸鈉以及果膠，混合攪拌均勻，然后添加占?xì)ぞ厶莾杀顿|(zhì)量的2M的氫氧化鈉水溶液，30KHz的超聲10min，最后500轉(zhuǎn)/min攪拌3min，得到改性殼聚糖；
3）將玉米秸粉、海泡石分別粉碎得到玉米秸稈粉和海泡石粉，將玉米秸稈粉、海泡石粉以及硅藻土按照3:1:1的質(zhì)量比混合攪拌均勻，添加到占硅藻土5倍重量的濃度為1M的氫氧化鈉溶液中，200轉(zhuǎn)/min攪拌120min，然后過濾，干燥，研磨成粒徑為10-20目的粉末；
4）將改性淀粉、改性殼聚糖以及步驟3）所得粉末按照5:3:2的質(zhì)量比混合攪拌均勻，然后置于密閉反應(yīng)釜中，以2℃/s的升溫速率升至150℃，保溫30min，取出，投入到攪拌器中，500轉(zhuǎn)/min攪拌3min，得到混合料，置于烘箱中，80℃烘干90min，取出，粉碎即得。
最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的若干個(gè)具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。