一種纈氨酸的分離提純方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)酵氨基酸分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種纈氨酸的分離提純方法。
【背景技術(shù)】
[0002]纈氨酸是組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸之一，化學(xué)名稱為2?氨基?3?甲基丁酸，屬于支鏈氨基酸，也是人體必需的8種氨基酸。人體本身不能生產(chǎn)纈氨酸，必須通過膳食來源獲得補(bǔ)充。它的天然食物來源包括谷物、奶制品、香菇、蘑菇、花生、大豆蛋白和肉類。纈氨酸因其特殊的結(jié)構(gòu)和功能，在代謝中占有非常重要的地位，它與其他兩種高濃度氨基酸(異亮氨酸和亮氨酸)一起工作促進(jìn)身體正常生長(zhǎng)，修復(fù)組織，調(diào)節(jié)血糖，并提供需要的能量。在參加激烈體力活動(dòng)時(shí)，纈氨酸可以給肌肉提供額外的能量產(chǎn)生葡萄糖，以防止肌肉衰弱。它還幫助從肝臟清除多余的氮(潛在的毒素)，并將身體需要的氮運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)部位。當(dāng)纈氨酸不足時(shí)，大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能會(huì)發(fā)生紊亂，共濟(jì)失調(diào)而出現(xiàn)四肢震顫。另外，常用纈氨酸等支鏈氨基酸的注射液治療肝功能衰竭等疾病，它也可作為加快創(chuàng)傷愈合的治療劑。
[0003]國(guó)內(nèi)外大批量生產(chǎn)纈氨酸，均采用微生物發(fā)酵法。發(fā)酵法在生產(chǎn)纈氨酸過程中會(huì)產(chǎn)生大量雜氨基酸，如亮氨酸、賴氨酸、丙氨酸等等。雜酸在生產(chǎn)去除有一定難度，賴氨酸、丙氨酸等雜酸可以通過反復(fù)的濃縮結(jié)晶去除，而亮氨酸需在離交過程中，通過亮氨酸與纈氨酸解析速度的差異去除，其分離性質(zhì)類似與色譜分離，分離難度較大，是生產(chǎn)藥品級(jí)纈氨酸產(chǎn)品的關(guān)鍵點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)的分離效果和纈氨酸收率仍然不甚理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種纈氨酸的分離提純方法。
[0005]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
[0006]一種纈氨酸的分離提純方法，包括如下步驟:
[0007](I)將纈氨酸發(fā)酵液經(jīng)板框過濾后，得濾過液，該濾過液的pH為2.0?2.5，纈氨酸含量為2?3%，亮氨酸含量纈氨酸含量的0.5?1.5%，將該濾過液送入從右向左轉(zhuǎn)動(dòng)的陽(yáng)離子交換樹脂柱連續(xù)移動(dòng)床；
[0008](2)將連續(xù)移動(dòng)床的陽(yáng)離子交換樹脂柱從右向左依次分為進(jìn)料區(qū)、水洗料區(qū)、反洗區(qū)、產(chǎn)品頂水區(qū)、第一解析區(qū)、第二解析區(qū)、解析液回收區(qū)、酸再生區(qū)和水洗酸區(qū)，收集第一解析區(qū)和第二解析區(qū)的解析液，分別用于生產(chǎn)醫(yī)藥級(jí)纈氨酸產(chǎn)品和食品級(jí)纈氨酸產(chǎn)品；
[0009]上述進(jìn)料區(qū)包括依次串聯(lián)連接的第一至第五級(jí)，采用兩根樹脂柱并聯(lián)，五級(jí)串聯(lián)的方式連接樹脂柱，樹脂吸附量為70?80g/L，根據(jù)處理量大小，設(shè)計(jì)進(jìn)料流量，設(shè)置樹脂流速，;
[0010]上述水洗料區(qū)包括串聯(lián)連接的2?3根樹脂柱，其中液體流量為1.3?1.8BV，該水洗料區(qū)的下柱液與上述進(jìn)料區(qū)的第三級(jí)的下柱液會(huì)合后進(jìn)入上述進(jìn)料區(qū)的第四級(jí)；
[0011]上述反洗區(qū)包括串聯(lián)連接的I根樹脂柱，反洗用水為純水，反洗水流量為2?3BV ；
[0012]上述產(chǎn)品頂水區(qū)包括串聯(lián)連接的I根樹脂柱，液體流量為0.4BV?0.6BV ；
[0013]上述第一解析區(qū)包括4?6根樹脂柱，采用兩根樹脂柱并聯(lián)，2?3級(jí)串聯(lián)的方式連接，解析液為流量3.5?4BV的0.35mol/L的氨水；
[0014]上述第二解析區(qū)包括4?6根樹脂柱，采用兩根樹脂柱并聯(lián)，2?3級(jí)串聯(lián)的方式連接，解析液為流量0.6?0.9BV的0.5mol/L的氨水合并流量0.4BV的解析液回收區(qū)的下柱液；
[0015]上述解析液回收區(qū)包括串聯(lián)連接的I?2根樹脂柱，解析液回收流量為0.4BV ;
[0016]上述酸再生區(qū)包括串聯(lián)連接的2?3根樹脂柱，其中鹽酸流量為1.3?1.4BV，采用反向進(jìn)柱方式；
[0017]上述水洗酸區(qū)包括串聯(lián)連接的I?2根樹脂柱，其中液體流量為1.8?2.0BV，采用反向進(jìn)柱方式。
[0018]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述陽(yáng)離子交換樹脂柱連續(xù)移動(dòng)床的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為15?40ho
[0019]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述進(jìn)料區(qū)中的樹脂吸附量為74?78g/L，根據(jù)進(jìn)料量設(shè)計(jì)樹脂流速。
[0020]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述水洗料區(qū)包括串聯(lián)連接的2根樹脂柱，其中液體流量為1.5BV。
[0021]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述產(chǎn)品頂水區(qū)包括I根樹脂柱，液體流速為0.4 ?0.5BVo
[0022]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述第一解析區(qū)包括4根樹脂柱，采用兩根樹脂柱并聯(lián)，2級(jí)串聯(lián)的方式連接，解析液為流量3.5?3.8BV的0.35mol/L的氨水。
[0023]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述第二解析區(qū)包括4根樹脂柱，采用兩根樹脂柱并聯(lián)，2級(jí)串聯(lián)的方式連接，解析液為流量0.8BV的0.5mol/L的氨水合并流量0.4BV的解析液回收區(qū)的下柱液。
[0024]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述解析液回收區(qū)包括串聯(lián)連接的2根樹脂柱，解析液回收流量為0.4BV?
[0025]本發(fā)明的有益效果是:
[0026]1、本發(fā)明的方法的纈氨酸收率可以到達(dá)98 %左右。進(jìn)料中亮氨酸含量在纈氨酸含量的1.5%以下時(shí)，藥品級(jí)產(chǎn)品，纈氨酸所占比例可以達(dá)到72%左右，亮氨酸含量可以降至纈氨酸含量的0.5%以下，纈氨酸含量可以到達(dá)3%左右；食品級(jí)纈氨酸產(chǎn)品，纈氨酸所占比例在26%左右，纈氨酸濃度在1.7%左右；
[0027]2、本發(fā)明的方法中，連續(xù)移動(dòng)床處理纈氨酸清液，每解析I噸產(chǎn)品，各項(xiàng)單耗預(yù)留20%的余量后，消耗無(wú)水液氨0.4噸，濃鹽酸4.3噸，水143噸，相對(duì)于固定床，氨水和鹽酸節(jié)省28%，水節(jié)省70%，相應(yīng)也減少同等量的污水，節(jié)能效果明顯。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1所用的的陽(yáng)離子交換樹脂柱連續(xù)移動(dòng)床的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下通過【具體實(shí)施方式】結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的說明和描述。
[0030]實(shí)施例1
[0031]一種纈氨酸的分離提純方法，包括如下步驟:
[0032](I)將纈氨酸發(fā)酵液經(jīng)板框過濾后，得濾過液，該濾過液的pH為2.0?2.5，纈氨酸含量為2?3%，亮氨酸含量為0.5?1.5%，將該濾過液送入如圖1所示的從右向左轉(zhuǎn)動(dòng)的陽(yáng)離子交換樹脂柱連續(xù)移動(dòng)床的進(jìn)料區(qū)中，轉(zhuǎn)動(dòng)周期為32h ；
[0033](2)如圖1所示將連續(xù)移動(dòng)床的陽(yáng)離子交換樹脂柱從右向左依次分為進(jìn)料區(qū)、水洗料區(qū)、反洗區(qū)、產(chǎn)品頂水區(qū)、第一解析區(qū)、第二解析區(qū)、解析液回收區(qū)、酸再生區(qū)和水洗酸區(qū)，收集第一解析區(qū)和第二解析區(qū)的解析液，分別用于生產(chǎn)醫(yī)藥級(jí)纈氨酸產(chǎn)品和食品級(jí)纈氨酸產(chǎn)品；
[0034]上述進(jìn)料區(qū)包括依次串聯(lián)連接的第一至第五級(jí)，每級(jí)中包括兩根并聯(lián)的樹脂柱，具體的:由3?14#樹脂柱組成，形成2*5連接結(jié)構(gòu)，即2根并聯(lián)，5級(jí)串聯(lián)，這樣物料從3?4#柱子進(jìn)入系統(tǒng)，經(jīng)過第一次吸附，然后再進(jìn)入5?6# 二級(jí)吸附，7?8#三級(jí)吸附，9?10#四級(jí)吸附，、最后從11?12#五級(jí)吸附完成出來，保證物料中的產(chǎn)品被吸附完全，排出的廢酸水中不含產(chǎn)品，避免損失，樹脂流動(dòng)速率為15.5mL/min，樹脂吸附量為75?77g/L，產(chǎn)品損失在0.82%左右；