一種從發酵液中提取穀氨酸並製備天冬氨酸的方法
2023-04-29 16:40:36
專利名稱：一種從發酵液中提取穀氨酸並製備天冬氨酸的方法
技術領域：
本發明涉及一種從發酵液中提取穀氨酸並製備天冬氨酸的方法，屬於發酵法生產胺基酸的技術領域。
(二)
背景技術：
發酵法是目前國內外應用最廣泛的一種製備穀氨酸的方法，等點離子交換提取工藝是從發酵液中提取穀氨酸最為重要的方法，該工藝主要是發酵液經等電提取後，將
產生的母液通過離子交換樹脂進行交換，再用氨水洗脫樹脂上的穀氨酸，收集高餾分並與下一批發酵液混合，重複等電析出。此工藝中穀氨酸的回收率一般在95~97%，雖然提取收率比較理想，但仍存在以下缺點1)硫酸及液氨消耗量大，增加生產成本；2)提取的穀氨酸質量差，硫酸根超標，直接影響味精的質量；3)產生大量高濃度酸性廢水，汙染環境。
(三)
發明內容
為解決現有技術中存在的上述缺點，本發明提供了一種清潔低耗的從發酵液中提取穀氨酸並製備天冬氨酸的方法，使穀氨酸提取工藝更加合理，並有效降低廢水的排放。
本發明是通過以下技術方案實現的
一種從發酵液中提取穀氨酸並製備天冬氨酸的方法，包括以下步驟(1)提取穀氨酸
a穀氨酸發酵液經滅菌後採用超濾膜超濾，去除菌體雜蛋白，得到澄清的穀氨酸發酵液；
b用富馬酸調整上述穀氨酸發酵液的pH值至3.0~3.2，調整過程中攪拌促溶，然後進入常溫的等電點連續蒸發降溫裝置中結晶，再經離心、分離得到穀氨酸晶體和母液，母液中穀氨酸含量為1.5-2.5%;c將母液升溫至50 90。C，加入富馬酸調整pH值至1.7~2.2，製得上柱液；
d將上柱液注入離子交換柱進行離子交換，以氨水進行洗脫，流速為1.0 1.5m"mS樹
月旨，h，收集前後餾分及高餾分；e濃縮高餾分，使其中穀氨酸的質量百分含量達到5~9%，並調pH值至3.0~3.2,結
晶提取穀氨酸；前後餾分用氨水調整pH值至8.0~9.5，作為製備天冬氨酸的轉化液；(2)製備天冬氨酸
f在上述轉化液中加入佔其質量的0.05~0.3%的硫酸鎂，然後按3~15%的接種量接入大腸桿菌酶液，轉化製備天冬氨酸。
其中，步驟a中所述的超濾膜為無機陶瓷膜，截留分子量為2000-50000MW;步驟b中的等電點連續蒸發降溫裝置分為3 4級，各級均帶有真空系統；步驟e中高餾分經提取穀氨酸後得到的二次母液與步驟c中製得的上柱液合併再進行下面步驟的操作；步驟f中，接種量的範圍優選為5~10%。
與現有工藝相比，本發明的方法具有以下優點
1. 本發明穀氨酸的提取收率可達94%以上，最高可達97%;
2. 減少了穀氨酸提取過程中硫酸和氨水的使用量，有效降低了生產成本；
3. 提取穀氨酸的母液經過簡單處理即可作為天冬氨酸生產的轉化液，變廢為寶，減少了廢水排放，減輕了對環境的汙染，極大地提高了經濟效益。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
實施例1:
該從發酵液中提取穀氨酸並製備天冬氨酸的方法，採用以下步驟
a將滅菌後的穀氨酸發酵液於8(TC加熱10min，進入超濾膜進行超濾，去除菌體雜蛋白，得到澄清的穀氨酸發酵液；
b用富馬酸調整上述得到的發酵液的pH值至3.2，調整過程中以50rpm的轉速進
行攪拌促進富馬酸的溶解和穀氨酸晶體的形成，然後進入常溫的等電點連續蒸發降溫裝置中結晶；採用臥螺離心機分離穀氨酸晶體和母液，
c將母液升溫至75。C，補加富馬酸調pH值至1.9，製得上柱液；d上離子交換柱進行交換、以氨水進行洗脫，控制流速為1.0m"mS樹脂'h，收集
前後餾分和高餾分；
e濃縮高餾分，使其中穀氨酸的質量百分含量達到5%，並調整pH值至3.2，結晶析出穀氨酸，得到的二次母液和上柱液合併重新進行離子交換；
f合併前餾分和後餾分，用氨水調pH值至8.5，補加0.15%的硫酸鎂，按10%的接種量接入大腸桿菌酶液轉化製備天冬氨酸。
穀氨酸的提取收率為96.5%，富馬酸的轉化率為98.7%。
實施例2:
步驟c中母液升溫至65'C，補加富馬酸調？11值至2.2;步驟d中上柱洗脫的流速為1.31113/1113樹脂*11;其餘操作同實施例1，穀氨酸提取收率為94.5%，富馬酸的轉化率為99.2%。
實施例3:
步驟e中濃縮高餾分中穀氨酸的質量百分含量為8.5M，再調？!1至3.2結晶析出穀氨酸；步驟f中，合併前後餾分，補加氨水調pH值至8.0，加入0.15%的硫酸鎂，以5%的接種量接種，其他操作同實施例l，穀氨酸提取收率為97.4%，富馬酸的轉化率為98.5%。
實施例4:
步驟c中，將母液升溫至9(TC，補加富馬酸調pH值至1.8;步驟d中，流速為1.5m3/1113樹脂，h，步驟e中濃縮高餾分中穀氨酸的質量百分含量為7。/。，其餘操作同實施例l，穀氨酸提取收率為95.3%，富馬酸的轉化率為98.1%。
權利要求
1.一種從發酵液中提取穀氨酸並製備天冬氨酸的方法，其特徵在於包括以下步驟(1)提取穀氨酸a穀氨酸發酵液經滅菌後採用超濾膜超濾，去除菌體雜蛋白，得到澄清的穀氨酸發酵液；b用富馬酸調整上述穀氨酸發酵液的pH值至3.0～3.2，調整過程中攪拌促溶，然後進入常溫的等電點連續蒸發降溫裝置中結晶，再經離心、分離得到穀氨酸晶體和母液，母液中穀氨酸含量為1.5～2.5％；c將母液升溫至50～90℃，加入富馬酸調整pH值至1.7～2.2，製得上柱液；d將上柱液注入離子交換柱進行離子交換，以氨水進行洗脫，流速為1.0～1.5m3/m3樹脂·h，收集前後餾分及高餾分；e濃縮高餾分，使其中穀氨酸的質量百分含量達到5～9％，並調pH值至3.0～3.2，結晶提取穀氨酸；前後餾分用氨水調整pH值至8.0～9.5，作為製備天冬氨酸的轉化液；(2)製備天冬氨酸f在上述轉化液中加入佔其質量的0.05～0.3％的硫酸鎂，然後按3～15％的接種量接入大腸桿菌酶液，轉化製備天冬氨酸。
2. 根據權利要求1所述的從發酵液中提取穀氨酸並製備天冬氨酸的方法，其特徵在於 步驟a中所述的超濾膜為無機陶瓷膜，截留分子量為2000~50000MW。
3. 根據權利要求1所述的從發酵液中提取穀氨酸並製備天冬氨酸的方法，其特徵在於 步驟b中的等電點連續蒸發降溫裝置分為3~4級，各級均帶有真空系統。
4. 根據權利要求1所述的從發酵液中提取穀氨酸並製備天冬氨酸的方法，其特徵在於 步驟e中高餾分經提取穀氨酸後得到的二次母液與步驟c中製得的上柱液合併再進行 下面步驟的操作。
5. 根據權利要求l所述的從發酵液中提取穀氨酸並製備天冬氨酸的方法，其特徵在於 步驟f中，接種量的範圍為5~10%。
全文摘要
本發明屬於發酵法生產胺基酸的技術領域，具體涉及一種從發酵液中提取穀氨酸並製備天冬氨酸的方法。該方法主要包括以下步驟穀氨酸發酵液的過濾除菌、用富馬酸調等電點並結晶析出穀氨酸、離子交換、補氨轉化等，最終得到穀氨酸和天冬氨酸產品，穀氨酸的提取收率大於94％。本發明的有益效果是減少了穀氨酸提取過程中硫酸和氨水的使用量，有效降低了生產成本，將提取穀氨酸的母液作為天冬氨酸生產的轉化液，變廢為寶，減少了廢水排放，減輕了對環境的汙染，使提取成本大為降低，極大提高了經濟效益。
文檔編號C07C227/40GK101514166SQ20091001976
公開日2009年8月26日 申請日期2009年3月31日 優先權日2009年3月31日
發明者馮志彬, 王東陽, 閆汝東, 傑 高 申請人:王東陽