CN101148416B - 从蛋白水解液中一次性分离15种氨基酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从蛋白水解液中一次性分离15种氨基酸的方法，包含以下工艺：首先将人发加酸、加热水解而获取人发蛋白水解液，而后将其用水稀释，再使其流经一短程活性炭吸附色层柱，合并该色层柱的流出液和水洗液并将所得收集液用碱中和至PH值4.0～5.0，在0～4℃条件下结晶，过滤出结晶物后，重结晶，得胱氨酸；其后，将所得胱氨酸母液中和至pH7.0～9.0，并让其流经直径一长程活性炭吸附色层柱，再依次采用水洗、盐酸和乙醇液解脱，分段收集洗涤液而得到丙组份、脯组份、亮组份和精氨酸分离溶液，再对这些分离溶液作后续分离即得其余14中氨基酸。本发明同公开号为CN02134923.1的中国专利相比，通过在前期增加一个短程GH-15颗粒活性炭吸附柱，可以首先将影响分离效果的干扰因素——酪氨酸分离，然后再进行细分离，就可以得到15种氨基酸产品，并且使得总收率达到63.2％以上，且工艺简单，分离效果好，收率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种从人发蛋白水解液中一次性分离15种氨基酸的方法。
背景技术
人发是优质蛋白质资源，我国每年收集的商品量达6～8万吨，几乎都被用作氨基酸产品的生产原料。在传统方法中，人发蛋白质经酸法加热水解生成17种氨基酸混合液之后，仅能够从中分离提取出1～4种氨基酸产品，而且每种氨基酸的提取收率很低，例如胱氨酸收率仅为7.5％左右，亮氨酸收率才1.2％左右，精氨酸收率才0.9％左右，组氨酸收率才0.02％左右等，总收率不过12％左右。其它未提取的氨基酸和提取出部分氨基酸产品的氨基酸，它们共同残留在母液之中，被生产企业作为废水废物而排放掉了，既造成了严重的资源浪费，又恶劣地污染了周边环境。
中国专利CN02134923.1提供了一种采用活性炭吸附柱从蛋白质水解液中分离氨基酸的方法，但是该方法也仅能分离出14种氨基酸，其总收率也仅为52.7％。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种能够进一步提高氨基酸收率和增加单一氨基酸品种数的从蛋白水解液中一次性分离15种氨基酸的方法。
传统的胱氨酸生产方法，之所以胱氨酸产品收率很低，甚至有些企业的收率仅在7.5％以下，究其原因就是水解液酪氨酸干扰(主要是因为酪氨酸和胱氨酸的溶解度都很小)，故在实际生产中，几乎每一个程序都是为了规避酪氨酸而设计的。
基于此，本发明的设计思想就是从一开始的氨基酸分离把起干扰作用的酪氨酸首先除去，然后再进行胱氨酸的分离，基本技术方案为：
一种从蛋白水解液中一次性分离15种氨基酸的方法，其特征在于包含以下工艺：首先将人发加酸、加热水解而获取人发蛋白水解液，而后将其用水稀释，再使其流经直径为2.8cm～5.2cm、高2.8cm～20cm的短程活性炭吸附色层柱，合并该色层柱的流出液和水洗液并将所得收集液用碱中和至PH值4.0～5.0，在0～4℃条件下结晶，过滤出结晶物后，重结晶，得胱氨酸；其后，将所得胱氨酸母液中和至PH7.0～12.0，并让其流经直径为2.8cm～4.0cm、高20cm～40cm的长程活性炭吸附色层柱，而后依次采用水洗、盐酸和乙醇液解脱，分段收集洗涤液而得到丙组份、脯组份、亮组份和精氨酸分离溶液，再对这些分离溶液作后续分离即得天门冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苏氨酸、甘氨酸、缬氨酸、脯氨酸、赖氨酸、丙氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、精氨酸和组氨酸；所述精氨酸和组氨酸是通过将精氨酸之分离溶液调PH值为大于等于PH8.0后，用经直径为2.0cm，高10.0cm的H+型732阳离子树脂交换柱分离获得的。
具体来说：
所述将人发加酸、加热水解所用的酸为浓盐酸，加热温度等于或高于110℃，水解时间为8小时以上。
所述的短程活性炭吸附色层柱为直径为4.0cm，高4.5cm，内装GH-15颗粒活性炭的吸附色层柱。
所述碱为氨水或氢氧化钠。
所述长程活性炭吸附色层柱为直径Φ4.0cm，高20cm，内装有GH-15颗粒活性炭的活性炭吸附色层柱。
将所述丙组份和脯组份之分离溶液的PH值调为大于等于PH10.0，然后分别用直径为4.0cm，高20cm的OH型717阴离子树脂交换柱分离、蒸发、浓缩得天门冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苏氨酸、甘氨酸、缬氨酸、脯氨酸、赖氨酸、丙氨酸。
将所述亮组份之分离溶液用邻二甲苯-4-磺酸沉淀分离所得的混合液调PH值为大于等于PH10.0后，再用直径为2.0cm，高10.0cm的OH型717阴离子树脂交换色层柱分离得蛋氨酸、异亮氨酸。
所述加热温度为110-125℃，水解时间8-12小时。
本发明同中国专利CN02134923.1所揭示的技术相比，通过在前期增加一个短程GH-15颗粒活性炭吸附柱，就可以首先将影响分离效果的干扰因素——酪氨酸分离，然后再进行细分离，就可以得到15种氨基酸产品，并且使得总收率达到63.2％以上，其工艺简单，分离效果好，收率高。
以100克人发置于800毫升圆底烧瓶中，加入250毫升的浓盐酸，加温到110℃以上(110～125℃较好)，水解8小时，收集水解液，以清水稀释2～5倍，让其流经一条直径为4.0cm，高4.5cm的内装GH-15颗粒活性炭的吸附色层柱。收集色层柱流出液和水洗液，合并它们，以碱中和到PH4.8，置0～4℃冷冻结晶过夜。滤出结晶物，重结晶，获胱氨酸纯品10.5克。中和胱氨酸母液达PH7.0以上(7.0～12.0较好)，让其流经直径为4.0cm，高38cm内装有GH-15颗粒活性炭的活性炭吸附色层柱，注入料液之后，接着以两倍的炭柱体积的清水洗涤，继而以6至8倍炭柱体积0.05N～0.2N的盐酸和50％左右乙醇液解脱，分段收集流经活性炭吸附柱的溶液，分别得到丙组份、脯组份、亮组份、精氨酸的氨基酸分离溶液。 再将丙组份和脯组份调至PH值10或以上，让它们分别流经直径为4.0cm，高20cm的OH型717阴离子树脂交换柱，分离出①天门冬氨酸；②谷氨酸；③丝氨酸；④苏氨酸；⑤甘氨酸；⑥缬氨酸；⑦脯氨酸；⑧赖氨酸；⑨丙氨酸的单一氨基酸的溶液，然后再分别蒸发浓缩，得到天门冬氨酸4.1克，谷氨酸9.9克，丝氨酸6.1克，苏氨酸4.2克，甘氨酸2.5克，丙氨酸2.3克，缬氨酸3.8克，脯氨酸4.8克，赖氨酸1.8克；用邻二甲苯-4-磺酸沉淀出①亮氨酸4.6克；剩下的混合液调PH值10或以上，让其流经直径为2.0cm，高10.0cm的OH型717阴离子树脂交换色层柱，分离出①蛋氨酸0.4克，②异亮氨酸1.6克；将精氨酸溶液调PH值8.0让其流经直径为2.0cm，高10.0cm的H+型732阳离子树脂交换柱，得到①精氨酸6.2克，②组氨酸0.4克。包括胱氨酸10.5克在内，计15种以上单一氨基酸的总量是63.2克。
Claims (8)
1.一种从蛋白水解液中一次性分离15种氨基酸的方法，其特征在于包含以下工艺：首先将人发加酸、加热水解而获取人发蛋白水解液，而后将其用水稀释，再使其流经直径为2.8cm～5.2cm、高2.8cm～20cm的短程活性炭吸附色层柱，合并该色层柱的流出液和水洗液并将所得收集液用碱中和至PH值4.0～5.0，在0～4℃条件下结晶，过滤出结晶物后，重结晶，得胱氨酸；其后，将所得胱氨酸母液中和至PH7.0～12.0，并让其流经直径为2.8cm～4.0cm、高20cm～40cm的长程活性炭吸附色层柱，而后依次采用水洗、盐酸和乙醇液解脱，分段收集洗涤液而得到丙组份、脯组份、亮组份和精氨酸分离溶液，再对这些分离溶液作后续分离即得天门冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苏氨酸、甘氨酸、缬氨酸、脯氨酸、赖氨酸、丙氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、精氨酸和组氨酸；所述精氨酸和组氨酸是通过将精氨酸之分离溶液调PH值为大于等于PH8.0后，用经直径为2.0cm，高10.0cm的H+型732阳离子树脂交换柱分离获得的。
2.按照权利要求1所述的从蛋白水解液中一次性分离15种氨基酸的方法，其特征是：所述将人发加酸、加热水解所用的酸为浓盐酸，加热温度等于或高于110℃，水解时间为8小时以上。
3.按照权利要求1所述的从蛋白水解液中一次性分离15种氨基酸的方法，其特征是：所述的短程活性炭吸附色层柱为直径为4.0cm，高4.5cm，内装GH-15颗粒活性炭的吸附色层柱。
4.按照权利要求1所述的从蛋白水解液中一次性分离15种氨基酸的方法，其特征是：所述碱为氨水或氢氧化钠。
5.按照权利要求1所述的从蛋白水解液中一次性分离15种氨基酸的方法，其特征是：所述长程活性炭吸附色层柱为直径Φ4.0cm，高20cm，内装有GH-15颗粒活性炭的活性炭吸附色层柱。
6.按照权利要求1所述的从蛋白水解液中一次性分离15种氨基酸的方法，其特征是：将所述丙组份和脯组份之分离溶液的PH值调为大于等于PH10.0，然后分别用直径为4.0cm，高20cm的OH型717阴离子树脂交换柱分离、蒸发、浓缩得天门冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苏氨酸、甘氨酸、缬氨酸、脯氨酸、赖氨酸、丙氨酸。
7.按照权利要求1所述的从蛋白水解液中一次性分离15种氨基酸的方法，其特征是：将所述亮组份之分离溶液用邻二甲苯-4-磺酸沉淀分离所得的混合液调PH值为大于等于PH10.0后，再用直径为2.0cm，高10.0cm的OH型717阴离子树脂交换色层柱分离得蛋氨酸、异亮氨酸。
8.按照权利要求2所述的从蛋白水解液中一次性分离15种氨基酸的方法，其特征是：所述加热温度为110-125℃，水解时间8-12小时。
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