CN106243189A - 一种采用复合膜提取丙氨酰谷氨酰胺的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及丙氨酰谷氨酰胺的生产技术领域，尤其涉及丙氨酰谷氨酰胺的分离提纯技术领域，具体公开了一种采用复合膜提取丙氨酰谷氨酰胺的方法，从丙氨酰谷氨酰胺的酶促合成转化液中提取丙氨酰谷氨酰胺粗品，将丙氨酰谷氨酰胺的酶促合成转化液先用活性炭处理脱色，再依次序分别循环流经两种高效复合膜进行杂质分离，最后采出滤液经浓缩结晶得到氨酰谷氨酰胺浓粗品。本发明方法操作简便，效率高，所得丙氨酰谷氨酰胺杂质含量少、纯度高，产品质量稳定，适用于丙氨酰谷氨酰胺的规模化生产。

Description

一种采用复合膜提取丙氨酰谷氨酰胺的方法
技术领域
本发明涉及丙氨酰谷氨酰胺的生产技术领域，尤其涉及丙氨酰谷氨酰胺的分离提纯技术领域。
背景技术
N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酸胺（又称丙氨酰谷氨酰胺）属于氨基酸的衍生物，简称丙谷二肽，主要用作氨基酸类肠外营养剂，具有重要的医疗价值和经济价值。
目前，丙氨酰谷氨酰胺已经可以采用酶促合成方法进行生产，这种合成方法是使用生物酶作为催化剂，能够快速高效地合成丙氨酰谷氨酰胺，相对于传统的化学合成法，酶促合成方法工艺简洁、成本低廉，因此，目前酶促合成丙氨酰谷氨酰胺的方法已经得到大量应用。
但是，使用酶促法得到的丙氨酰谷氨酰胺转化液中不仅夹杂有反应原料和反应副产物，还含有大量的生物酶，对于这种转化液使用传统的分离方法效果并不理想，从而造成最终的丙氨酰谷氨酰胺产品质量较差，这就降低了酶促合成方法在丙氨酰谷氨酰胺合成领域中的应用价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种采用复合膜提取丙氨酰谷氨酰胺的方法，操作简单、易控制，流程短、能耗低、成本低，分离所得丙氨酰谷氨酰胺含量高，纯度高，产品质量稳定，适用于丙氨酰谷氨酰胺的规模化生产。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种采用复合膜提取丙氨酰谷氨酰胺的方法，其特征在于：从丙氨酰谷氨酰胺的酶促合成转化液中提取丙氨酰谷氨酰胺粗品，其包括如下步骤：
（1）控制所述转化液温度为45～70℃、pH=4～9的条件下，向其中加入活性炭，保持30～50分钟以进行脱色，然后对转化液进行过滤，得到澄清的滤液；
（2）将滤液降温至45℃以下，使滤液在2.5～7.5MPa的压强下循环流经第一复合膜，进行第一次去杂处理，处理时间为30～50分钟；然后使滤液在5.5～9.5MPa压强下循环流经第二复合膜（复合聚氯乙烯超滤膜），进行第二次去杂处理，处理时间为30～50分钟；所述第一复合膜为孔径50nm规格的陶瓷膜，所述第二复合膜为聚氯乙烯超滤膜，所述第二复合膜过滤分子量为1000～3000的杂质；
（3）将步骤（2）所得滤液进行浓缩，结晶，即为丙氨酰谷氨酰胺粗品。
第一复合膜，主要去除掉大分子蛋白、菌体残片、糖类、和凝胶类物质。
第二复合膜，主要去除小分子蛋白、糖类、酯类物质。
第二复合膜采用聚氯乙烯超滤膜，具有高强度、不易拉断、性价比高的优点，适宜工业化应用。
所述步骤（1）中的活性炭为粉末活性炭，活性炭的加入量为转化液重量的2～5%。
所述活性炭在使用前进行处理，处理方式为先用稀硝酸溶液浸泡20～40分钟，然后用纯化水进行洗涤，直至活性炭的pH=4～9为止。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明采用活性炭与高效复合膜系统处理丙氨酰谷氨酰胺的酶促合成转化液，能够有效提取丙氨酰谷氨酰胺，经浓缩结晶得到丙氨酰谷氨酰胺粗品，粗品中丙氨酰谷氨酰胺具有较高的含量，纯度高、杂质含量低，且操作过程简便，缩短了工艺流程，效率高，能耗低，有利于规模化生产应用。
具体实施方式
为了解决酶促合成方法生产丙谷二肽的转化液中分离提取丙谷二肽困难，以及分离所得丙谷二肽杂质含量高、种类多、质量差的技术问题，本发明提供了一种采用复合膜提取丙氨酰谷氨酰胺的方法，将丙氨酰谷氨酰胺的酶促合成转化液先用活性炭处理脱色，再依次序分别循环流经两种高效复合膜进行杂质分离，最后采出滤液经浓缩结晶得到氨酰谷氨酰胺浓粗品。本发明方法操作简便，效率高，所得丙氨酰谷氨酰胺杂质含量少、纯度高，产品质量稳定，适用于丙氨酰谷氨酰胺的规模化生产。
本发明方法的一种具体实施步骤：
一、将酶转化液用经过预处理的活性炭吸附脱色：在转化液温度为45～70℃、pH=4～9条件下，常压保温脱色30min，过滤后得到澄清转化料液。
二、将澄清的转化料液降温至45℃以下，进第一复合膜，保持压力2.5～7.5.0MPa，循环30min后将料液切换进至第二复合膜，保持压力5.5～9.5MPa，循环30min后开始采出丙氨酰谷氨酰胺料液，再经浓缩结晶得到粗品。
所述第一复合膜为孔径50nm规格的陶瓷膜，所述第二复合膜为聚氯乙烯超滤膜，所述第二复合膜过滤分子量为1000～3000的杂质。
下面采用上述方法对从酶转化液中提取丙氨酰谷氨酰胺进行举例说明。
活性炭预处理：将粉末活性炭1kg加入到质量分数为35.3%的硝酸中浸泡20分钟，每间隔5min搅拌一次，之后过滤采用大量的纯化水进行洗涤，pH洗至7.5烘干备用。
实施例1
向含量为65g/L，纯度为44.2%的70L转化液中加入95g的预处理活性炭，在50℃，pH=7的条件下搅拌脱色30min，过滤得澄清转化液。将澄清的转化料液降温至20℃，进第一复合膜，保持压力4.5～5.0MPa，循环30min后切换至第二复合膜，进第二复合膜，保持压力9.0～9.2MPa，循环30min开始采出丙氨酰谷氨酰胺料液。共采出料液57L,含量为63.9g/L，液相色谱法检测纯度为74%。将料液进一步结晶得到丙氨酰谷氨酰胺粗粉，粗粉含量85.3%，纯度92.8%。
实施例2
取预处理的活性炭100g，加入含量为88.1g/L，纯度为43.3%的70L转化液中，在45℃，pH=6.0的条件下搅拌脱色30min，过滤得澄清转化液。将澄清的转化料液降温至20℃，进第一复合膜，保持压力4.5～5.2MPa，循环30min后切换至第二复合膜，进第二复合膜，保持压力9.0～9.5MPa，循环30min开始采出丙氨酰谷氨酰胺料液。共采出料液56.5L,含量为87.5g/L，液相检测纯度为77%。将料液进一步结晶得到丙氨酰谷氨酰胺粗粉，粗粉含量84%，纯度94.2%。
实施例3
取预处理的活性炭95g，加入含量为65g/L，纯度为44.2%的70L转化液中，在50℃，pH=7的条件下搅拌脱色30min，过滤得澄清转化液。将澄清的转化料液降温至20℃，进第一复合膜，保持压力4.5～5.0MPa，循环30min后切换至第二复合膜，进第二复合膜，保持压力9.0～9.2MPa，循环30min开始采出丙氨酰谷氨酰胺料液。共采出料液57L,含量为63.4g/L，液相检测纯度为73.7%。将料液进一步结晶得到丙氨酰谷氨酰胺粗粉，粗粉含量85.1%，纯度94.0%。
实施例4
取预处理的活性炭95g，加入含量为84.7g/L，纯度为42.3%的70L转化液中，在50℃，pH=6.8的条件下搅拌脱色30min，过滤得澄清转化液。将澄清的转化料液降温至20℃，进第一复合膜，保持压力4.5～5.0MPa，循环30min后切换至第二复合膜，进第二复合膜，保持压力9.0～9.2MPa，循环30min开始采出丙氨酰谷氨酰胺料液。共采出料液56.5L,含量为85g/L，液相检测纯度为75.3%。将料液进一步结晶得到丙氨酰谷氨酰胺粗粉，粗粉含量84%，纯度94.2%。

Claims (3)

1.一种采用复合膜提取丙氨酰谷氨酰胺的方法，其特征在于：从丙氨酰谷氨酰胺的酶促合成转化液中提取丙氨酰谷氨酰胺粗品，其包括如下步骤：
（1）控制所述转化液温度为45～70℃、pH=4～9的条件下，向其中加入活性炭，保持30～50分钟以进行脱色，然后对转化液进行过滤，得到澄清的滤液；
（2）将滤液降温至45℃以下，使滤液在2.5～7.5MPa的压强下循环流经第一复合膜，进行第一次去杂处理，处理时间为30～50分钟；然后使滤液在5.5～9.5MPa压强下循环流经第二复合膜（复合聚氯乙烯超滤膜），进行第二次去杂处理，处理时间为30～50分钟；所述第一复合膜为孔径50nm规格的陶瓷膜，所述第二复合膜为聚氯乙烯超滤膜, 所述第二复合膜过滤分子量为1000～3000的杂质；
（3）将步骤（2）所得滤液进行浓缩，结晶，即为丙氨酰谷氨酰胺粗品。
2.根据权利要求１所述的采用复合膜提取丙氨酰谷氨酰胺的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的活性炭为粉末活性炭，活性炭的加入量为转化液重量的2～5%。
3.根据权利要求2所述的采用复合膜提取丙氨酰谷氨酰胺的方法，其特征在于，所述活性炭在使用前进行处理，处理方式为先用稀硝酸溶液浸泡20～40分钟，然后用纯化水进行洗涤，直至活性炭的pH=4～9为止。
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