CN112608266A - 一种l-脯氨酸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种L‑脯氨酸的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将脯氨酸发酵液通过滤膜过滤，得到超滤清液，经纯水清洗后得到微滤清液；步骤2：将微滤清液依次经过弱碱性阴离子树脂和弱酸性阳离子树脂后进行过滤，得到滤液；步骤3：在滤液中加入活性炭进行脱色后过滤，得到含有脯氨酸的脱色液；步骤4：将脱色液进行蒸发浓缩得到浓缩液，浓缩液含量为45‑50%；步骤5：将浓缩液冷却至10℃条件下进行自然结晶，离心后得到湿结晶；步骤6：将湿结晶放入真空干燥机内烘干得到L‑脯氨酸成品。本发明采用的制备L‑脯氨酸的方法过程控制较为简单，生产过程中不会产生大量的污染物质，对环境友好。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术领域，具体为一种L-脯氨酸的制备方法。
背景技术
L-脯氨酸(简称脯氨酸)是人体合成蛋白质的二十种氨基酸之一，常温下为无色至白色晶体或结晶性粉末，微臭，味微甜，易溶于水和乙醇，不溶于乙醚、丁醇和异丙醇，溶于无机酸。氨基酸是含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称，氨基酸在人体中的存在，不仅提供了合成蛋白质的重要原料，而且为促进生长，进行正常代谢、维持生命提供了物质基础。
目前，国内外报道的生产羟脯氨酸的方法主要有蛋白水解提取法、化学合成法、微生物发酵法和酶促转化法四种，其中蛋白水解提取法是目前普遍采用的工业生产方法。但是，蛋白水解提取法需经过强酸强碱处理，纯化步骤长，提取和原料成本高，不仅浪费大量原料，而且废弃物污染严重。直接发酵法中，以葡萄糖和其他生物营养添加物为底料并在微生物发酵菌作用下发酵生产L-脯氨酸，故最终含有L-脯氨酸发酵液中含有大量生物质杂质需要纯化分离除去。后序处理工艺长，增加了三废排放，造成环境污染,同时由于物料杂质较多，离子交换之后的产品透光值较低，影响产品质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种L-脯氨酸的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种L-脯氨酸的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将脯氨酸发酵液通过滤膜过滤，得到超滤清液，经纯水清洗后得到微滤清液；
步骤2：将微滤清液依次经过弱碱性阴离子树脂和弱酸性阳离子树脂后进行过滤，得到滤液；
步骤3：在滤液中加入活性炭进行脱色后过滤，得到含有脯氨酸的脱色液；
步骤4：将脱色液进行蒸发浓缩得到浓缩液，浓缩液含量为45-50%；
步骤5：将浓缩液冷却至10℃条件下进行自然结晶，离心后得到湿结晶；
步骤6：将湿结晶放入真空干燥机内烘干得到L-脯氨酸成品。
优选的，在步骤1中，脯氨酸发酵液过滤时的滤膜采用陶瓷膜，陶瓷膜的过滤温度为10-50℃，陶瓷膜的压力为0.1-0.6MPa。
优选的，在步骤2中，弱碱性阴离子树脂、弱酸性阳离子树脂分别用酸液、碱液做再生处理，其中，酸液pH＝0.8-1.5，温度25-30℃；碱液pH＝12.5-13.8，温度25-30℃。
优选的，在步骤3中，活性炭的添加量为微滤清液质量的1-2%，脱色温度为60-70℃，脱色时间为0.4-0.6h。
优选的，在步骤4中，蒸发浓缩温度为55-65℃。
优选的，在步骤5中，自然结晶的冷却结晶时间为3-4h，离心15min，离心转速3000-3500r/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用的制备L-脯氨酸的方法与蛋白水解提取法、化学合成法、微生物发酵法和酶促转化法相比，过程控制较为简单，生产过程中不会产生大量的污染物质，对环境友好；同时，生产过程不用乙醇，浓缩后在一定工艺条件下直接进行结晶，具有生产条件温和，浓缩时间短，产品纯度高，结晶收率高、产量高，生产成本低等优点；同时，纯化流程中微滤清液先过树脂再去脱色工段，这样先过树脂，大部分的色素、蛋白质、盐类等杂志会被去除掉，可以减轻脱色工段的压力，减少活性炭的使用量，节约成本。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供一种技术方案：一种L-脯氨酸的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将脯氨酸发酵液通过滤膜过滤，得到超滤清液，经纯水清洗后得到微滤清液；
步骤2：将微滤清液依次经过弱碱性阴离子树脂和弱酸性阳离子树脂后进行过滤，得到滤液；
步骤3：在滤液中加入活性炭进行脱色后过滤，得到含有脯氨酸的脱色液；
步骤4：将脱色液进行蒸发浓缩得到浓缩液，浓缩液含量为45%；
步骤5：将浓缩液冷却至10℃条件下进行自然结晶，离心后得到湿结晶；
步骤6：将湿结晶放入真空干燥机内烘干得到L-脯氨酸成品。
步骤1中，脯氨酸发酵液过滤时的滤膜采用陶瓷膜，陶瓷膜的过滤温度为10℃，陶瓷膜的压力为0.1MPa。
步骤2中，弱碱性阴离子树脂、弱酸性阳离子树脂分别用酸液、碱液做再生处理，其中，酸液pH＝0.8，温度25℃；碱液pH＝12.5，温度25℃。
步骤3中，活性炭的添加量为微滤清液质量的1%，脱色温度为60℃，脱色时间为0.4h。
步骤4中，蒸发浓缩温度为55℃。
步骤5中，自然结晶的冷却结晶时间为3h，离心15min，离心转速3000r/min。
步骤6中，真空干燥机的温度为60℃，干燥时间为4h。
实施例2：
本发明提供一种技术方案：一种L-脯氨酸的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将脯氨酸发酵液通过滤膜过滤，得到超滤清液，经纯水清洗后得到微滤清液；
步骤2：将微滤清液依次经过弱碱性阴离子树脂和弱酸性阳离子树脂后进行过滤，得到滤液；
步骤3：在滤液中加入活性炭进行脱色后过滤，得到含有脯氨酸的脱色液；
步骤4：将脱色液进行蒸发浓缩得到浓缩液，浓缩液含量为45%；
步骤5：将浓缩液冷却至10℃条件下进行自然结晶，离心后得到湿结晶；
步骤6：将湿结晶放入真空干燥机内烘干得到L-脯氨酸成品。
步骤1中，脯氨酸发酵液过滤时的滤膜采用陶瓷膜，陶瓷膜的过滤温度为30℃，陶瓷膜的压力为0.4MPa。
步骤2中，弱碱性阴离子树脂、弱酸性阳离子树脂分别用酸液、碱液做再生处理，其中，酸液pH＝1.2，温度25℃；碱液pH＝13.0，温度25℃。
步骤3中，活性炭的添加量为微滤清液质量的1.5%，脱色温度为65℃，脱色时间为0.5h。
步骤4中，蒸发浓缩温度为60℃。
步骤5中，自然结晶的冷却结晶时间为3.5h，离心15min，离心转速3200r/min。
步骤6中，真空干燥机的温度为60℃，干燥时间为4.5h。
实施例3：
本发明提供一种技术方案：一种L-脯氨酸的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将脯氨酸发酵液通过滤膜过滤，得到超滤清液，经纯水清洗后得到微滤清液；
步骤2：将微滤清液依次经过弱碱性阴离子树脂和弱酸性阳离子树脂后进行过滤，得到滤液；
步骤3：在滤液中加入活性炭进行脱色后过滤，得到含有脯氨酸的脱色液；
步骤4：将脱色液进行蒸发浓缩得到浓缩液，浓缩液含量为50%；
步骤5：将浓缩液冷却至10℃条件下进行自然结晶，离心后得到湿结晶；
步骤6：将湿结晶放入真空干燥机内烘干得到L-脯氨酸成品。
步骤1中，脯氨酸发酵液过滤时的滤膜采用陶瓷膜，陶瓷膜的过滤温度为50℃，陶瓷膜的压力为0.6MPa。
步骤2中，弱碱性阴离子树脂、弱酸性阳离子树脂分别用酸液、碱液做再生处理，其中，酸液pH＝1.5，温度30℃；碱液pH＝13.8，温度30℃。
步骤3中，活性炭的添加量为微滤清液质量的2%，脱色温度为70℃，脱色时间为0.6h。
步骤4中，蒸发浓缩温度为65℃。
步骤5中，自然结晶的冷却结晶时间为4h，离心15min，离心转速3500r/min。
步骤6中，真空干燥机的温度为65℃，干燥时间为5h。
上述三个实施例中，采用的制备L-脯氨酸的方法与蛋白水解提取法、化学合成法、微生物发酵法和酶促转化法相比，过程控制较为简单，生产过程中不会产生大量的污染物质，对环境友好；同时，生产过程不用乙醇，浓缩后在一定工艺条件下直接进行结晶，具有生产条件温和，浓缩时间短，产品纯度高，结晶收率高、产量高，生产成本低等优点。
使用方法
一种L-脯氨酸的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将脯氨酸发酵液通过滤膜过滤，得到超滤清液，经纯水清洗后得到微滤清液；
步骤2：将微滤清液依次经过弱碱性阴离子树脂和弱酸性阳离子树脂后进行过滤，得到滤液；
步骤3：在滤液中加入活性炭进行脱色后过滤，得到含有脯氨酸的脱色液；
步骤4：将脱色液进行蒸发浓缩得到浓缩液，浓缩液含量为45-50%；
步骤5：将浓缩液冷却至10℃条件下进行自然结晶，离心后得到湿结晶；
步骤6：将湿结晶放入真空干燥机内烘干得到L-脯氨酸成品。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种L-脯氨酸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将脯氨酸发酵液通过滤膜过滤，得到超滤清液，经纯水清洗后得到微滤清液；
步骤2：将微滤清液依次经过弱碱性阴离子树脂和弱酸性阳离子树脂后进行过滤，得到滤液；
步骤3：在滤液中加入活性炭进行脱色后过滤，得到含有脯氨酸的脱色液；
步骤4：将脱色液进行蒸发浓缩得到浓缩液，浓缩液含量为45-50%；
步骤5：将浓缩液冷却至10℃条件下进行自然结晶，离心后得到湿结晶；
步骤6：将湿结晶放入真空干燥机内烘干得到L-脯氨酸成品。
2.根据权利要求1所述的一种L-脯氨酸的制备方法，其特征在于：在步骤1中，脯氨酸发酵液过滤时的滤膜采用陶瓷膜，陶瓷膜的过滤温度为10-50℃，陶瓷膜的压力为0.1-0.6MPa。
3.根据权利要求1所述的一种L-脯氨酸的制备方法，其特征在于：在步骤2中，弱碱性阴离子树脂、弱酸性阳离子树脂分别用酸液、碱液做再生处理，其中，酸液pH＝0.8-1.5，温度25-30℃；碱液pH＝12.5-13.8，温度25-30℃。
4.根据权利要求1所述的一种L-脯氨酸的制备方法，其特征在于：在步骤3中，活性炭的添加量为微滤清液质量的1-2%，脱色温度为60-70℃，脱色时间为0.4-0.6h。
5.根据权利要求1所述的一种L-脯氨酸的制备方法，其特征在于：在步骤4中，蒸发浓缩温度为55-65℃。
6.根据权利要求1所述的一种L-脯氨酸的制备方法，其特征在于：在步骤5中，自然结晶的冷却结晶时间为3-4h，离心15min，离心转速3000-3500r/min。
7.根据权利要求1所述的一种L-脯氨酸的制备方法，其特征在于：在步骤6中，真空干燥机的温度为60-65℃，干燥时间为4-5h。
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