一种l-苯丙氨酸生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种L-苯丙氨酸生产工艺，包括以下步骤：1、种子培养。一级为摇瓶培养，二级为种子罐培养。2、发酵。采用先进的浓糖流加工艺，将培养基和菌种接入新型好氧自动控制发酵罐发酵，在37℃温度条件下发酵50-55小时。3、陶瓷膜、超膜过滤。发酵完毕后，醪液酸化，利用现代膜分离技术与错流过滤技术建立微滤、超滤有机膜两步过滤除去菌体和大部分蛋白，获得较高纯度的产液，再经过离子交换柱吸附解析后进行浓缩结晶。4、浓缩结晶分离。浓缩液进入多效蒸发器进行浓缩结晶后送入结晶罐蒸发结晶，然后分离回收苯丙氨酸。5、干燥包装。本发明技术先进，产品回收率高，节省人力，降低能耗。
【专利说明】—种L-苯丙氨酸生产工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及L-苯丙氨酸生产工艺，具体是利用现代膜分离技术与错流过滤技术建立微滤、超滤有机膜两步过滤提取L-苯丙氨酸先进工艺和离交工艺。
【背景技术】
[0002]L-苯丙氨酸是一种具有生物活性的重要氨基酸，人和动物自身不能合成，必须从外界摄取，属于八种必须氨基酸之一，也是生物体内合成酪氨酸的重要原料。L-苯丙氨酸的最重要用途是与L-天冬氨酸合成二肽产品阿斯巴甜，也是多种药物的合成原料，此外还用作营养强化剂、氨基酸输液和复合氨基酸制剂的成分以及饲料添加剂。
[0003]L-苯丙氨酸的工业化生产方法主要有天然蛋白质水解法、肉桂酸酶法、苯丙酮酸酶法和微生物发酵法等四种。前三种方法因为存在着收率低、成本高、对环境污染严重等缺点，未能得到进一步的工业化应用，现在基本被淘汰。2009年，我国L-苯丙氨酸生产技术取得了突破性进展。由于高产酸L-苯丙氨酸基因工程菌及工业化生产技术，直接发酵法终于在我国应用于工业化大生产，但由于所携带目标基因的质粒稳定性通常较差，因此从总体而言提取收率低、生产成本较高，为使我国L-苯丙氨酸生产成本大大降低，我公司自主研发，提取采用膜过滤和离交相结合的工艺，结晶采用浓缩结晶技术，本工艺具有“提取收率高、成品率高”的特点，因此具有重要的推广价值和实用性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种L-苯丙氨酸生产工艺。
[0005]本发明的技术方案是:一种L-苯丙氨酸生产工艺，包括以下步骤:
[0006]1.种子培养
[0007]1.1摇瓶培养250mL锥形瓶内装L-苯丙氨酸培养基25mL，接种菌种斜面后，于旋转摇床上，在37 °C温度下培养12h。
[0008]1.2深层培养:种子罐经过煮罐I小时后、再经过空消、实消灭菌后接入培养基进行种子培养。
[0009]2.发酵
[0010]采用先进的浓糖流加工艺，将灭菌后的培养基和菌种接入新型好氧自动控制发酵罐，全自动控制配料，在通风和搅拌的条件下，不断向发酵罐中流加经灭菌的浓糖液，以保证发酵顺利进行并获得较高的产酸率。发酵温度控制在37°C，溶解氧(DO)控制适量值，发酵时间约为50-55小时，当残糖降至I %以下时，即可视为发酵终结，糖酸转化率20-25%，发酵产酸率6-7%。
[0011]3.陶瓷膜、超膜过滤
[0012]发酵完毕后，醪液酸化，利用现代膜分离技术与错流过滤技术建立微滤、超滤有机膜两步过滤除去菌体和大部分蛋白，获得较高纯度的产液，再经过离子交换柱，经过树脂吸附解析后的浓缩液再进行浓缩结晶，提取收率约92-95%。
[0013]4.浓缩结晶分离
[0014]打开进料阀，启动进料泵，浓缩液进入多效蒸发器进行浓缩结晶，适当调节进料量，经多效蒸发器浓缩后调PH送入结晶罐蒸发结晶。
[0015]晶液再经离心机分离获得湿苯丙氨酸，部分母液经过脱色过滤、再调酸后上柱吸附，吸附柱洗涤、氨水洗脱后，回收苯丙氨酸。
[0016]5.干燥包装工段
[0017]经专用干燥机干燥除去表面水分，再经包装即制成本项目产品。
[0018]本发明工艺技术先进性
[0019]利用现代膜分离技术与错流过滤技术建立微滤-超滤有机膜两步过滤提取L-苯丙氨酸先进工艺和离交工艺，提高产品回收率，结晶采用浓缩结晶技术。
[0020](I)使用过滤直径与蛋白直径大小错开的超滤膜过滤洗涤，减缓膜通量的衰减，增加洗涤液用量，使收率达到95%以上；
[0021](2)使用特殊脱色工艺，既保证脱色效果又降低脱色损失；
[0022](3)选用连续吸附洗脱工艺，逆流吸附，残液通过新鲜的树脂后排出，产品损失少，逆流氨水洗脱，树脂的洗脱率高，氨水消耗低，占地也很小，大幅降低运行费用；
[0023](4)采用三级结晶工艺，头两级蒸发结晶，第一级结晶蒸发的蒸汽作为第二级蒸发的热源进入第二级结晶加热器，第二级蒸发出来的蒸汽一部分加压回到第一级加热器，一部分用冷却水冷凝，一方面降低了蒸汽消耗，另一方面降低了循环水的用量。末级闪蒸降温结晶，闪蒸汽用冷冻水冷凝，母液温度降低从而降低了母液中苯丙氨酸的浓度，晶体进一步长大，其粒径均匀，粒径可达150目左右，便于分离，料液蒸发结晶在全封闭设备内进行，符合食品卫生要求，自动化程度高，省人工费用。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]附图为本发明工艺流程图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0026]L-苯丙氨酸生产工艺，如图所示，包括以下步骤:1.科子培养。250mL锥形瓶内装L-苯丙氨酸培养基25mL，接种菌种斜面后，于旋转摇床上，在37°C温度下培养12h。种子罐经过煮罐I小时后、再经过空消、实消灭菌后接入培养基进行科子的深层培养。2.发酵。采用先进的浓糖流加工艺，将灭菌后的培养基和菌种接入新型好氧自动控制发酵罐，全自动控制配料，在通风和搅拌的条件下，不断向发酵罐中流加经灭菌的浓糖液，以保证发酵顺利进行并获得较高的产酸率。发酵温度控制在37°C，溶解氧(DO)控制适量值，发酵时间约为50-55小时，当残糖降至I %以下时，即可视为发酵终结，糖酸转化率20-25 %，发酵产酸率6-7%。3.陶瓷膜、超膜过滤。发酵完毕后，醪液酸化，利用现代膜分离技术与错流过滤技术建立微滤-超滤有机膜两步过滤除去菌体和大部分蛋白，获得较高纯度的产液，在经过离子交换柱，经过树脂吸附解析后的浓缩液再进行浓缩结晶，提取收率约92-95%。4.浓缩结晶分离。浓缩液进入多效蒸发器进行浓缩结晶，适当调节进料量，经多效蒸发器浓缩后调PH送入结晶罐蒸发结晶。晶液再经离心机分离获得湿苯丙氨酸，部分母液经过脱色过滤、再调酸后上柱吸附，吸附柱洗涤、氨水洗脱后，回收苯丙氨酸。5.干燥包装工段。经专用干燥机干燥除去苯丙氨酸表面水分，再经包装即制成本项目产品。
【权利要求】
1.一种L-苯丙氨酸生产工艺，其特征在于，包括以下步骤: (1)种子培养 摇瓶培养:250mL锥形瓶内装L-苯丙氨酸培养基25mL，接种菌种斜面后，于旋转摇床上，在37°C温度下培养12h ； 深层培养:种子罐经过煮罐I小时后、再经过空消、实消灭菌后接入培养基进行种子培养; (2)发酵 将灭菌后的培养基和菌种接入新型好氧自动控制发酵罐，在通风和搅拌的条件下，不断向发酵罐中流加经灭菌的浓糖液，以保证发酵顺利进行并获得较高的产酸率；发酵温度控制在37°C，溶解氧(DO)控制适量值，发酵时间约为50-55小时，当残糖降至I %以下时，即可视为发酵终结； (3)陶瓷膜、超膜过滤 发酵完毕后，醪液酸化，利用现代膜分离技术与错流过滤技术建立微滤、超滤有机膜两步过滤除去菌体和大部分蛋白，获得较高纯度的产液，再经过离子交换柱，经过树脂吸附解析后的浓缩液再进行浓缩结晶； (4)浓缩结晶分离 浓缩液进入多效蒸发器进行浓缩结晶，适当调节进料量，经多效蒸发器浓缩后调PH送入结晶罐蒸发结晶；晶液再经离心机分离获得湿苯丙氨酸，部分母液经过脱色过滤、再调酸后上柱吸附，吸附柱洗涤、氨水洗脱后，回收苯丙氨酸； (5)干燥包装工段 经专用干燥机干燥除去表面水分，再经包装即制成本项目产品。
【文档编号】C12P13/22GK104232703SQ201310250055
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月10日 优先权日:2013年6月10日
【发明者】王瑞平 申请人:山东信乐味精有限公司