56-41-7 / L-丙氨酸的應(yīng)用

背景及概述^[1][3]

L-丙氨酸（L-Alanine），又名L-α-丙氨酸，是一種重要的天然氨基酸，是血液中含量最多的氨基酸，與糖代謝密切相關(guān)，是轉(zhuǎn)氨反應(yīng)中主要的氨基工體，具有重要的生理功能。它是一種營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑，是多種復(fù)方氨基酸輸液的主要組成部分，還可以供作醫(yī)藥中間體，是維生素B6的主要原料，還可作為食品添加劑，提高食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，改善人工合成甜味劑的味感。

制備^[1]

目前L-丙氨酸的制備方法有酶法和發(fā)酵法，酶法由于能耗大、成本高、副產(chǎn)物多、 純度低以及工藝控制難、環(huán)保壓力大等原因，限制了大規(guī)模生產(chǎn)。當(dāng)前發(fā)酵法生產(chǎn)L-丙氨酸 備受全球關(guān)注。與傳統(tǒng)的酶法相對(duì)比，發(fā)酵法L-丙氨酸具有原料來源可再生、反應(yīng)條件溫 和、選擇性好、副產(chǎn)物少、環(huán)境污染低等優(yōu)點(diǎn)。

CN201810731711.4提供了一種從L-丙氨酸發(fā)酵液中分離純化L-丙氨的方 法。本發(fā)明在L-丙氨酸發(fā)酵液中依次加入聚合氯化鋁和聚丙烯酸鈉，如圖1所示，對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行萃取，可充分去除發(fā)酵液中的無機(jī)雜質(zhì)、生物雜質(zhì)，充分提高了產(chǎn)品純度，同時(shí)具有較高的回收率，有效地減少對(duì)環(huán)境的污染。包括以下步驟：

(1)將采用發(fā)酵法制備的L-丙氨酸發(fā)酵液在溫度為100℃～120℃條件下滅菌處理 0.5h；

(2)在經(jīng)滅菌處理后的發(fā)酵液在溫度30℃～60℃下加入聚合氯化鋁粉，發(fā)酵液與 聚合氯化鋁粉的重量比為100：1～2，充分?jǐn)嚢?0～20min，然后加入質(zhì)量濃度0.1％的聚丙 烯酸鈉水溶液，保持溫度繼續(xù)攪拌20～50min，質(zhì)量濃度為0.1％的聚丙烯酸鈉水溶液加入 量占發(fā)酵液重量的1％～3％，攪拌結(jié)束后過濾雜質(zhì)；

(3)將過濾后的發(fā)酵液使用活性炭進(jìn)行脫色；

(4)將脫色后的發(fā)酵液經(jīng)減壓蒸餾后得到濃縮液，將濃縮液于室溫下靜置10～24h 后充分結(jié)晶，過濾后得到L-丙氨酸粗產(chǎn)物；

(5)將L-丙氨酸粗產(chǎn)物用去離子水溶解，得到濃度為15％～18％的L-丙氨酸溶液， 將L-丙氨酸溶液用填有陽離子交換樹脂的色譜柱進(jìn)行分離純化，且采用50％～95％乙醇溶 液作為洗脫液，色譜柱的工作溫度為25℃～70℃，將分離純化的產(chǎn)品烘干后得到純度大于 99％的L-丙氨酸產(chǎn)品，且L-丙氨酸產(chǎn)品的回收率大于75％。

純化方法^[2]

將200L L-丙氨酸發(fā)酵液通過截留分子量為100,000Da的陶瓷膜進(jìn)行超濾過濾，得到L-丙氨酸超濾清液。具體工藝條件為：超濾過濾操作壓力為0.15～0.80MPa，優(yōu)選為0.30～0.60MPa，操作溫度為10～60℃，優(yōu)選為30～60℃。L-丙氨酸發(fā)酵清液初始pH為6.88，電導(dǎo) 率18643μS/cm，L-丙氨酸含量為13.48％，銨鹽含量為4029mg/L，磷酸鹽含量為2166mg/L，鈣鹽含量為1342mg/L，鎂鹽含量為1581mg/L。

取20L L-丙氨酸超濾清液作為淡化液注入淡水室內(nèi)，濃水室初始溶液為15L 0.05％Na₂SO₄溶液，極水室初始溶液為10L 2％Na₂SO₄溶液。啟動(dòng)濃水泵、淡水泵和極水泵，調(diào)節(jié)濃、淡水流量為1300L/h，極水流量為1500L/h，并保持濃水室、淡水室和極水室壓力平衡；將超濾透析液在電流密度為120A/m²條件下電滲析處理至膜堆電壓穩(wěn)定在35V，脫鹽處理至電導(dǎo)率為3000～4000μS/cm；電滲析使用的膜堆由46對(duì)均相陰離子交換膜和均相陽離子交換膜組成，單對(duì)膜有效膜面積為0.051m²。

L-丙氨酸電滲析所得處理液分析：pH為6.42，電導(dǎo)率為3280μS/cm，為初始電導(dǎo)率 的17.77％，L-丙氨酸含量為12.32％，丙氨酸收率為91.39％，銨鹽含量為545mg/L，磷酸鹽為332mg/L，鈣鹽含量為262mg/L，鎂鹽含量為284mg/L，脫鹽率為84.39％。

母液處理^[3]

一種L-丙氨酸廢母液的處理方法，包括以下步驟：

步驟1：取L-丙氨酸廢母液，在室溫條件下調(diào)節(jié)其PH值至5-7，加入一定量的膨潤(rùn)土進(jìn)行 吸附，攪拌一定時(shí)間后，再加入一定量的無機(jī)絮凝劑進(jìn)行絮凝；

步驟2：將吸附-絮凝后的L-丙氨酸廢母液進(jìn)行攪拌、沉淀處理；

步驟3：將攪拌、沉淀處理后的L-丙氨酸廢母液放入預(yù)涂層真空轉(zhuǎn)鼓過濾設(shè)備中進(jìn)行分 離，得吸附-絮凝澄清液；

步驟4：將澄清液在75℃溫度下進(jìn)行濃縮，直至澄清液中干物質(zhì)含量達(dá)到55-65%；再將 降溫至20℃進(jìn)行結(jié)晶洗滌；

步驟5：結(jié)晶洗滌結(jié)束后，將結(jié)晶體與結(jié)晶母液進(jìn)行分離；

步驟6：將分離出來的結(jié)晶體在60℃溫度下烘干，既得L-丙氨酸。

主要參考資料

[1]CN201810731711.4 一種從L-丙氨酸發(fā)酵液中分離純化L-丙氨酸的方法

[2]CN201611164589.4 一種去除L-丙氨酸發(fā)酵料液中無機(jī)鹽的方法

[3]CN201710410682.7 一種L-丙氨酸廢母液的處理方法