一种高品质L-天冬氨酸的制备方法及杂质去除方法与流程

本发明涉及一种高品质l-天冬氨酸的制备方法及杂质去除方法，属于生物化工。

背景技术：

1、l-天冬氨酸(aspartic acid)，化学名称为氨基丁二酸，呈白色结晶或结晶性粉末，25℃时微溶于水(0.5％)，溶于沸水，易溶于稀酸和氢氧化钠溶液中，不溶于乙醇、乙醚。l-天冬氨酸是构成蛋白质的20种基本氨基酸之一，其等电点为2.77。l-天冬氨酸在医药、食品和化工等方面有着广泛的用途。在医药方面，是氨基酸制剂的主要成分，是l-天冬氨酸钾、镁、钙、天门冬酰胺等多种药物的合成原料；在食品工业方面，l-天冬氨酸是一种良好的营养增补剂，添加于各种清凉饮料；是糖代用品阿斯巴甜的主要生产原料；在化工方面，可以作为制造合成树脂的原料，大量用于合成环保材料聚天冬氨酸；亦可作为化妆品的营养性添加剂等，其具有良好的市场前景。

2、目前，工业生产l-天冬氨酸主要采用富马酸酶转化法，是以富马酸为原料，在天冬氨酸酶和氨水的作用下转化得到l-天冬氨酸酶转化液，然后用硫酸中和过量的氨并调节体系ph，经等电点结晶分离、纯化得到l-天冬氨酸产品，产品收率高。然而，该方法中通过等电点结晶生产的l-天冬氨酸产品存在晶体颗粒大小不均，硫酸盐和铵盐等杂质含量偏高等问题，品质较难达到药用企业的要求。

技术实现思路

1、基于背景技术存在的技术问题，本发明通过调控等电点结晶方式、结晶粗品加水浓缩抽真空等技术手段相结合，降低酶转化法等电点结晶提取的l-天冬氨酸产品中硫酸根和铵根离子等杂质含量，制得高品质l-天冬氨酸。

2、本发明提供了一种l-天冬氨酸晶体中杂质的去除方法，是向l-天冬氨酸酶转化液中加入浓硫酸调节ph至3.5～4.5并在调节过程中加入l-天冬氨酸晶种，然后再加入稀硫酸调节ph至2.7～3.2；等电点降温结晶，离心得到l-天冬氨酸粗品；将l-天冬氨酸粗品加入水中，升温并抽真空，降温，离心、淋洗，干燥，得到l-天冬氨酸精品。

3、本发明中所述l-天冬氨酸酶转化液是以富马酸和氨水为底物，在天冬氨酸酶的催化作用下转化得到的。

4、优选地，所述杂质包括硫酸根和铵根离子。

5、优选地，在ph调节至3.5～4.0时加入l-天冬氨酸晶种。

6、在本发明中，所述l-天冬氨酸酶转化液在调节ph过程中温度维持在80～90℃，采用流加的方式分别加入浓硫酸和稀硫酸，流加速度为1～10l/h/m3，浓硫酸和稀硫酸的浓度分别为95～98wt％和10～50wt％；优选地，晶种的添加量为体系中l-天冬氨酸质量的1～4％。

7、在本发明中，所述l-天冬氨酸酶转化液在调节ph过程、等电点降温结晶过程中进行搅拌处理，搅拌转速为50～250rpm。

8、在本发明中，按照1：0.8～3的质量比将l-天冬氨酸粗品和水混合，搅拌转速为150～250rpm，升温至60～75℃，抽真空至0.01～0.085mpa，维持5～15h。

9、优选地，所述l-天冬氨酸酶转化液为经膜过滤处理的l-天冬氨酸酶转化液；其中，膜过滤处理包括陶瓷膜过滤和超滤膜过滤。

10、本发明还提供了一种高品质l-天冬氨酸的制备方法，包括如下步骤：

11、s1、从l-天冬氨酸酶转化液中分离出大分子蛋白，得到清液；

12、s2、将所述清液进行超滤处理，得到超滤液；

13、s3、将所述超滤液进行脱色处理，得到脱色液；

14、s4、在搅拌条件下，将所述脱色液升温并维持温度，向其中加入浓硫酸调节ph至3.5～4.5，并在ph 3.5～4.0时加入l-天冬氨酸晶种，然后再加入稀硫酸调节ph至2.7～3.2；等电点降温结晶，离心得到l-天冬氨酸粗品；

15、s5、将所述l-天冬氨酸粗品加入水中，升温并抽真空，降温，离心，淋洗，干燥，得到l-天冬氨酸精品。

16、优选地，s1中，采用陶瓷膜过滤去除l-天冬氨酸酶转化液中的大分子蛋白；优选地，陶瓷膜的孔径为50～200nm，进膜压力为0.2～0.3mpa，运行温度为40～70℃。

17、优选地，s2中，超滤膜的截留分子量为1000～3000，进膜压力为1～2mpa，运行温度为40～45℃。

18、优选地，s3中，向超滤液中加入活性炭，在40～60℃下搅拌1h进行脱色处理，板框过滤得到脱色液。

19、优选地，s4中，在搅拌转速为50～250rpm，优选100rpm下，脱色液在调节ph过程中温度维持在80～90℃，优选85-88℃，采用流加的方式分别加入浓硫酸和稀硫酸，流加速度为1～10l/h/m3，优选3～8l/h/m3，浓硫酸和稀硫酸的浓度分别为95～98wt％和10～50wt％，优选为98wt％和30～40％。

20、优选地，s4中，晶种的添加量为脱色液中l-天冬氨酸质量的1～4％，优选2％；优选地，等电点降温结晶，以1～15℃/h的速度降温，优选6～10℃/h，降温至45～60℃，优选50～55℃；再以15～30℃/h的速度降温，优选20～25℃/h，降温至15～30℃，优选20～25℃。

21、在本发明s4中，向脱色液中加入浓硫酸调节ph至3.5～4.5，优选3.5～4.0，再加入稀硫酸调节ph至2.7～3.2，优选2.7～3.0，并在ph调节至3.5～4.0时，优选3.5～3.7，向其中加入l-天冬氨酸晶种。

22、优选地，s5中，按照1：0.8～3，优选1：1～1.5的质量比将l-天冬氨酸粗品和水混合，搅拌转速为150～250rpm，优选200～250rpm，升温至60～75℃，优选70～75℃，抽真空至0.01～0.085mpa，优选0.05～0.065mpa，维持5～15h，优选8～12h。

23、在本发明s5中，匀速降温至20～25℃，离心，按照湿品量的0.5～1倍纯水淋洗。

24、本发明中，通过分段加入浓硫酸和稀硫酸调节体系ph至等电点，避免在靠近等电点附近局部析晶致使晶型不均一，再通过添加晶种相结合，从而获得晶型一致的晶体，结晶出的铵盐及硫酸盐等杂质晶体主要分布在l-天冬氨酸晶体表面，避免常规等电点结晶中硫酸盐和铵盐等杂质夹裹在不均一的晶体内部；将l-天冬氨酸结晶粗品和水混合后，通过升温抽真空、降温离心、淋洗操作获得产品，所得产品中硫酸根和铵根离子含量低于100ppm。

25、与现有技术相比，本申请的有益效果主要体现在：

26、1.本发明制备的l-天冬氨酸晶体的晶型稳定、均匀一致；

27、2.本发明通过添加晶种、高温调等电点、分段调节ph及硫酸流加速度、分段降温和控制降温速度来实现l-天冬氨酸晶体大小的可控；

28、3.本发明制备的l-天冬氨酸产品品质高，硫酸根离子和铵根离子含量能够控制在100ppm以下。

技术特征：

1.一种l-天冬氨酸晶体中杂质的去除方法，其特征在于，向l-天冬氨酸酶转化液中加入浓硫酸调节ph至3.5～4.5并在调节过程中加入l-天冬氨酸晶种，然后再加入稀硫酸调节ph至2.7～3.2；等电点降温结晶，离心得到l-天冬氨酸粗品；将l-天冬氨酸粗品加入水中，升温并抽真空，降温，离心、淋洗，干燥，得到l-天冬氨酸精品。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述杂质包括硫酸根和铵根离子。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在ph调节至3.5～4.0时加入l-天冬氨酸晶种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述l-天冬氨酸酶转化液为经膜过滤处理的l-天冬氨酸酶转化液；其中，膜过滤处理包括陶瓷膜过滤和超滤膜过滤。

5.一种高品质l-天冬氨酸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，s1中，采用陶瓷膜过滤去除l-天冬氨酸酶转化液中的大分子蛋白；优选地，陶瓷膜的孔径为50～200nm，进膜压力为0.2～0.3mpa，运行温度为40～70℃。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，s2中，超滤膜的截留分子量为1000～3000，进膜压力为1～2mpa，运行温度为40～45℃。

8.根据权利要求5-7任一项所述的方法，其特征在于，s4中，在搅拌转速为50～250rpm下，脱色液在调节ph过程中温度维持在80～90℃，采用流加的方式分别加入浓硫酸和稀硫酸，流加速度为1～10l/h/m3，浓硫酸和稀硫酸的浓度分别为95～98wt％和10～50wt％。

9.根据权利要求5-8任一项所述的方法，其特征在于，s4中，晶种的添加量为脱色液中l-天冬氨酸质量的1～4％；优选地，等电点降温结晶，以1～15℃/h的速度降温至45～60℃，再以15～30℃/h的速度降温至15～30℃。

10.根据权利要求6-9任一项所述的方法，其特征在于，s5中，按照1：0.8～3的质量比将l-天冬氨酸粗品和水混合，搅拌转速为150～250rpm，升温至60～75℃，抽真空至0.01～0.085mpa，维持5～15h。

技术总结本发明公开了一种高品质L‑天冬氨酸的制备方法及杂质去除方法，是向L‑天冬氨酸酶转化液中加入浓硫酸调节pH至3.5～4.5并在调节过程中加入晶种，然后再加入稀硫酸调节pH至2.7～3.2；等电点降温结晶，通过分段调节pH并添加晶种，从而获得晶型一致的晶体，铵盐及硫酸盐等杂质晶体主要分布在L‑天冬氨酸晶体表面；再将L‑天冬氨酸晶体加入到水中，通过升温抽真空、降温离心、淋洗操作获得产品，所得产品中硫酸根和铵根离子含量低于100ppm。技术研发人员：余军,张大伟受保护的技术使用者：安徽华恒生物科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17