D-亮氨酸的提纯方法

背景及概述^[1]

氨基酸是生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，能够在植物或动物组织中合成，也可由蛋白质水解得到，其在组织的代谢、生长、维护和修复过程中起重要作用。作为重要营养素，氨基酸可从食物中获取，无须通过其他辅助手段补充，但是，在特殊情况下，为了恢复体内代谢平衡，增强免疫力等，就需要额外的补充各种氨基酸。

亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸都是支链氨基酸，它们有助于训练后肌肉的恢复，控制血糖，并给身体组织提供能量。其中，D-亮氨酸是最有效的一种支链氨基酸，但是人体自己不能生产，只能通过饮食获得，但普通食品中几乎不含D-亮氨酸，D-亮氨酸多出现在细菌的肽聚糖中。因此，D-亮氨酸多通过发酵法获得。

提纯方法^[1]

发酵法生产D-亮氨酸多以葡萄糖作为营养物质，在发酵过程中，由于加入的原料糖不能全部被利用，发酵液还夹带多糖、非还原糖等不能被发酵利用的物质，因此发酵结束后，发酵液中除存在D-亮氨酸外，还有蛋白质、色素、胶体物、原料还原糖、多糖、非还原糖等，以及缬氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸等杂氨基酸。

一种D-亮氨酸的提纯方法，包括以下步骤：

取D-亮氨酸发酵液体积135L升温至80℃，搅拌状态下，保温半小时进行灭活处理，处理结束后，取样检测D-亮氨酸含量为41.89g/L，合计D-亮氨酸5.65kg，控制物料温度低于40℃，压力小于0.65MPa，流速220L/h过陶滤，除去菌渣和部分杂质，共收集陶滤液120L，取样检测滤液中D-亮氨酸浓度为40.91g/L，合计D-亮氨酸4.91kg。

将所得陶滤清液调节PH至6，70℃下进行浓缩得到浓缩液，使浓缩液中D-亮氨酸的浓度达到110g/L，向浓缩液中加入NaCl，调节浓缩液中的离子强度达到0.25mol/L后，进行梯度降温，降温速率为9℃/h，直到浓缩液温度降至15℃以下，结晶得到D-亮氨酸湿粉6.72kg；

将D-亮氨酸湿粉溶于25L的PH为9.5的氢氧化钠水溶液中，充分溶解后，补加纯化水至D-亮氨酸浓度为150g/L，此时溶液的体积为30L，向溶液中加入盐酸溶液，反调PH为6后，加入KCl调节溶液的离子强度达到0.08mol/L，以6℃/h的降温速率进行降温，当温度降至15℃时，搅拌30min进行结晶，过滤分离结晶，用与结晶质量相同的5℃的冷水对结晶进行洗涤，洗涤结束后，在80℃、真空度为-0.095MPa条件下对结晶进行干燥，最终得到4.22kgD-亮氨酸晶体。

整个提纯过程在洁净区生产，所得产品纯度为99.3％，水分含量为0.04wt％，收率为74.1％。

应用^[2-3]

CN202011126111.9报道了D-亮氨酸和氯己定组合物的应用，尤其涉及D-亮氨酸和氯己定组合物在制备预防或治疗龋病药物中的应用。本发明通过实验研究证明D-亮氨酸增强氯己定对致龋变形链球菌的杀菌作用的机制为D-亮氨酸将生物膜状态的变形链球菌转变为分散状态的浮游变形链球菌，使变形链球菌更易杀灭，从而增强氯己定对变形链球菌的杀灭作用，通过在口腔杀菌剂氯己定中添加绿色化合物D-亮氨酸，制备D-亮氨酸和氯己定组合物，杀灭致龋变形链球菌生物膜，大大降低氯己定的使用浓度，降低氯己定临床应用的不良反应，达到同等的杀菌效果，具有临床转化前景。

CN201180012935.6报道了一种处理、减少或抑制由细菌引起的生物薄膜形成的方法，所述方法包括：将物品与包含有效量的D-氨基酸的组合物接触，所述组合物实质上不包含所述对应的L-氨基酸，由此处理、减少或抑制所述生物薄膜形成，其中所述D-氨基酸选自由D-丙氨酸、D-半胱氨酸、D-天冬氨酸、D-谷氨酸、D-组氨酸、D-异亮氨酸、D-赖氨酸、D-亮氨酸、D-天冬酰胺、D-脯氨酸、D-谷氨酰胺、D-精氨酸、D-丝氨酸、D-苏氨酸、D-缬氨酸、D-色氨酸、D-酪氨酸及其组合所组成的组。

参考文献

[1] [中国发明] CN201910764076.4 一种D-亮氨酸的提纯方法

[2] CN202011126111.9D-亮氨酸和氯己定组合物的应用

[3] CN201180012935.6用于处理生物薄膜的方法和涂层