L-高丝氨酸的提取方法和应用

背景及概述^[1]

L-高丝氨酸（2-氨基-4-羟基丁酸）是一种非蛋白氨基酸，其衍生物不仅可以通过酶促反应转化为其他重要化工中间体，而且其衍生物具有丰富的生物活性，例如可以有效地抑制镰状红细胞、抗真菌药物。L-高丝氨酸还是合成手性除草剂--草铵膦的一种重要中间体，所以在药学和生物学等方面对L-高丝氨酸的研究越来越受到科研工作者的重视。

提取方法^[1]

一种从发酵液中提取L-高丝氨酸的方法，包括以下步骤：

步骤1、发酵液预处理：取5L上罐发酵液，高丝氨酸浓度为35g/L，发酵液调PH值为4，加入20mg/L水溶性壳聚糖絮凝剂，加热至60-80℃处理20分钟，促使水溶性杂蛋白絮凝沉淀，微滤膜除去菌体及絮凝体，获得发酵液清液4.8L，利用卷式超滤膜分离系统，截留分子量为0.5KDa，操作压力为2.0MPa，将发酵液清液中的小分子肽及短链蛋白等物质去除，收集超滤膜透过液4.7L；

步骤2、脱色：将步骤1收集的超滤膜透过液通入规格为5英寸活性炭纤维模块装置脱色，脱色温度为30℃，操作压力0.5MPa，获得脱色液4.7L，脱色液透光率为78.3%，脱色后用70℃热水通入活性炭纤维模块装置进行在线再生循环使用；

步骤3、电去离子：将步骤2中脱色液送入电去离子装置的淡室中，在30V电压下运行，连续检测淡室溶液的导电率，当导电率降到500μs/cm时停止运行，脱盐得到脱盐液，收集脱盐液4.6L；

步骤4、浓缩过滤：将步骤3得到的脱盐液减压浓缩至L-高丝氨酸含量为90%-100%时，浓缩液温度预冷至0℃，按每小时1倍体积向浓缩液中缓慢加入有机溶剂并以50r/min的速度搅拌混匀，待有机溶剂添加量达到浓缩液6倍体积时，停止搅拌育晶5小时，继续按每小时1倍体积流加有机溶剂至浓缩液10倍体积，在5℃条件下结晶16小时，抽滤烘干得到L-高丝氨酸，L-高丝氨酸为122.85g，纯度99.3%，收率为70.2%。

所述步骤1中的发酵液浓度为30-50 g/L，是利用大肠杆菌ZFgs012发酵产生，该菌株于2020年11月11日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：中国北京，保藏编号为CGMCC NO.21153，分类命名为大肠埃希氏菌 Escherichia coli。

所述步骤1中的水溶性壳聚糖絮凝剂制备步骤包括:

步骤1-1、配制质量体积比为1:10的壳聚糖溶液；

步骤1-2、加入冰乙酸调节PH值至3.8，充分搅拌并静置12h，其中壳聚糖

的脱乙酰度为95%。

所述步骤3中电去离子装置中淡室所添加的树脂为Cl型717树脂和Na型732树脂混合，浓室中加入0.02mol/L的氯化钠溶液，极室中加入0.2mol/L的硫酸钠溶液，操作电压为30V，得到的脱盐液电导率小于500μs/cm。

所述步骤4中的有机溶剂为乙醇、甲醇和丙酮中的一种。

应用^[2]

CN201810523387.7报道了一种精草铵膦的制备方法，特别涉及一种以L-高丝氨酸为原料制备精草铵膦的方法。本发明所述精草铵膦的制备方法，以从生物发酵法制得的L-高丝氨酸为起始原料，经共沸脱水、卤代等步骤制得L-3,6-双(2-卤乙基)-2,5-二酮哌嗪，并通过与甲基亚磷酸二酯进行阿布佐夫反应，再经水解反应制得精草铵膦。本发明所述精草铵膦的制备方法，相对于现有制备工艺，大大提高了精草铵膦的总收率，且工艺过程简单，适于工业化生产。

参考文献

[1] [中国发明] CN202110309816.2 从发酵液中提取L-高丝氨酸的方法

[2] CN201810523387.7一种精草铵膦的制备方法