L-丙氨酸的应用

背景及概述^[1][3]

L-丙氨酸（L-Alanine），又名L-α-丙氨酸，是一种重要的天然氨基酸，是血液中含量最多的氨基酸，与糖代谢密切相关，是转氨反应中主要的氨基工体，具有重要的生理功能。它是一种营养增补剂，是多种复方氨基酸输液的主要组成部分，还可以供作医药中间体，是维生素B6的主要原料，还可作为食品添加剂，提高食品的营养价值，改善人工合成甜味剂的味感。

制备^[1]

目前L-丙氨酸的制备方法有酶法和发酵法，酶法由于能耗大、成本高、副产物多、 纯度低以及工艺控制难、环保压力大等原因，限制了大规模生产。当前发酵法生产L-丙氨酸 备受全球关注。与传统的酶法相对比，发酵法L-丙氨酸具有原料来源可再生、反应条件温 和、选择性好、副产物少、环境污染低等优点。

CN201810731711.4提供了一种从L-丙氨酸发酵液中分离纯化L-丙氨的方 法。本发明在L-丙氨酸发酵液中依次加入聚合氯化铝和聚丙烯酸钠，如图1所示，对发酵液进行萃取，可充分去除发酵液中的无机杂质、生物杂质，充分提高了产品纯度，同时具有较高的回收率，有效地减少对环境的污染。包括以下步骤：

(1)将采用发酵法制备的L-丙氨酸发酵液在温度为100℃～120℃条件下灭菌处理 0.5h；

(2)在经灭菌处理后的发酵液在温度30℃～60℃下加入聚合氯化铝粉，发酵液与 聚合氯化铝粉的重量比为100：1～2，充分搅拌10～20min，然后加入质量浓度0.1％的聚丙 烯酸钠水溶液，保持温度继续搅拌20～50min，质量浓度为0.1％的聚丙烯酸钠水溶液加入 量占发酵液重量的1％～3％，搅拌结束后过滤杂质；

(3)将过滤后的发酵液使用活性炭进行脱色；

(4)将脱色后的发酵液经减压蒸馏后得到浓缩液，将浓缩液于室温下静置10～24h 后充分结晶，过滤后得到L-丙氨酸粗产物；

(5)将L-丙氨酸粗产物用去离子水溶解，得到浓度为15％～18％的L-丙氨酸溶液， 将L-丙氨酸溶液用填有阳离子交换树脂的色谱柱进行分离纯化，且采用50％～95％乙醇溶 液作为洗脱液，色谱柱的工作温度为25℃～70℃，将分离纯化的产品烘干后得到纯度大于 99％的L-丙氨酸产品，且L-丙氨酸产品的回收率大于75％。

纯化方法^[2]

将200L L-丙氨酸发酵液通过截留分子量为100,000Da的陶瓷膜进行超滤过滤，得到L-丙氨酸超滤清液。具体工艺条件为：超滤过滤操作压力为0.15～0.80MPa，优选为0.30～0.60MPa，操作温度为10～60℃，优选为30～60℃。L-丙氨酸发酵清液初始pH为6.88，电导 率18643μS/cm，L-丙氨酸含量为13.48％，铵盐含量为4029mg/L，磷酸盐含量为2166mg/L，钙盐含量为1342mg/L，镁盐含量为1581mg/L。

取20L L-丙氨酸超滤清液作为淡化液注入淡水室内，浓水室初始溶液为15L 0.05％Na₂SO₄溶液，极水室初始溶液为10L 2％Na₂SO₄溶液。启动浓水泵、淡水泵和极水泵，调节浓、淡水流量为1300L/h，极水流量为1500L/h，并保持浓水室、淡水室和极水室压力平衡；将超滤透析液在电流密度为120A/m²条件下电渗析处理至膜堆电压稳定在35V，脱盐处理至电导率为3000～4000μS/cm；电渗析使用的膜堆由46对均相阴离子交换膜和均相阳离子交换膜组成，单对膜有效膜面积为0.051m²。

L-丙氨酸电渗析所得处理液分析：pH为6.42，电导率为3280μS/cm，为初始电导率 的17.77％，L-丙氨酸含量为12.32％，丙氨酸收率为91.39％，铵盐含量为545mg/L，磷酸盐为332mg/L，钙盐含量为262mg/L，镁盐含量为284mg/L，脱盐率为84.39％。

母液处理^[3]

一种L-丙氨酸废母液的处理方法，包括以下步骤：

步骤1：取L-丙氨酸废母液，在室温条件下调节其PH值至5-7，加入一定量的膨润土进行 吸附，搅拌一定时间后，再加入一定量的无机絮凝剂进行絮凝；

步骤2：将吸附-絮凝后的L-丙氨酸废母液进行搅拌、沉淀处理；

步骤3：将搅拌、沉淀处理后的L-丙氨酸废母液放入预涂层真空转鼓过滤设备中进行分 离，得吸附-絮凝澄清液；

步骤4：将澄清液在75℃温度下进行浓缩，直至澄清液中干物质含量达到55-65%；再将 降温至20℃进行结晶洗涤；

步骤5：结晶洗涤结束后，将结晶体与结晶母液进行分离；

步骤6：将分离出来的结晶体在60℃温度下烘干，既得L-丙氨酸。

主要参考资料

[1] CN201810731711.4 一种从L-丙氨酸发酵液中分离纯化L-丙氨酸的方法

[2] CN201611164589.4 一种去除L-丙氨酸发酵料液中无机盐的方法

[3] CN201710410682.7 一种L-丙氨酸废母液的处理方法