微生物酶消旋生产dl-丙氨酸的方法
技术领域：
本发明涉及一种生产DL-丙氨酸的方法。
技术背景目前，国内外DL-氨基丙酸的生产工艺主要有用乙醛与氰氢酸反应，生成 氰醇，在与氨反应得到氨基氰，氨基氰在碱性条件下水解，生成氨基酸钠，在经 离子交换制得氨基丙酸粗品，用水或乙醇重结晶得到成品。也有用乙醚、氯化铵、 氰化钠等原料合成氨基丙酸。但这些合成方法都用到氰化物，有剧毒，条件困难， 三废问题严重，且合成路线长，收率低。另外还可以用氯化法生产氨基丙酸，该 法是利用丙酸氯化制得氯代丙酸，在氨化后得到氨基酸产品，但此法原料价格昂 贵，成本高，且有氯化反应，对设备腐蚀严重，分离副产物氯化铵难，产品质量，同时存在难处理的"三废"问题。具体情况如下1、 Strecker法该法以氨或氯化铵与乙醛反应，经氰化，酸解，离子交换提取后得氨基丙酸， 收率52-56%。该法缺点使用剧度化工原料氰化物，合成路线长，反应混合液含有大量氨离子、氯离子，分离精致困难，产品生产成本高，污染严重，设备条件要求高。2、 Buchere法该法为的改进，以氰化钠和碳酸氨与乙醛反应，得中间体己内酰脲，经碱分 解、离子交换提取，收率70%该法缺点使用剧度化工原料氰化物，合成路线长，反应混合液含有大量氨 离子、钠离子，分离精致困难，产品生产成本高，产品生产成本高，污染严重， 设备条件要求高。3、 a-^f代羧酸氨化法采用丙酸在三氯化磷催化剂存在下，在105通氯气反应制得a-氯丙酸。以a-氯代丙酸原料，经氨化制得DL-氨基丙酸。目前我国均采用此法。该法缺点使用危险品氯气，生产过程有副产品盐酸，产物含大量氯化铵， 需用离子交换方法去处，产品质量不稳定生产，生产成本高，污染严重。发明内容本发明的目的是提供一种原料易得，生产过程简单，条件温和，能大幅度降 低DL-丙氨酸生产成本的生产DL-丙氨酸方法。 本发明是通过以下技术方案实现的微生物酶消旋生产DL-丙氨酸的方法，包括以下步骤配制培养基，作为微 生物培养基的碳源是L-乳酸、甘油、或L-丙氨酸，比例为10-50g/L，以蛋白胨 或酵母提取物为氮源，比例为5-40g/L,培养基中加入玉米浆比例为5-50g/L， 用氨水或硫酸调整培养基PH值到7 14，分装入烧瓶中，将保存在斜面上的微 生物用接种环挑取一环接入上述培养基中，使用旋转震荡器，在2(TC 4(TC、 90rpm 130rpm下培养12 48小时，合并上述细胞培养液，加入到底物溶液中， 维持反应温度20 40度，Ffl值6 9，反应过程每小时用旋光仪测量反应体系比 旋光度，待比旋光度为零时，继续反应0.5 2小时，升温至6(TC 10(TC，加 入活性碳脱色30分钟，抽滤，用旋转薄膜蒸发器真空浓縮结晶，得Dl-丙氨酸精制品。微生物酶消旋生产DL-丙氨酸的方法，所述合并上述细胞培养液后，得到得 到一级种子细胞悬液，配制含蛋白胨20g/L，酵母提取物20g/L， L-乳酸20g/L， 氯化钠5g/L ，玉米浆干粉5g/L ，硫酸镁0. 2g/L，磷酸二氢钾lg/L、 L-丙氨酸 5g/L的发酵液io升，调整整ra值7,将培养基加到有效容积10升的发酵罐中， 115'C高压灭菌15-20分钟。冷却至30°C，接入上述一级种子细胞悬液400毫升。 每分钟通入无菌空气2升，培养24小时，得细胞培养液10升，加入到100升含 有20公斤底物溶液中，维持反应温度40度，PH值8，反应过程每小时用旋光仪 测量反应体系比旋光度，待比旋光度为零时，继续反应1小时，升温至8(TC， 加入300g活性碳脱色30分钟，抽滤，真空浓縮结晶，得Dl-丙氨酸精制品。微生物酶消旋生产DL-丙氨酸的方法，所述的底物溶液为L-丙氨酸水溶液。 微生物酶消旋生产DL-丙氨酸的方法，将培养基分装入烧瓶中后，将上述培养基在121。C高压灭菌15分钟，冷却到30°C。微生物酶消旋生产DL-丙氨酸的方法，所述的微生物为大肠杆菌，或假单胞菌，或酪酸梭状芽孢杆菌，或胚芽乳杆菌，或尿葡萄球菌，或酵母，或霉菌或丝状真菌。微生物酶消旋生产DL-丙氨酸的方法，所述丙氨酸水溶液的浓度为 10-160g/L。微生物酶消旋生产DL-丙氨酸的方法，所述L-丙氨酸水溶液最佳PH值为8， 调节PH值的物质为氢氧化钠或氨。微生物酶消旋生产DL-丙氨酸的方法，所述的微生物为大肠杆菌。微生物酶消旋生产DL-丙氨酸的方法，所述的使用旋转震荡器震荡后，在30 °C、 110rpm下培养24小时。本发明采用微生物酶消旋生产DL-丙氨酸，无需用到氰化物，避免了氰化物 的剧毒，不会产生污染，同时本发明所述的生产方法所使用的原料价格均较低， 使得整体生产成本较低。本发明经过简单的脱色、过滤、重结晶就可以达到精制 提纯的目的，其生产工艺简单易行，产品化学纯度高，比旋光度为0，制造成本 低。
具体实施方式
实施例1:配制含有蛋白胨20g/L， L-乳酸15g/L，氯化钠5g/L ，玉米浆干粉18g/L甘 油5g/L ，硫酸镁0. 2g/L，磷酸二氢钾lg/L的培养基1升，用氨水或硫酸调整 PH值到7左右，分装入1000毫升三角烧瓶中，每瓶装液量250毫升。将上述培 养基121。C高压灭菌15分钟。冷却到3CTC，将保存在斜面上的大肠杆菌用d) lmm 接种环挑取一环接入上述培养基中。使用旋转震荡器，在30。C、 llOrpm下培养 24小时。合并上述细胞培养液1升，加入到10升含有1600gL-丙氨酸的底物溶液中， 维持反应温度37度，PH值8。反应过程每小时用旋光仪测量反应体系比旋光度， 待比旋光度为零时，继续反应1小时。升温至8Q。C，加入30g活性碳脱色30分钟，抽滤。用旋转薄膜蒸发器真空浓縮结晶，得D1-丙氨酸精制品1200g，25'C母 液2升。产品比旋光度为0，化学纯度99. 6%。 实施例2配制含有蛋白胨20g/L，酵母膏20g/L ， L-丙氨酸20g/L，氯化钠5g/L ， 玉米浆干粉18g/L ，硫酸镁0. 2g/L，磷酸二氢钾lg/L的一级培养基150毫升， 用氨水或硫酸调整PH值到7左右，分装入500毫升三角烧瓶中，每瓶装液量150 毫升。将上述培养基12rC高压灭菌15分钟。冷却到37。C，将保存在斜面上的 大肠杆菌用(i)lmin接种环挑去一环接入上述培养基中。使用旋转震荡器，在30， 110rpm下培养16小时，得到一级种子细胞悬液400毫升。配制含蛋白胨20g/L (折干)，酵母提取物20g/L， L-乳酸20g/L,氯化钠 5g/L ，玉米浆干粉5g/L ，硫酸镁0. 2g/L，磷酸二氢钾lg/L、 L-丙氨酸5g/L的发酵液io升，调整整ra值7左右，将上述培养基加到有效容积10升的发酵罐 中，115。C高压灭菌15-20分钟。冷却至30。C，接入上述一级种子细胞悬液400 毫升。每分钟通入无菌空气2升，培养24小时。上述细胞培养液10升，加入到100升含有20公斤L-丙氨酸的底物溶液中， 维持反应温度40度，PH值8。反应过程每小时用旋光仪测量反应体系比旋光度， 待比旋光度为零时，继续反应l小时。升温至8(TC，加入300g活性碳脱色30 分钟，抽滤。真空浓縮结晶，得D1-丙氨酸精制品18公斤，25。C母液10升。产 品比旋光度为0，化学纯度99. 6%。
权利要求
1、微生物酶消旋生产DL-丙氨酸的方法，其特征在于包括以下步骤配制培养基，作为微生物培养基的碳源是L-乳酸、甘油、或L-丙氨酸，比例为10-50g/L，以蛋白胨或酵母提取物为氮源，比例为5-40g/L，培养基中加入玉米浆比例为5-50g/L，用氨水或硫酸调整培养基PH值到7～14，分装入烧瓶中，将保存在斜面上的微生物用接种环挑取一环接入上述培养基中，使用旋转震荡器，在20℃～40℃、90rpm～130rpm下培养12～48小时，合并上述细胞培养液，加入到底物溶液中，维持反应温度20～40度，PH值6～9，反应过程每小时用旋光仪测量反应体系比旋光度，待比旋光度为零时，继续反应0.5～2小时，升温至60℃～100℃，加入活性碳脱色30分钟，抽滤，用旋转薄膜蒸发器真空浓缩结晶，得Dl-丙氨酸精制品。
2、 根据权利要求1所述的微生物酶消旋生产DL-丙氨酸的方法，其特征在于所 述合并上述细胞培养液后，得到一级种子细胞悬液，配制含蛋白胨20g/L，酵母 提取物20g/L， L-乳酸20g/L，氯化钠5g/L ，玉米浆干粉5g/L ，硫酸镁0. 2g/L， 磷酸二氢钾lg/L、 L-丙氨酸5g/L的发酵液10升，调整ra值7，将培养基加到 有效容积IO升的发酵罐中，115'C高压灭菌15-20分钟，冷却至30。C，接入上 述一级种子细胞悬液400毫升，每分钟通入无菌空气2升，培养24小时，得细 胞培养液10升，加入到100升含有20公斤底物溶液中，维持反应温度40度， PH值8，反应过程每小时用旋光仪测量反应体系比旋光度，待比旋光度为零时， 继续反应l小时，升温至8(TC，加入300g活性碳脱色30分钟，抽滤，真空浓 縮结晶，得Dl-丙氨酸精制品。
3、 根据权利要求1或2所述的微生物酶消埤生产DL-丙氨酸的方法，其特征在 于所述的底物溶液为L-丙氨酸水溶液。
4、 根据权利要求1所述的微生物酶消旋生产DL-丙氨酸的方法，其特征在于将 培养基分装入烧瓶中后，将上述培养基12rC高压灭菌15分钟，冷却到3(TC。
5、 根据权利要求1所述的微生物酶消旋生产DL-丙氨酸的方法，其特征在于所 述的微生物为大肠杆菌，或假单胞菌，或酪酸梭状芽孢杆菌，或胚芽乳杆菌， 或尿葡萄球菌，或酵母，或霉菌或丝状真菌。
6、 根据权利要求3所述的微生物酶消旋生产DL-丙氨酸的方法，其特征在于所述丙氨酸水溶液的浓度为10_160g/L。
7、 根据权利要求3所述的微生物酶消旋生产DL-丙氨酸的方法，其特征在于所 述丙氨酸水溶液最佳PH值为8，调节PH值的物质为氢氧化钠或氨。
8、 根据权利要求5所述的微生物酶消旋生产DL-丙氨酸的方法，其特征在于所 述的微生物为大肠杆菌。
9、 根据权利要求1所述的微生物酶消旋生产DL-丙氨酸的方法,其特征在于所 述的使用旋转震荡器震荡后，在3(TC、 110rpm下培养24小时。
全文摘要
本发明涉及微生物酶消旋生产DL-丙氨酸的方法，包括以下步骤配制培养基，用氨水或硫酸调整培养基pH值到8，分装入烧瓶中，将保存在斜面上的微生物用接种环挑取一环接入上述培养基中，使用旋转震荡器，在30℃、110rpm下培养24小时，合并上述细胞培养液，加入到底物溶液中，维持反应温度30度，pH值7，反应过程每小时用旋光仪测量反应体系比旋光度，待比旋光度为零时，继续反应，并升温至，加入活性碳脱色30分钟，抽滤，用旋转薄膜蒸发器真空浓缩结晶，得Dl-丙氨酸精制品。本发明生产方法原料易得，生产过程简单，条件温和，能大幅度降低DL-丙氨酸生产成本。
文档编号C12R1/38GK101575624SQ200910117008
公开日2009年11月11日 申请日期2009年6月3日 优先权日2009年6月3日
发明者尹若春, 勇 黄, 黄建坡 申请人:淮北新旗氨基酸有限公司
文档序号 :
【 592127 】
技术研发人员：黄建坡,黄勇,尹若春
技术所有人：淮北新旗氨基酸有限公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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