一種從蛋白質水解液中分離提取氨基酸產品的方法及其設備的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種從蛋白質水解液中分離提取氨基酸產品的方法及其設備，包括如下步驟：將氨基酸混合溶液，用水稀釋，使其流經Ⅰ型柱，水洗，再用乙醇鹽酸混合溶液流經該色層柱，合并水洗液和乙醇鹽酸混合溶液并將所得收集液調至pH值5.0~6.0，過濾得到酪氨酸，再將濾液用堿中和至pH值大于7.0，將其流經Ⅲ型柱，分離得到苯丙氨酸、酪氨酸和/或色氨酸；將流過Ⅰ型柱的氨基酸混合溶液的pH值調為大于7.0，使其流經Ⅱ型柱，而后依次采用水洗、鹽酸解脫，分段收集洗滌液得到亮組份、脯組份、丙組份分離溶液；再對這些分離溶液作后續分離即得全部氨基酸產品，該方法能夠增加單一氨基酸品種數和收得率，分離提取中的水體能夠循環使用，且廢水符合環保排放要求。
【專利說明】一種從蛋白質水解液中分離提取氨基酸產品的方法及其設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種從蛋白質水解液中分離提取氨基酸產品的方法及其設備。
【背景技術】
[0002]目前制備氨基酸產品的方法主要為水解蛋白質法和微生物發酵法，這兩種制備氨基酸產品的方法都是在大量水體中進行的，因此，如果從蛋白質水解液中僅提取分離部分氨基酸產品，則帶有氨基酸產品的廢水在排放過程中就會嚴重污染周邊環境，達不到環保排放的要求。
[0003]另外，由于各種氨基酸產品在理化性質上近似、甚至相等，在分離提取過程中，它們彼此之間會相互干擾，妨礙著人們將全部氨基酸產品分離提取出來的進程。也正因為這種原因，使大量的動物附帶生成蛋白質資源如毛發、羽毛、皮革邊角廢料、動物血、魚鱗、骨等蛋白質資源，以及含有不同毒素的植物油餅柏，諸如菜籽餅柏、棉籽餅柏、茶籽餅柏、蓖麻餅柏、亞麻餅柏等蛋白質得不到充分利用，只能低價值用作肥田。
[0004]鑒于上述困境，鄒學滿先生早在1985年登載在《氨基酸雜志》的“關于活性炭吸附氨基酸的研究”中比較研究了各種氨基酸物質分子在水溶液狀態下被活性炭吸附的具體情況:采用活性炭物質對各種氨基酸產品的吸附分離作用，是緣于活性炭物質對各種氨基酸物質分子的吸附力的大小而實現的；中國專利200710031199.4提供了一種從蛋白質水解液中一次性分離15種氨基酸的方法，能夠從蛋白質水解液中分離提取出大部分水解轉化生成的氨基酸物質成為產品，但還不是全部所轉化生成的氨基酸產品。在任何蛋白質的氨基酸分子構成上，芳香族氨基酸物質(苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸)占有相當大的比例，但是在該專利中，沒有包含芳香族氨基酸物質的分離提取。
【發明內容】
[0005]本發明的目的旨在提供一種能夠增加單一氨基酸品種數和收得率，分離提取中的水體能夠循環使用，且廢水符合環保排放要求的從蛋白質水解液中分離提取氨基酸產品的方法。
[0006]本發明的另一目的是提供上述從蛋白質水解液中分離提取氨基酸產品的方法的設備。
[0007]本發明是通過如下技術方案來實現的:
一種從蛋白質水解液中分離提取氨基酸產品的方法，包括如下步驟:首先將蛋白質加酸加熱或加蛋白酶水解而獲取氨基酸混合溶液，用水稀釋，使其流經I型活性炭吸附色層柱，用水洗滌該色層柱，再用乙醇鹽酸混合溶液流經該色層柱，合并水洗液和乙醇鹽酸混合溶液洗后的洗液得到收集液，蒸餾回收乙醇后，將所得收集液用堿中和至pH值5.(Te.0，靜置結晶，離心過 濾得到大部分沉淀的酪氨酸，再將離心過濾含有酪氨酸和苯丙氨酸的濾液用堿中和至pH值大于7.0，將其流經III型活性炭吸附色層柱，分離得到苯丙氨酸、酪氨酸和/或色氨酸；將流過I型活性炭吸附色層柱的氨基酸混合溶液的pH值調為大于7.0，使其流經II型活性炭吸附色層柱，而后依次采用水洗、鹽酸解脫，分段收集洗滌液得到亮組份、脯組份、丙組份分離溶液；最后對這些分離溶液作后續分離即得胱氨酸、精氨酸、組氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、脯氨酸、纈氨酸、賴氨酸、天門冬氨酸、谷氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、丙氨酸和甘氨酸。
[0008]優選地，還包括將流過I型活性炭吸附色層柱的氨基酸混合溶液用lOmol/L的氨水調PH值至4.8^5.0，沉淀得到胱氨酸的步驟。
[0009]所述流經II型活性炭吸附色層柱得到的脯組份分離溶液的pH值調為9.0-10.0,使其流經直徑為ri5cm，高為2(T200cm的陰離子樹脂柱進行分離、水洗、鹽酸解脫，蒸發濃縮，分離得到脯氨酸、纈氨酸和賴氨酸。
[0010]所述流經II型活性炭吸附色層柱得到的丙組份分離溶液的pH值調為9.0-10.0,使其流經直徑為415cm，高為2(T200cm的陰離子樹脂柱進行分離，水洗、鹽酸解脫，分段收集洗滌液而得到甘氨酸和丙氨酸、絲氨酸和蘇氨酸、天門冬氨酸和谷氨酸三個組份分離溶液；而后將其調至PH值3.2飛.2，再將三個組份分離溶液分別各自獨立流經直徑為0.5^8.0m、高1.0πm88.0m的III型活性炭吸附色層柱，蒸發濃縮，分段收集得到甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、天門冬氨酸和谷氨酸。
[0011]所述流經II型活性炭吸附色層柱得到的亮組份分離溶液，讓其流經直徑為ri5cm，高為2(T200cm的陽離子樹脂柱，用氨水解脫，分離得到蛋氨酸、胱氨酸、精氨酸、組氨酸；其余的亮組份和異亮氨酸的分離溶液用堿調PH值至6.0-6.5，讓其流經直徑為
0.5^8.0m、高1.0πm88.0m的III型活性炭吸附色層柱后，分離得到亮氨酸，異亮氨酸。
[0012]其中，所述分離提取中的待測氨基酸溶液可以采用如下化學檢驗分析方法:將待測氨基酸溶液點樣于型號為新華I號或者2號的濾紙上，吹干后，置于層析缸內層析；層析到位的濾紙被取出，置于80°C烘箱內烘干展開劑(正丁醇:甲酸:水=15: 3: 2)，然后涂上顯色劑(I克吲哚醌溶解于IOmL水醋酸，再用IOOmL無水乙醇稀釋而成)，在80°C烘箱內顯色，并以退色劑(60克9個結晶水的硅酸鈉溶解20%濃度的無水碳酸鈉溶解中，于100°C條件維持10小時以上，溶解而成)涂抹所述濾紙背景面，退去吲哚醌的色素痕跡，使氨基酸物質的層析斑點更加清晰作為分析判斷依據進行判斷。
[0013]所述蛋白質選自骨膠、人和動物自然長成的頭發、屠宰動物所得的豬毛、羊毛、馬毛、鴨毛、血蛋白質、蠶蛹、魚體；或者含有各種不同毒素的棉籽餅柏、菜籽餅柏、茶籽餅柏、蓖麻餅柏、亞麻餅柏的一種或幾種。
[0014]所述將蛋白質加酸加熱水解所用的酸為6~10mol/L的濃鹽酸，加溫溫度為11(T125°C，水解時間為7~20小時；所述將蛋白質加蛋白酶水解所用的酶為500單位/mL的細菌蛋白酶、400單位/mL的霉菌蛋白酶和50單位/mL的木瓜蛋白酶，酶解溫度為3(T40°C，酶解時間為2飛小時。
[0015]所述乙醇鹽酸混合溶液為0.lmol/L的鹽酸配置成50%乙醇濃度的混合溶液；所述堿為2.0moI/L氨水或2.0moI/L氫氧化鈉；所述鹽酸為0.lmol/L鹽酸。
[0016]所述I型活性炭吸附色層柱為直徑為0.5^8.0m、高1.0πm28.0m,內裝顆粒狀活性炭質體的吸附色層柱；所述II型活性炭吸附色層柱為直徑為0.5^8.0m、高1.0πm48.0m,內裝顆粒狀活性炭質體的吸附色層柱；所述III型活性炭吸附色層柱為直徑為0.5^8.0m、高1.0M-88.0m,內裝顆粒狀活性炭質體的吸附色層柱。
[0017]其中，顆粒狀活性炭質體是以特質木材、特質木質素構成的果仁殼、椰子殼等木質材料炭化加工而成的活性炭作為分離介質，具有耐磨性，強吸附能力；是選自天津光華晶科環保科技有限公司生產的味精脫色系列活性炭，型號為GH-15 (杏)，其物理性質為:比表面積(N2BET 法)1000-1200m2/g ;總孔容積 0.9ml/g ;中孔容積 0.2ml/g，微孔容積 0.45ml/g,真比重2g/ml，比熱0.24cal/g °C，著火點≥450°C ;技術指標為粒度(GB/T6003.1-1997)≤2%，醋酸吸附值≥ 370mg/g，平均粒徑 0.55-0.60mm，強度(GB/T13803.5-1999)≥ 72%，鐵含量≤0.15%，充填比重0.4-0.5g/ml，干燥減重≤10%，灰分≤4，pH值4-7。
[0018]一種從蛋白質水解液中分離提取氨基酸產品的方法的設備，包括:用于將蛋白質加酸加熱酸解或加蛋白酶水解而獲取氨基酸混合溶液的反應釜I;連接反應釜，用于存儲氨基酸混合溶液的第一儲液缸2，第一儲液缸2設置有進水口，可加入水稀釋其內的氨基酸混合溶液；I型活性炭吸附色層柱3的入口連通第一儲液缸5，其出口分別連通有第一收集缸4和第二儲液缸5，I型活性炭吸附色層柱3還設置有進水和乙醇鹽酸混合溶液的入口，由其先后加入水、乙醇鹽酸混合溶液對I型活性炭吸附色層柱進行解脫；所述第一收集缸4用于收集水洗液和乙醇鹽酸混合溶液洗后的洗液，第一收集缸4的出口連通有蒸餾器5，用于將水洗液和乙醇鹽酸混合溶液洗后的洗液中的乙醇蒸餾回收，蒸餾器5連接結晶缸6，蒸餾后的溶液流入結晶缸中，所述結晶缸6設置有加氨水的入口，通過加入的氨水將結晶缸內溶液的PH調至5.0-6.0之間，使溶液中的部分酪氨酸結晶析出；離心機7的入口連通結晶缸6的出口，用于分離得到結晶的固態酪氨酸；離心機7的出口連通有用于存儲離心分離得到濾液的第三儲液缸8，第三儲液缸8的入口同樣設置氨水入口，通過加入氨水將pH值調至大于7.0，第一III型活性炭吸附色層柱9的入口連通有所述第三儲液缸8，通過第一III型活性炭吸附色層柱分離得到苯丙氨酸、酪氨酸和/或色氨酸；所述第二儲液缸5設置有氨水入口，通過氨水將PH值調至大于 7.0, II型活性炭吸附色層柱10的入口連通有所述第二儲液缸5，II型活性炭吸附色層柱10還設置有進水、鹽酸的入口，由其可先后加入水、鹽酸對II型活性炭吸附色層柱解脫，分離得到亮組份分離溶液、脯組份分離溶液和丙組份分離溶液；第四儲液缸11用于收集亮組份的分離溶液，第四儲液缸11的出口連通陽離子樹脂柱12的入口 ；所述陽離子樹脂柱12還設置有氨水入口，由其加入氨水對陽離子樹脂柱解脫，分離得到蛋氨酸、胱氨酸、精氨酸、組氨酸、以及亮氨酸和異亮氨酸分離溶液；第七儲液缸13用于收集亮氨酸和異亮氨酸分離溶液,第七儲液缸13設置有氨水入口，通過加入氨水將PH值調至6.(Te.5 ;第二III型活性炭吸附色層柱14的入口連通有第七儲液缸，用于分離得到亮氨酸、異亮氨酸；第五儲液缸15用于收集儲脯組份分離溶液，第五儲液缸設置有氨水入口，通過加入氨水將PH值調至9.0-10.0，所述第五儲液缸15的出口連通有第一陰離子樹脂柱16的入口，所述第一陰離子樹脂柱16還設置有水、鹽酸的入口，由其先后加入水、鹽酸對第一陰離子樹脂柱解脫，分離得到脯氨酸、纈氨酸、賴氨酸；第六儲液缸17用于收集丙組份分離溶液，第六儲液缸17設置有氨水入口，通過加入氨水將pH值調至9.(Tl0.0,所述第六儲液缸17的出口連通有第二陰離子樹脂柱18的入口，所述第二陰離子樹脂柱18還設置有進水、鹽酸的入口，由其先后加入水、鹽酸對第二陰離子樹脂柱解脫分離得到甘氨酸和丙氨酸的分離溶液、絲氨酸和蘇氨酸的分離溶液、天門冬氨酸和谷氨酸的分離溶液；第八儲液缸19用于收集甘氨酸和丙氨酸的分離溶液，第八儲液缸19設置有鹽酸入口，通過加入鹽酸將PH值調至3.2飛.2，第三III型活性炭吸附色層柱20的入口連通有第八儲液缸，用于分離得到甘氨酸、丙氨酸；第九儲液缸21用于收集絲氨酸和蘇氨酸的分離溶液，第九儲液缸21設置有鹽酸入口，通過加入鹽酸將PH值調至3.2飛.2 ;第四III型活性炭吸附色層柱22的入口連通第九儲液缸21，用于分離得到絲氨酸、蘇氨酸；第十儲液缸23用于收集天門冬氨酸和谷氨酸的分離溶液，第十儲液缸23設置有鹽酸入口，通過加入鹽酸將pH值調至3.2飛.2，第五III型活性炭吸附色層柱24的入口連通第十儲液缸23，用于分離得到天門冬氨酸、谷氨酸。
[0019]其中，一種從蛋白質水解液中分離提取氨基酸產品的方法的設備中所涉及的I型活性炭吸附色層柱為直徑為0.5^8.0m、高1.0m~28.0m,內裝顆粒狀活性炭質體的吸附色層柱；所述II型活性炭吸附色層柱為直徑為0.5^8.0m、高1.0m~48.0m,內裝顆粒狀活性炭質體的吸附色層柱；所述III型活性炭吸附色層柱為直徑為0.5^8.0m、高1.0m~88.0m,內裝顆粒狀活性炭質體的吸附色層柱。
[0020]與現有技術相比，本發明具有如下有益效果:
1)本發明的從蛋白質水解液中分離提取氨基酸產品的方法，首先，能夠徹底將任何蛋白質加酸加熱或酶法水解所轉化生成的氨基酸混合溶液全部分離提取成氨基酸產品，收得率高；且使得被分離提取出全部氨基酸產品之后的廢水中不含有任何氨基酸物質，環保排放指標中的氨氮指標符合環保排放要求；
2)本發明的從蛋白質水解液中分離提取氨基酸產品的方法，在分離提取過程中采用短程、長程和超長程活性活性炭吸附色層柱的串聯和/或并聯組合利用，能夠擴大相關氨基酸產品的分離度，達到較好的分離效果；
3)本發明的從蛋白質水解液中分離提取氨基酸產品的方法，在分離提取過程中，氨基酸存在的水解液和分離提取過程中添加的水體，在被分離提取出全部氨基酸產品后，可進入循環用水蓄水池，被再次循環使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為用于分離得到苯丙氨酸、酪氨酸和/或色氨酸以及分離得到亮組份、脯組份、丙組份分離溶液的設備的示意圖。
[0022]圖2為用于分離亮組份分離溶液得到蛋氨酸、胱氨酸、精氨酸、組氨酸、亮氨酸、異亮氨酸的設備的示意圖。
[0023]圖3為用于分離脯組份分離溶液得到脯氨酸、纈氨酸和賴氨酸的設備的示意圖。
[0024]圖4為用于分離丙組份分離溶液得到甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、天門冬氨酸和谷氨酸的設備的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面通過【具體實施方式】來進一步說明本發明，以下實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受下述實施例的限制。
[0026]實施例1
以100克豬血粉蛋白質置于800mL圓底燒瓶中，加入300mL 6mol/L的濃鹽酸，加溫至110°C以上，水解20小時，收集蛋白質水解液，用清水稀釋，讓其流經一條直徑為10cm，高15cm，內裝顆粒狀活性炭質體的I型活性炭吸附色層柱，再用清水洗滌該色層柱，并用0.lmol/L的鹽酸配置成50%乙醇濃度的乙醇鹽酸混合溶液流經該色層柱后，再用清水洗滌該色層柱，合并水洗液和乙醇鹽酸混合溶液洗后的洗液得到收集液，蒸餾回收乙醇后，得到150mL蛋白質濃縮液和128mL體積百分比小于30%的乙醇溶液，接著用2mol/L的氨水溶液調蛋白質濃縮液的PH值至5.6，靜置結晶，離心過濾得到酪氨酸2.6克；再將離心過濾含有酪氨酸和苯丙氨酸的濾液用2mol/L氨水調pH值大于7.0，并讓它流過一條直徑為10cm，高200cm，內裝顆粒狀活性炭質體的III型活性炭吸附色層柱，繼續加入2mol/L氨水，蒸發濃縮，得到苯丙氨酸6.8克，兩次合并后的酪氨酸2.8克；將流過I型活性炭吸附色層柱的氨基酸混合溶液用2mol/L氨水調pH值至7.6^7.8，使其流經一條直徑為10cm，高120cm，內裝顆粒狀活性炭質體的II型活性炭吸附色層柱，用清水洗滌，并用0.lmol/L鹽酸洗滌，分段收集流經該II型活性炭吸附色層柱的溶液，分別得到丙組份的分離溶液、脯組份的分離溶液、亮組份的分離溶液；
將所述流經II型活性炭吸附色層柱得到的亮組份的分離溶液用0.lmol/L鹽酸解脫，讓其流經直徑為10cm，高為150cm的陽離子樹脂柱，用氨水解脫，蒸發濃縮，得到蛋氨酸0.5克，胱氨酸0.8克，精氨酸3.3克，組氨酸0.65克；用鄰二甲苯-4-磺酸沉淀出亮氨酸9克，剩下的混合液用2mol/L氨水調至pH值至6.1,讓它流經直徑為IOcm,高200cm,內裝顆粒狀活性炭質體的III型活性炭吸附色層柱后，蒸發濃縮，得到亮氨酸2.1克，異亮氨酸0.8克；
再將所述流經II型活性炭吸附色層柱得到的脯組份分離溶液的PH值調為9.0-10.0，使其流經直徑為ri5cm，高為2(T200cm的陰離子樹脂柱、用清水洗滌、并用0.lmol/L鹽酸解脫，蒸發濃縮，得到纈氨酸7.9克,脯氨酸4.0克,賴氨酸7.8克；
最后將所述流經II型活性炭吸附色層柱得到的丙組份分離溶液的pH值調為
9.0-10.0，使其流經直徑為10cm，高為150cm的陰離子樹脂柱，水洗、鹽酸解脫，分段收集洗滌液而得到甘氨酸和丙氨酸、絲氨酸和蘇氨酸、天門冬氨酸和谷氨酸三個組份分離溶液；而后分別將甘氨酸和丙氨酸分離溶液調至PH值至6.0 ;絲氨酸和蘇氨酸分離溶液調至pH值至6.2 ;天門冬氨酸和谷氨酸分離溶液調至pH值至3.22，再將三個組份分離溶液分別各自獨立流經直徑為10cm，高200cm，內裝顆粒狀活性炭質體的III型活性炭吸附色層柱，蒸發濃縮，得到天門冬氨酸9.8克、谷氨酸8.8克、甘氨酸3.4克、丙氨酸6.7克、絲氨酸4.2克、蘇氨酸2.8克；以上17種單一氨基酸總量為88.0克，收得率為88.0%。
[0027]實施例2
以100克鴨毛置于800mL圓底燒瓶中，加入200mL IOmoI/L的濃鹽酸，加溫至110°C以上，水解7小時收集蛋白質水解液，用清水稀釋，讓其流經一條直徑為10cm，高15cm，內裝顆粒狀活性炭質體的I型活性炭吸附色層柱，再用清水洗滌該色層柱，并用0.lmol/L的鹽酸配置成50%乙醇濃度的乙醇鹽酸混合溶液流經該色層柱后，再用清水洗滌該色層柱，合并水洗液和乙醇鹽酸混合溶液洗后的洗液得到收集液，蒸餾回收乙醇后，得到150mL蛋白質濃縮液，接著用2mol/L的氨水溶液調蛋白質濃縮液的pH值至5.6，靜置結晶，過濾得到酪氨酸粗品；再將含有酪氨酸和苯丙氨酸的濾液用2mol/L氨水稀釋成1.5-1.8mol/L的氨水溶液，并讓它流過一條(同實例I)的III型活性炭吸附色層柱，繼續加入2mol/L氨水，蒸發濃縮，得到苯丙氨酸4克，兩次合并后的酪氨酸3.2克；將流過I型活性炭吸附色層柱的氨基酸混合溶液用lOmol/L氨水調pH值至4.8^5.0，沉淀得到胱氨酸粗品；將流過I型活性炭吸附色層柱的氨基酸混合溶液用2mol/L氨水調pH值至7.6^7.8，使其流經一條直徑為10cm，高120cm，內裝顆粒狀活性炭質體的II型活性炭吸附色層柱，用清水洗滌，并用0.lmol/L鹽酸洗滌，分段收集流經該II型活性炭吸附色層柱的溶液，分別得到丙組份、脯組份、亮組份的氨基酸分離溶液；
采用實施例1的分離亮組份、丙組份、脯組份的氨基酸分離溶液的方法，得到蛋氨酸0.37克，胱氨酸10.5克，精氨酸3.8克，組氨酸0.45克，亮氨酸4.9克，異亮氨酸1.9克；纈氨酸3.4克,脯氨酸7.1克,賴氨酸鹽酸鹽1.1克；天門冬氨酸4.9克,谷氨酸6.7克，甘氨酸5.9克，丙氨酸2.9克，絲氨酸9.7克，蘇氨酸3.1克；從上述100克鴨毛水解液一共分離出17種單一氨基酸總量為77.42克，收得率為77.42%。
[0028]實施例3
以100克未脫皮的菜籽餅柏置于800mL圓底燒瓶，加入300mL清水浸泡6小時，并磨成漿糊，收集菜籽餅柏漿料，調PH值至7.0，加入500單位/mL細菌蛋白酶于40°C水解3小時，升溫至100°C保持0.5小時，滅酶，調pH值至5.0，加入400單位/mL霉菌蛋白酶于32°C水解3小時，升溫至100°C保持0.5小時，滅酶；再加入50單位/mL木瓜蛋白酶于31°C水解3小時，升溫至100°C保持0.5小時，滅酶；再加入400單位/mL霉菌蛋白酶于32°C水解3小時，布氏漏斗抽濾，徹底滅酶，得到酶解生成的氨基酸混合溶液；用0.lmol/L鹽酸調pH值至2.5，讓其流經一條直徑為10cm，高15cm，內裝顆粒狀活性炭質體的I型活性炭吸附色層柱，采用實施例1 一樣的分離方法，得到苯丙氨酸1.35克，酪氨酸0.42克，色氨酸0.37克；流過該I型活性炭柱的氨基酸混合溶液再流經一條直徑為10cm，高120cm，內裝顆粒狀活性炭質體的II型活性炭吸附色層柱，先后分離得到亮氨酸4.2克，異亮氨酸3.4克，蛋氨酸0.5克，胱氨酸1.4克，組氨酸2.7克，精氨酸3.1克；從流經II型活性炭柱的脯組份分離溶液流經直徑為ri5cm，高為2(T200cm的陰離子樹脂柱，分離得到脯氨酸2.1克，纈氨酸0.24克，賴氨酸1.7克，再以丙組份分離溶液流經直徑為10cm，高為150cm的陰離子樹脂柱后，再分別各自獨立流經直徑為10cm，高200cm，內裝顆粒狀活性炭質體的III型活性炭吸附色層柱，分離得到谷氨酸7克，天門冬氨酸4克，絲氨酸2.2克，蘇氨酸2.1克，甘氨酸
3.1克，丙氨酸2.9克；從上述100克未脫皮的菜籽餅柏一共分離出18種單一氨基酸總量為42.78克，收得率為42.78%。
[0029]實施例4
以100克普通棉籽餅柏置于800mL圓底燒瓶中，加入300mL清水浸泡6小時，后續處同實施例3中的菜籽餅柏的加酶水解方法，得到酶解生成的氨基酸混合溶液；用0.lmol/L鹽酸調PH值至2.5，讓其流經一條直徑為10cm，高15cm，內裝顆粒狀活性炭質體的I型活性炭吸附色層柱，得到苯丙氨酸2.3克，酪氨酸1.4克，色氨酸0.51克；流過該I型活性炭柱的氨基酸混合溶液再流經一條直徑為10cm，高120cm，內裝顆粒狀活性炭質體的II型活性炭吸附色層柱，先后分離得到亮氨酸2.9克，異亮氨酸1.5克，蛋氨酸0.47克，胱氨酸0.74克，組氨酸0.94克，精氨酸4.8克；從流經II型活性炭柱的脯組份分離溶液將其流經直徑為IOcm,高200cm，內裝顆粒狀活性炭質體的III型活性炭吸附色層柱，分離得到脯氨酸0.8克，纈氨酸2.1克,賴氨酸1.9克；再以丙組份分離溶液流經直徑為15cm，高為200cm的陰離子樹脂柱后，再分別各自獨立流經直徑為10cm，高200cm，內裝顆粒狀活性炭質體的III型活性炭吸附色層柱，分離得到谷氨酸7克，天門冬氨酸5克，甘氨酸3克，丙氨酸2克，絲氨酸2.1克，蘇氨酸1.7克；從上述100克普通棉籽餅柏一共分離出17種單一氨基酸總量為41.16克，收得率為41.16%。
[0030]實施例5
以100克骨膠蛋白質置于800mL圓底燒瓶中，加入300mL清水，加溫至80°C，待溶解澄明后，再加入IOOmL清水，然后采用實施例3中的加酶水解方法,使骨膠蛋白質徹底酶解為氨基酸混合溶液；用0.lmol/L鹽酸調pH值至2.5，讓其流經一條直徑為10cm，高15cm，內裝顆粒狀活性炭質體的I型活性炭吸附色層柱，得到苯丙氨酸2.5克，酪氨酸0.5克，色氨酸
0.4克；流過該I型活性炭柱的氨基酸混合溶液再流經一條直徑為10cm，高120cm，內裝顆粒狀活性炭質體的II型活性炭吸附色層柱，先后分離得到亮氨酸2.8克，異亮氨酸0.9克，蛋氨酸0.43克，胱氨酸0.03克，組氨酸0.21克，精氨酸8.0克；從流經II型活性炭柱的脯組份分離溶液流經直徑為10cm，高為150cm的陰離子樹脂柱，分離得到脯氨酸15克，纈氨酸2.2克，羥基脯氨酸12.4克，賴氨酸3.8克；從流經II型活性炭柱的丙組份分離溶液再流經直徑為10cm，高為150cm的陰離子樹脂柱及相關活性炭柱，分離得到天門冬氨酸5.1克，谷氨酸11.2克，甘氨酸17克，丙氨酸8.1克，絲氨酸3.1克，蘇氨酸2.5克；從上述100克骨膠蛋白質一共分離出19種單一氨基酸總量為96.17克，收得率為96.17%。
[0031]實施例6
取如圖f 4所示的設備，分離處理20噸/批鴨毛水解液40噸，以自來水稀釋I倍，得到80立方米的水解稀釋液，讓其流經一條直徑為2.4m,高為5.Sm的I型活性炭柱，以及一條直徑為2.4m，高為12.Sm的III型活性炭柱后，分離得到苯丙氨酸960公斤，酪氨酸736公斤；接著讓從I型活性炭柱的氨基酸混合溶液用lOmol/L氨水調pH值至4.8~5.0，沉淀得到胱氨酸2000公斤；再讓從I型活性炭柱的氨基酸混合溶液，調pH7.0以上，再流過直徑為2.4m,高為8.Sm的II型活性炭柱，分離出丙組份的分離溶液和脯組份的分離溶液，以及亮氨酸1172公斤，異亮氨酸476公斤，蛋氨酸80公斤，精氨酸796公斤，組氨酸108公斤，使脯組份溶液流經一條直徑為2.4m,高為12.Sm的陰離子樹脂柱，得到脯氨酸1660公斤，纈氨酸760公斤，賴氨酸220公斤；將丙組份溶液也流經一條直徑為2.4m,高為12.8m的陰離子樹脂柱，分別得到天門冬氨酸和谷氨酸的分離溶液，甘氨酸和丙氨酸的分離溶液，以及絲氨酸和蘇氨酸的分離合溶液。然后，分別調整其PH值至3.22,6.0,6.2，再分別上一條直徑為2.4m，高為12.Sm的III型活性炭柱，分離之后分別得到天門冬氨酸1152公斤，谷氨酸1428公斤，甘氨酸1448公斤，丙氨酸712公斤，絲氨酸2248公斤，蘇氨酸756公斤；從上述20噸/批的鴨毛水解液中一共分離獲得17種單一成分含量的氨基酸產品總量為16712公斤，其產品的總收得率是83.56%。
【權利要求】
1.一種從蛋白質水解液中分離提取氨基酸產品的方法，其特征在于，包括如下步驟:首先將蛋白質加酸加熱或加蛋白酶水解而獲取氨基酸混合溶液，用水稀釋，使其流經I型活性炭吸附色層柱，用水洗滌該色層柱，再用乙醇鹽酸混合溶液流經該色層柱，合并水洗液和乙醇鹽酸混合溶液洗后的洗液得到收集液，蒸餾回收乙醇后，將所得收集液用堿中和至pH值5.(Te.0，靜置結晶，離心過濾得到大部分沉淀的酪氨酸，再將離心過濾含有酪氨酸和苯丙氨酸的濾液用堿中和至pH值大于7.0，將其流經III型活性炭吸附色層柱，分離得到苯丙氨酸、酪氨酸和/或色氨酸；將流過I型活性炭吸附色層柱的氨基酸混合溶液的PH值調為大于7.0，使其流經II型活性炭吸附色層柱，而后依次采用水洗、鹽酸解脫，分段收集洗滌液得到亮組份、脯組份、丙組份分離溶液；最后對這些分離溶液作后續分離即得胱氨酸、精氨酸、組氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、脯氨酸、纈氨酸、賴氨酸、天門冬氨酸、谷氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、丙氨酸和甘氨酸。
2.根據權利要求1所述的從蛋白質水解液中分離提取氨基酸產品的方法，其特征在于，還包括將流過I型活性炭吸附色層柱的氨基酸混合溶液用lOmol/L的氨水調pH值至4.8^5.0，沉淀得到胱氨酸的步驟。
3.根據權利要求1所述的從蛋白質水解液中分離提取氨基酸產品的方法，其特征在于，所述流經II型活性炭吸附色層柱得到的脯組份分離溶液的pH值調為9.0-10.0，使其流經直徑為ri5cm，高為2(T200cm的陰離子樹脂柱進行分離、水洗、鹽酸解脫，蒸發濃縮，分離得到脯氨酸、纈氨酸和賴氨酸。
4.根據權利要求1所述的從蛋白質水解液中分離提取氨基酸產品的方法，其特征在于，所述流經II型活性炭吸附色層柱得到的丙組份分離溶液的pH值調為9.0-10.0，使其流經直徑為ri5cm，高為2(T200cm的陰離子樹脂柱進行分離，水洗、鹽酸解脫，分段收集洗滌液而得到甘氨酸和丙氨酸、絲氨酸和蘇氨酸、天門冬氨酸和谷氨酸三個組份分離溶液；而后將其調至PH值3.2-6.2，再將三個組份分離溶液分別各自獨立流經直徑為0.5^8.0m、高1.0π-88.0m的III型活性炭吸附色層柱，蒸發濃縮，分段收集得到甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、天門冬氨酸和谷氨酸。
5.根據權利要求1所述的從蛋白質水解液中分離提取氨基酸產品的方法，其特征在于，所述流經II型活性炭吸附色層柱得到的亮組份分離溶液，讓其流經直徑為ri5cm，高為2(T200cm的陽離子樹脂柱，用氨水解脫，分離得到蛋氨酸、胱氨酸、精氨酸、組氨酸；其余的亮組份和異亮氨酸的分離溶液用堿調PH值至6.0-6.5，讓其流經直徑為0.5^8.0m、高1.0π-88.0m的III型活性炭吸附色層柱后，分離得到亮氨酸，異亮氨酸。
6.根據權利要求1所述的從蛋白質水解液中部分離提取氨基酸產品的方法，其特征在于，所述蛋白質選自骨膠、人和動物自然長成的頭發、屠宰動物所得的豬毛、羊毛、馬毛、鴨毛、血蛋白質、蠶蛹、魚體；或者含有各種不同毒素的棉籽餅柏、菜籽餅柏、茶籽餅柏、蓖麻餅柏、亞麻餅柏的一種或幾種。
7.根據權利要求1所述的從蛋白質水解液中分離提取氨基酸產品的方法，其特征在于，所述將蛋白質加酸加熱水解所用的酸為6~10mol/L的濃鹽酸，加溫溫度為11(T125°C，水解時間為7~20小時；所述將蛋白質加蛋白酶水解所用的酶為500單位/mL的細菌蛋白酶、400單位/mL的霉菌蛋白酶和50單位/mL的木瓜蛋白酶，酶解溫度為3(T40°C，酶解時間為2飛小時。
8.根據權利要求1所述的從蛋白質水解液中分離提取氨基酸產品的方法，其特征在于，所述乙醇鹽酸混合溶液為0.lmol/L的鹽酸配置成50%乙醇濃度的混合溶液；所述堿為2.0moI/L氨水或2.0moI/L氫氧化鈉；所述鹽酸為0.lmol/L鹽酸。
9.根據權利要求1所述的從蛋白質水解液中分離提取氨基酸產品的方法，其特征在于，所述I型活性炭吸附色層柱為直徑為0.5^8.0m、高1.0m-28.0m,內裝顆粒狀活性炭質體的吸附色層柱；所述II型活性炭吸附色層柱為直徑為0.5^8.0m、高1.0m-48.0m,內裝顆粒狀活性炭質體的吸附色層柱；所述III型活性炭吸附色層柱為直徑為0.5^8.0m、高1.0m-88.0m,內裝顆粒狀活性炭質體的吸附色層柱。
10.采用權利要求1-9任一項方法從蛋白質水解液中分離提取氨基酸產品的設備，包括: 用于將蛋白質加酸加熱酸解或加蛋白酶水解而獲取氨基酸混合溶液的反應釜(I);連接反應釜，用于存儲氨基酸混合溶液的第一儲液缸(2)，第一儲液缸設置有進水口，可加入水稀釋其內的氨基酸混合溶液；I型活性炭吸附色層柱(3)的入口連通第一儲液缸，其出口分別連通有第一收集缸(4)和第二儲液缸(5)，I型活性炭吸附色層柱還設置有進水和乙醇鹽酸混合溶液的入口，由其先后加入水、乙醇鹽酸混合溶液對I型活性炭吸附色層柱進行解脫；所述第一收集缸(4)用于收集水洗液和乙醇鹽酸混合溶液洗后的洗液，第一收集缸(4)的出口連通有蒸餾器(5)，用于將水洗液和乙醇鹽酸混合溶液洗后的洗液中的乙醇蒸餾回收，蒸餾器連接結晶缸(6)，蒸餾后的溶液流入結晶缸中，所述結晶缸(6)設置有加氨水的入口，通過加入的氨水將結晶缸內溶液的pH調至5.0-6.0之間，使溶液中的部分酪氨酸結晶析出；離心機(7)的入口連通結晶缸的出口，用于分離得到結晶的固態酪氨酸；離心機(7)的出口連通有用于存儲離心分離得到濾液的第三儲液缸(8)，第三儲液缸(8)的入口同樣設置氨水入口，通過加入氨水將pH值調至大于7.0,第一III型活性炭吸附色層柱(9)的入口連通有所述第三儲液缸(8)，通過第一III型活性炭吸附色層柱分離得到苯丙氨酸、酪氨酸和/或色氨酸；所述第二儲液缸(5)設置有氨水入口，通過氨水將pH值調至大于7.0，II型活性炭吸附色層柱(10)的入口連通有所述第二儲液缸(5)，II型活性炭吸附色層柱還設置有進水、鹽酸的入口，由其可先后加入水、鹽酸對II型活性炭吸附色層柱解脫，分離得到亮組份分離溶液、脯組份分離溶液和丙組份分離溶液；第四儲液缸(11)用于收集亮組份的分離溶液，第四儲液缸的出口連通陽離子樹脂柱(12)的入口 ；所述陽離子樹脂柱還設置有氨水入口，由其加入氨水對陽離子樹脂柱解脫，分離得到蛋氨酸、胱氨酸、精氨酸、組氨酸、以及亮氨酸和異亮氨酸分離溶液；第七儲液缸(13)用于收集亮氨酸和異亮氨酸分離溶液，第七儲液缸設置有氨水入口，通過加入氨水將pH值調至6.0-6.5 ;第二III型活性炭吸附色層柱(14)的入口連通有第七儲液缸，用于分離得到亮氨酸、異亮氨酸；第五儲液缸(15)用于收集脯組份分離溶液,第五儲液缸(15)設置有氨水入口，通過加入氨水將pH值調至9.0-10.0，所述第五儲液缸(15)的出口連通有第一陰離子樹脂柱(16)的入口，所述第一陰離子樹脂柱還設置有水、鹽酸的入口，由其先后加入水、鹽酸對第一陰離子樹脂柱解脫，分離得到脯氨酸、纈氨酸、賴氨酸；第六儲液缸(17 )用于收集丙組份的分離溶液,第六儲液缸(17)設置有氨水入口，通過加入氨水將pH值調至9.(Tl0.0,所述第六儲液缸(17)的出口連通有第二陰離子樹脂柱(18)的入口，所述第二陰離子樹脂柱還設置有進水、鹽酸的入口，由其先后加入水、鹽酸對第二陰離子樹脂柱解脫，分離得到甘氨酸和丙氨酸的分離溶液、絲氨酸和蘇氨酸的分離溶液、天門冬氨酸和谷氨酸的分離溶液；第八儲液缸(19)用于收集甘氨酸和丙氨酸的分離溶液，第八儲液缸設置有鹽酸入口，通過加入鹽酸將pH值調至.3.2飛.2，第三III型活性炭吸附色層柱(20)的入口連通有第八儲液缸(19)，用于分離得到甘氨酸、丙氨酸；第九儲液缸(21)用于收集絲氨酸和蘇氨酸的分離溶液，第九儲液缸(21)設置有鹽酸入口，通過加入鹽酸將PH值調至3.2飛.2 ;第四III型活性炭吸附色層柱(22)的入口連通第九儲液缸(21)，用于分離得到絲氨酸、蘇氨酸；第十儲液缸(23)用于收集天門冬氨酸和谷氨酸的分離溶液，第十儲液缸(23)設置有鹽酸入口，通過加入鹽酸將pH值調至.3.2飛.2，第五III型活性炭吸附色層柱(24)的入口連通第十儲液缸(23)，用于分離得到天門冬氨酸、谷氨酸；其中，所述I型活性炭吸附色層柱為直徑為0.5^8.0m、高1.0πm28.0m,內裝顆粒狀活性炭質體的吸附色層柱；所述II型活性炭吸附色層柱為直徑為0.5^8.0m、高1.0πm48.0m,內裝顆粒狀活性炭質體的吸附色層柱；所述III型活性炭吸附色層柱為直徑為0.5^8.0m、高1.0πm88.0m,內裝顆粒狀活性炭質體的吸附色層柱。
【文檔編號】C07C279/14GK103787939SQ201410088459
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年3月12日 優先權日:2014年3月12日
【發明者】鄒學滿, 鄒凌, 鄒遠飛 申請人:廣州博采生物科技有限公司