Способ выделения лизина

 

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается выделения лизина из культуральной жидкости. Целью изобретения является повышение эффективности процесса очистки. Лизин сорбируют из подкисленной культуральной жидкости на колонках катионита. С первой половины колонок осуществляют элюцию лизина раствором, содержащим эквивалентное емкости катионита количество щелочи. Повторно сорбируют элюированный лизин на второй половине колонок. С части колонок, содержащих дважды сорбированный лизин, его элюируют раствором, содержащим эквивалентное емкости смолы количество щелочи. Элюат подщелачивают до содержания щелочи, эквивалентного емкости катионита, и элюируют им лизин с другой части колонок, содержащих дважды сорбированный лизин. Полученный вторичный элюат пропускают через третью часть колонок, содержащих дважды сорбированный лизин. Третичный элюат концентрируют, нейтрализуют и высушивают. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU f5781 (51)5 С 12 Р 13/18

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРМТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4484470/30-13 (22) 20 ° 09. 88 (46) 15.07.90. Бюл. - 26 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский институт прикладной биохимии (72) Э.М.Тер-Саркисян, Н.Н.Петухова, Т.Н.Зубарев, Л.M.ÅâñòþãîB-Бабаев, Д.С.Кутуков и В.С.Молочков (53) 663.15 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 677501,.кл. С 12 P 13/08, 1977 °

Авторское свидетельство СССР № - 11.2779, кл. С 1? P 13/08, 1982. (54) СПОСОБ ВЬЩЕЛЕНИЯ ЛИЗИНА (57) Изобретение относится к микробиологической промьппленности и касается выделения лизина из культуральной жидкости. Целью изобретения является повьппение эффективности

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается технологии выделения лизина из культуральной жидкости.

Цель изобретения — повишение эффектинности процесса очистки.

Способ заключается в следующем.

На чертеже показана схема предла-. гаемого способа.

А. Подкисленную до рН 1,5-1 8 культуральную жидкость пропускают через серию колонок с катионитом до исчерпания обменной сорбционной емкости катионита. Колонки промывают водой, 2 процесса очистки. Лизин сорбируют из подкисленной культуральной жидкости на колонках катионита. С первой половины колонок осуществляют элюцию лизина раствором, содержащим эквивалентное емкости катионита количество щелочи. Повторно сорбируют элюированный лизин на второй половине колонок °

С части колонок, содержащих дважды сорбированный лизин, его элюируют раствором, содержащим эквивалентное емкости смолы количестно щелочи. Элюат подшелачивают до содержания щелочи, эквивалентного емкости катионита, и элюируют им лизин с другой части колонок, содержащих дважды сорбированный и лизин. Полученный вторичньпЪ элюат 9 пропускают через третью часть колонок, содержащих дважды сорбированный лизин.

Третичный элюат концентрируют, нейтрализуют и высушивают. 2 з.п. A-лы, 1 ил. так как пигментные и иные примеси не сорбируются катионитом.

Б. Через часть колонок (колонки

1, 3, 5) пропускают водный растнор, содержащий количество щелочи, эквивалентное обменной емкости катионита.

В результате сорбированный на колонках 1, 3, 5 лизин полностью десорбируется и при этом растнор становится из щелочного нейтральным. Полученный раствор десорбированного лизина пропускают через вторую часть колонок с сорбированным лизином, т.е. через колонки 2, 4, 6 соответственно. При

1578196 пропускании через эти колонки раствора лизина последний перезаряжается за счет взаимодействия с заряженными молекулами сорбированного лизина, Э в результатЕ чего растворенный лизин связывается с сорбированным лиэином и количество общего сорбированного лизина на колонках 2, 4 и 6 удваивается.

В. Через часть колонок, содержащих удвоенное количество сорбированного лизина, например, через колонку

2, пропускают раствор, содер;,«щий количество щелочи, эквивалентной обмен.- 5 ной емкости катионита. На выходе из колонки получается нейтральный раствор десорбированного лизина., Этот раствор вновь доводят до содержания щелочи, эквивалентного обменнОй емкости катионита, а затем пропускают через вторую часть колонок, содержащих сорбированный лизин, например, через колонку 4. После прохождения колонки элюат имеет нейтральную реакцию и содержит учетверенное количество лизина (по сравнению с количеством лизина, первоначально сорбированным из культуральной жидкости). Обогащенный лизином нейтральный раствор без какойлибо обработки пропускают через третью часть колонок, например через колонку 6, которая содержит сорбированный лизин. Содержащий лизин раствор при прохождении колонки б подвергается дополнительной очистке за 35 счет того, что некоторые примеси, еще содержащиеся в растворе, например соли тяжелых металлов, вытесняют сорбированный на катионите лизин и связываются со смолой. Таким образом,, раствор освобождается от примесей веществ, имеющих большее, чем лизин сродство к катиониту. Соцержащийся в нейтральном растворе лизин не сорбируется на смоле. 45

Полученный таким образом раствор, содержащий значительное количество лизина, в простейшем случае может быть высушен расгыпительным методом.

Для использования в пищевых целях 50 раствор лизина перед сушкой пропускают через колонку с осветляющим ионо-. сорбентом на основе резорцнна, формальдегида H метафенилендиамина марки

HA-1 в Cl форме. Получают бесцветный прозрачный раствор, сушка которого дает белый кристаллический порошок, имеющий следующие показатели

Содержание лизина, %

Угол оптического вра— щения

Содержание тяжелых ме— таллов, Е

Зольность, %

Содержание солей аммония, 7.

Не менее

98,5

/Ы /и, = +".1

Не более

О, 001

Не более

0,3

Не более

0,04

Пример 1. Через 6 колонок размером Зх35 см, загруженных по

200 мл смолой КУ 2п8 в Na форме, пропускают до насыщения подкисленную до рН 1,5 культуральную жидкость с активностью 45 г/л лизина в расчете по

700 мл через каждую колонку. После проскока лизина собирают по 330 мл культуральной жидкости с концентрацией лизина 22,7 и/л, которую направляют на сорбцию в последующем цикле.

Колонки промывают водой {по 3 объема} до рН фильтрата 4-5. Элюцию осуществляют 2 н.раствором щелочи. Сначала элюируют 1, 2 и 3 колонки, пропуская через каждую по 200 мл раствора, содержащего 16 г сухой щелочи. Элюат вытесняют с колонок водой (200 мл) .

Начало и конец отбора фракции лизина контролируют по показателю преломления и и рН. Отбор начинают при п =

1,338, рН 9,0-9,5 и заканчивают при

n = 1, 340 и рН 10,5-10,8. Элиаты, полученные с 1,2 и 3 колонок, пропускают соответственно через 4„5 и

6 колонки и вытесняют с колонок водой. При этом происходит перезарядка лизина на смоле и его количество на колонках 4, 5 и 6 удваивается эа счет лизина с колонок 1, 2 и 3.

Взвешенные частички и пигментные вещества удаляются с колонок при промывке 3-мя объемами воды. Затеи элюируют 4 колонку 2 н.раствором щелочи, содержащим 16 г NaOH . Полученный элюат, содержащий 47 r лизина, вводят

16 r щелочи и после ее растворения пропускают через 5-ю колонку. После вытеснения с колонки получают .216 мл раствора с pH 10,6, концентрацией лизина 41% содержанием Na в пересчете на NaCl 3„4% и аммиака 2%.

Раствор пропускают через 6-ю колонку для доочистки. Получают 320 мл элията с рН 10,2, содержащего 101 г лизина; 0,5 г Na в пересчете на Na01) и

3,5 г аммиака. Раствор упаривают до

200.мл, при этом аммиак практически

15781 количественно удаляется из раствора.

Раствор . нейтрализуют концентрированI ной соляной кислотой до рН 5,5 и сушат при 100-1100С»а грануляционной

I сушилке, Получают 100.5 г белого с кремовым оттенком гранулированного препарата с содержанием лизина не менее 98,5Е, влажностью 0,95Х и содержанием золы 0,45%. Выход продукта с учетом части лизина, снятого при доочистке с 6-й колонки 94,5 .

Пример 2. 4,2 л культуральной жидкости с содержанием лизина 47 г/л, подкисленной до рН 1,5 соляной кислотой, пропускают через 6 колонок, описанных в примере 1, иэ расчета по

700 мл на каждую колонну. После проскока лизина в фильтрате собирают

2,2 л возвратной культуральной жид- 2О кости с содержанием лизина 21,5 г/л, которую направляют на сорбцию в последующем цикле. Колонки обрабатывают раствором щелочи и элюируют лизин, как это описано в примере 1. После доочистки получают 308 мл элюата, содержащего 105 г лизина с рН 10,2.

Раствор упаривают до 200 мл, отгоняя количественно аммиак, и нейтрализуют концентрированной соляной кислотой особой чистоты до рН 5,5. 245 мл раствора пропускают со скоростью

80 мл/ч через колонку, загруженную

100 мл обесцвечивающей смолы ИА-1 в

С1 форме. Раствор вычесняют с колонки 80 мл воды. Получают 275 мл прозрачной бесцветной жидкости, содержащей 104 I лизина (35K) которую высушивают на грануляционной сушилке.

Готовый продукт представляет собой белый мелкокристаллический порошок

g t6 с содержанием лизина 98, 5-997, зольностью 0,2Z и полностью соответствует пищевой кондиции.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

1. Способ выделения лизина, пре" дусматривающий его сорбцию из подкисленной культуральной жидкости на колонках катионита, десорбцию примесей, элюцию лизина с первой половины колонок раствором, содержащим эквивалентное емкости катионита количество щелочи, повторную сорбцию элюированного лизина на второй половине колонок, отличающийся тем, что, с целью повьш ения эффективности процесса очистки, с первои части колонок, содержащих дважды сорбированный лизин, его элюируют раствором, содержащим эквивалентное емкос и катионита количество щелочи, элюат подщелачивают до содержания щелочи, эквивалентного емкости катионита, подщелоченным элюатом элюируют лизин с второй части колонок, содержащих дважды сорбированный лизин, полученный вторичный элюат пропускают через третью часть колонок, содержащих дважды сорбированный лизин, а третичный элюат концентрируют, нейтрализуют и высушивают.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве катионита используют смолу КУ-2>8.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что используют культуральную жидкость, подкисленную до рН 1,5-1,8.

1578196

Составитель Л.Минеева

Техред М.Дидык Корректор М.Пожо

Редактор М. Недолуженко

Заказ 1892 Тираж 480 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

11роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101