【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于生物化工，涉及一種制備脫色β-丙氨酸的方法及其應用。
技術介紹
1、β-丙氨酸(β-alanine)又名3-氨基丙酸，是自然界中唯一存在的β型氨基酸。微生物和植物能自身合成β-丙氨酸，而哺乳動物需從外界環境中攝取。β-丙氨酸作為生產食品添加劑、藥品和含氮化學品等的重要前體或中間體，可廣泛應用于食品、飼料、化工及醫藥等領域。β-丙氨酸幾乎存在于所有生物體內，是生物體中合成泛酸鹽的關鍵成分之一，后者是合成輔酶a(coa)不可缺少的維生素前體。輔酶a參與生物體中100多種代謝反應，在生命活動中發揮重要作用。此外，β-丙氨酸在真核生物的免疫和中樞神經系統的調節中也發揮重要作用。
2、目前，工業上可采用化學法與生物法來生產β-丙氨酸?；瘜W法效率高、周期短、成本低；但反應條件比較極端，需要在高溫高壓、強酸強堿等條件下進行，且副產物較多、能耗大。生物法包括發酵法和酶法，該法成本低廉、反應溫和、安全綠色，是當前主要的研究方向。生物法所采用的天然培養基中成分復雜，含有大量的玉米漿、酵母膏和蔗糖等，反應液呈現褐色，尤其是生長細胞轉化所得的反應液經熱處理濃縮后，顏色變得更深，這些色素的存在影響了氨基酸的分析，造成分析誤差，同時，如果色素不處理完全也會對成品造成影響，降低品質和目標產物純度?？刹捎枚喾N方法去除轉化液中的色素，如離子交換樹脂法、吸附樹脂法、納濾、超濾、超臨界流體萃取等，其中超臨界流體萃取等方法成價昂貴、操作繁瑣而且難以規模化生產故較難推廣應用。
3、綜上所述，開發高效、低成本、操作簡單的制備脫色丙氨酸
技術實現思路
1、針對現有技術的不足和實際需求，本專利技術提供一種制備脫色β-丙氨酸的方法及其應用，以期實現在低氨基酸損失率的情況下進行高效脫色，同時降低成本和簡化工藝。
2、為達此目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供一種制備脫色β-丙氨酸的方法，所述制備脫色β-丙氨酸的方法包括：
4、將天冬氨酸脫羧酶溶液與活性炭混合，得到預處理天冬氨酸脫羧酶；
5、將所述預預處理天冬氨酸脫羧酶與天冬氨酸混合，進行反應，得到脫色后β-丙氨酸，或者，
6、將天冬氨酸轉氨酶溶液與活性炭混合，得到預處理天冬氨酸轉氨酶，將所述預處理天冬氨酸脫羧酶與預處理天冬氨酸轉氨酶、富馬酸和氨水混合進行反應，得到脫色后β-丙氨酸。
7、本專利技術中，設計全新的制備脫色β-丙氨酸的方法，將β-丙氨酸生產所需酶液首先加入活性炭進行預處理，酶分子吸附于活性炭孔道中，經活性炭預處理后的酶具備更高的熱穩定性，與更持久的高效催化活力，經活性炭預處理后的酶能夠在相對更高的溫度下進行反應，減少轉化過程的染菌風險，經活性炭預處理后的酶更加穩定，不易分解，能夠減少色素的生成；同時活性炭也能夠及時吸附轉化過程中生成的色素，此外，活性炭首先對酶進行過預處理，其轉化過程中吸附的丙氨酸產物更少，能夠減少脫色過程中產物的損失率，最終實現轉化與脫色過程是同步進行，能夠縮短整個生產周期，提高生產效率，實現在低氨基酸損失率的情況下進行高效脫色，同時降低成本和簡化工藝。
8、優選地，所述活性炭包括活性炭?；蚧钚蕴糠?。
9、優選地，所述活性炭粒的粒度為0.1-3mm，例如可以是0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、1、1.2、1.5、1.8、2、2.2、2.4、2.6、2.7、2.8或2.9mm等。
10、優選地，所述活性炭粉的粒度為200-400目，例如可以是250、300或350目等。
11、優選地，所述天冬氨酸脫羧酶溶液與活性炭混合的溫度為4-8℃，例如可以是5、6或7℃等，時間為12-24h，例如可以是13、14、15、16、17、18、19、20、21、22或23h。
12、優選地，所述天冬氨酸轉氨酶溶液與活性炭混合的溫度為4-8℃，例如可以是5、6或7℃等，時間為12-24h，例如可以是13、14、15、16、17、18、19、20、21、22或23h。
13、優選地，所述活性炭與天冬氨酸脫羧酶溶液的質量比為1:(2-10)，例如可以是1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8或1:9等，天冬氨酸脫羧酶溶液中天冬氨酸脫羧酶濃度為0.3-10mg/l，例如可以是0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9或9.5mg/l等。
14、優選地，所述活性炭與天冬氨酸轉氨酶溶液的質量比為1:(2-10)，例如可以是1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8或1:9等，天冬氨酸轉氨酶溶液中天冬氨酸轉氨酶濃度為0.3-10mg/l，例如可以是0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9或9.5mg/l等。
15、優選地，所述預處理酶與天冬氨酸的配比為100-500u/g折干底物，例如可以是101、102、103、104、110、120、150、200、250、300、350、400、450、460、470、480、490、491、492、495、496、497、498或499u/g折干底物等。
16、優選地，所述天冬氨酸的添加方式包括流加或分批加入。
17、本專利技術中，設計底物進行流加或分批加入，而不是一次性加入，減少了底物自身變色生成的色素。
18、優選地，所述流加包括勻速流加。
19、優選地，所述預處理天冬氨酸轉氨酶與富馬酸的配比為100-500u/g折干底物，例如可以是101、102、103、104、110、120、150、200、250、300、350、400、450、460、470、480、490、491、492、495、496、497、498或499u/g折干底物等。
20、優選地，所述預處理天冬氨酸脫羧酶與富馬酸的配比為5-50u/g折干底物例如可以是6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、46、47、48或49u/g折干底物等。
21、優選地，所述富馬酸與氨水的摩爾比為1:1。
22、優選地，所述反應的溫度為30-70℃，例如可以是31、32、33、34、35、36、40、45、50、55、60、65、66、67、68或69℃等，時間為48～96h，例如可以是49、50、55、60、65、70、75、80、8、5、90、91、92、93、94或95h等。
23、作為優選的技術方案，所述制備脫色β-丙氨酸的方法包括以下步驟：
24、(1)將天冬氨酸脫羧酶溶液與活性炭于4-8℃混合12-24h，得到預處理天冬氨酸脫羧酶，和/或，將天冬氨酸轉氨酶溶液與活性炭于4-8℃混合12-24h，得到預處理天冬氨酸轉氨酶；...
【技術保護點】
1.一種制備脫色β-丙氨酸的方法，其特征在于，所述制備脫色β-丙氨酸的方法包括：
2.根據權利要求1所述的制備脫色β-丙氨酸的方法，其特征在于，所述活性炭包括活性炭?；蚧钚蕴糠?。
3.根據權利要求2所述的制備脫色β-丙氨酸的方法，其特征在于，所述活性炭粒的粒度為0.1-3mm。
4.根據權利要求2所述的制備脫色β-丙氨酸的方法，其特征在于，所述活性炭粉的粒度為200-400目。
5.根據權利要求1-4任一項所述的制備脫色β-丙氨酸的方法，其特征在于，所述天冬氨酸脫羧酶溶液與活性炭混合的溫度為4-8℃，時間為12-24h；
6.根據權利要求1-5任一項所述的制備脫色β-丙氨酸的方法，其特征在于，所述預處理天冬氨酸脫羧酶與天冬氨酸的配比為100-500U/g折干底物；
7.根據權利要求1-6任一項所述的制備脫色β-丙氨酸的方法，其特征在于，所述預處理天冬氨酸轉氨酶與富馬酸的配比為100-500U/g折干底物。
8.根據權利要求1-7任一項所述的制備脫色β-丙氨酸的方法，其特征在于，所述預處理天冬氨酸脫
9.根據權利要求1-8任一項所述的制備脫色β-丙氨酸的方法，其特征在于，所述反應的溫度為30-70℃，時間為48～96h。
10.根據權利要求1-9任一項所述的制備脫色β-丙氨酸的方法，其特征在于，所述制備脫色β-丙氨酸的方法包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種制備脫色β-丙氨酸的方法，其特征在于，所述制備脫色β-丙氨酸的方法包括：
2.根據權利要求1所述的制備脫色β-丙氨酸的方法，其特征在于，所述活性炭包括活性炭?；蚧钚蕴糠?。
3.根據權利要求2所述的制備脫色β-丙氨酸的方法，其特征在于，所述活性炭粒的粒度為0.1-3mm。
4.根據權利要求2所述的制備脫色β-丙氨酸的方法，其特征在于，所述活性炭粉的粒度為200-400目。
5.根據權利要求1-4任一項所述的制備脫色β-丙氨酸的方法，其特征在于，所述天冬氨酸脫羧酶溶液與活性炭混合的溫度為4-8℃，時間為12-24h；
6.根據權利要求1-5任一項所述的制備脫色β-丙氨酸的方法，其特...
【專利技術屬性】
技術研發人員：田淑芳，劉翔，張勁楠，周偉，唐謀，
申請(專利權)人：溧陽維信生物科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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