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L-苯丙氨酸是具有生理活性的芳香族氨基酸，是人和動物不能靠自身自然合成的氨基酸之一，作為人體代謝過程中必需的八種氨基酸之一；主要用于：(1)安全使用于任何食品飲料中；用于食品，可添加于焙烤食品中，強化苯丙氨酸的營養(yǎng)作用；還與糖類發(fā)生氨基-羧化反應以改善食品香味，以及補充人體所需功能性食品氨基酸平衡；是合成二肽甜味劑阿斯巴甜(Aspartame)的主原料；(2)用于醫(yī)藥，是苯丙氨芐、甲酸溶肉瘤素等氨基酸類抗癌藥物的中間體，也是生產(chǎn)腎上腺素、甲狀腺素和黑色素的原料，是配制氨基酸輸液及綜合氨基酸制劑的重要成份，用于合成抗病毒藥物、維生素B6等。
近年來，由于阿斯巴甜已成為國際市場最為流行的甜味劑產(chǎn)品，在食品、飲料行業(yè)得到了廣泛的應用，故成為促進L-苯丙氨酸需求激增的最大推動力。
苯丙氨酸(Phenylalanine)的化學名稱為α-氨基-β-苯丙酸，分子式為C6H5C2H3(NH2)CO2H，分子量為165.19。商品主要有L-苯丙氨酸、D-苯丙氨酸和DL-苯丙氨酸，主要應用領域為食品與醫(yī)藥部門。L-苯丙氨酸為白色結晶或結晶性粉末，略苦，熔點283℃(分解)，比旋度-35.1°(C＝1.94，水中)，減壓升華，溶于水，難溶于甲醇、乙醇、乙醚等。
L-苯丙氨酸是8種必須氨基酸之一，同時它也是生物體內(nèi)合成酪氨酸的重要原料。苯丙氨酸是某些氨基酸藥物和氨基酸營養(yǎng)食品所必需的成份，是合成某些抗癌藥物的中間體，如苯丙氨芐、甲酸溶肉瘤素等。其最重要的用途是與L-天冬氨酸合成二肽產(chǎn)品阿斯巴甜(Aspartame，APM)；L-苯丙氨酸的另外一個重要用途是用作營養(yǎng)強化劑、氨基酸輸液和復合氨基酸制劑的成分。
L-苯丙氨酸是人體和動物的必需氨基酸。在醫(yī)藥、食品、保健品等領域有很大用處，是全球風行的新型甜味劑阿斯巴甜(Aspartame，APM)生產(chǎn)的主要原料。L-苯丙氨酸是自上世紀八十年代以來市場需求增長最快的氨基酸品種，產(chǎn)品90％用于生產(chǎn)阿斯巴甜甜味劑，10％用于醫(yī)藥等方面中。L-苯丙氨酸在醫(yī)藥行業(yè)主要用于氨酸酸輸液和氨基酸類藥物，如抗腫瘤藥物對氟苯丙氨酸、苯丙氨芐、甲酸溶肉瘤素等，市場十分緊俏，今后發(fā)展前景光明。目前我國醫(yī)藥行業(yè)每年需消耗L-苯丙氨酸約400噸左右，主要依賴進口。
目前，由于國內(nèi)氨基酸大輸液和抗癌藥的開發(fā)利用，特別是對糖精生產(chǎn)實行限制、甜菊糖甜味劑產(chǎn)品遭遇麻煩的情況下，阿斯巴甜需求量激增，大大刺激和推動了L-苯丙氨酸的生產(chǎn)與發(fā)展。L-苯丙氨酸制備方法主要有直接發(fā)酵法、化學合成法和酶法。
直接發(fā)酵法是利用葡萄糖等原料經(jīng)微生物發(fā)酵直接生產(chǎn)出L-苯丙氨酸；化學合成法路線長、副產(chǎn)物多，且產(chǎn)物為光學消旋體，需進行光學拆分，成本高；酶法生產(chǎn)是利用L-苯丙氨酸的合成前體如苯丙酮酸或肉桂酸經(jīng)過微生物細胞內(nèi)酶系催化合成L-苯丙氨酸。用發(fā)酵法生產(chǎn)L-苯丙氨酸的過程中需要對發(fā)酵液進行提取才能得到L-苯丙氨酸，目前所使用的提取方法主要是離子交換法，但是所使用的離子交換樹脂是大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂，這種樹脂很難將L-苯丙氨酸從發(fā)酵液中分離出來，而且收率最多能達到40％、純度最高為50％。
L-苯丙氨酸
L-苯丙氨酸的轉化液絮凝板框過濾、模擬移動床離子交換提取、一次性結晶出產(chǎn)品和母液的回收，各工藝步驟具體包括：
步驟一、L-苯丙氨酸的轉化液絮凝板框過濾
①配制助濾劑和絮凝劑：
在常溫條件下配制助濾劑，在5T的反應釜中，加入2.5T水，投入120kg的助濾劑珠光砂、硅澡土或珍珠巖中的一種或數(shù)種，備用。
配制絮凝劑：在30T的反應釜中，加入15T水，升高溫度到65℃，投入280kg的絮凝劑聚丙烯酰胺、硫酸鋁或聚合氯化鋁中的一種或數(shù)種，攪拌至溶解后，冷卻至25℃；備用。
②制作預涂層：將助濾劑攪拌混勻后打入板框形成預涂層，預涂層厚度3mm；備用。將助濾劑攪拌混勻后打入板框中，在板框濾布上形成預涂層，預涂層厚度0.5～8mm。
③L-苯丙氨酸的轉化液絮凝：在20T的苯丙酮酸酶法生產(chǎn)L-苯丙氨酸轉化液中，加入上述配制好的絮凝劑2000L和60L的助濾劑，攪拌15min后，靜置45min，
④將絮凝后的料液通過已形成預涂層板框過濾去除微生物細胞及其碎片，得過濾液，過濾后溶液的濁度80NTU，透光率56％，收率99.0％。
步驟二、模擬移動床離子交換提取
取步驟一中得到的過濾液10m3，L-苯丙氨酸的濃度15g/L，以3m3/h的進料速度進入離子交換系統(tǒng)，吸附pH值控制在1.8，吸附時間約2.5h后，用流速為5m3/h的純水進行反洗雜25min，再將0.5mol/L的洗脫劑液堿，溫度加熱至40℃，以2.5m3/h的流速將吸附在樹脂上的L-苯丙氨酸洗脫下來，夾套需要保溫80℃，當pH為2.5時開始收集洗脫液的高流，直至收集至pH為10.8時停止。其洗脫液透光率為54.0％，收率為98.9％。
步驟三、一次性結晶出產(chǎn)品
取上述步驟二中得到的洗脫液9m3，其濃度為32.5g/L，濃縮蒸氨35min，將料液循環(huán)通過利用廢活性炭制成濾餅過濾45min后，將料液打入脫色罐，加入10kg的活性炭，脫色溫度為68℃，pH值為5，脫色時間30min，過濾、濃縮、結晶、干燥，得到L-苯丙氨酸晶體290.2kg，其收率為99.2％，純度為99.6％、透光率99.5％、比旋光度為-34.0°，限量指標均合格。
步驟四、母液的回收
取步驟三提取后得到的母液，加水稀釋至濃度為15g/L后，至絮凝板框過濾，按步驟一要求配制好助濾劑珠光砂，絮凝劑聚丙烯酰胺以及制好板框預涂層，預涂層厚度3mm；在母液中加入絮凝劑聚丙烯酰胺、助濾劑珠光砂攪拌后，通過已形成預涂層板框過濾來去除雜質(zhì)，再將過濾好的溶液經(jīng)過離交，濃縮結晶等，產(chǎn)品的純度為99.0％、透光率99.0％、比旋光度為-33.6°，限量指標均合格。
[1]崔建東, & 張亞楠. (2008). 苯丙氨酸解氨酶(pal)酶法合成l-苯丙氨酸的研究進展. 中國生物工程雜志(s1), 301-305.
[2] 劉陽生, 戴猷元, & 汪家鼎. (1999). 二(2-乙基己基)磷酸萃取l-苯丙氨酸. 化工學報, 50(3), 289-295.
[3] 徐偉箭, 劉玉堂, 項偉中, 熊遠欽, 盧彥兵, & 劉慧君. (2004). L-苯丙氨酸分子印跡聚合物的制備及其性能研究. 湖南大學學報(自科版), 31(4), 1-5.