超濾和電滲析的組合分離γ-氨基丁酸發(fā)酵液.pdf

1、γ-氨基丁酸(γ-aminobutyricacid，簡(jiǎn)稱GABA)，是一種天然存在的，非蛋白組成氨基酸，具有降低血壓、改善腦功能、增強(qiáng)長(zhǎng)期記憶及提高肝、腎機(jī)能等諸多生理活性。GABA廣泛存在于自然界，但含量都很低，早期的化學(xué)合成方法成本較高，得率較低，并且因在生產(chǎn)中使用了危險(xiǎn)溶劑而無(wú)法應(yīng)用于食品工業(yè)。利用生物合成法生產(chǎn)GABA，具有成本低，含量高，使用安全等優(yōu)點(diǎn)，在食品工業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛。GABA發(fā)酵液的分離純化是實(shí)現(xiàn)GABA工業(yè)化生

2、產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。膜分離具有無(wú)相變、低耗能、操作條件溫和、分離選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，是首選的分離技術(shù)。 本研究是利用膜分離技術(shù)中的超濾和電滲析組合工藝，對(duì)GABA發(fā)酵液進(jìn)行分離純化，以期獲得高純度和高回收率的GABA產(chǎn)品。本研究主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容： 1.在高速離心預(yù)處理的基礎(chǔ)上，采用截留相對(duì)分子質(zhì)量45000的超濾膜對(duì)GABA發(fā)酵液進(jìn)行超濾分離。研究超濾壓差和循環(huán)流速對(duì)超濾過(guò)程的影響，得出了最佳超濾條件。在壓差0.10MPa，

3、循環(huán)流速1.15m/s的最佳超濾條件下，考察了濃縮比對(duì)超濾通量及GABA回收率的影響，依據(jù)超濾膜電鏡觀察的結(jié)果及超濾過(guò)程曲線，結(jié)合回收率的要求，得出最佳濃縮比為10。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，高速離心和超濾可以截留60％以上的蛋白質(zhì)，經(jīng)高速離心和超濾后，GABA的純度可由最初的3.19％增至6.20％，回收率達(dá)88.60％。 2.配置不同濃度的NaCl鹽溶液，研究了料液濃度和流速對(duì)電滲析極限電流密度的影響。濃度越高，流速越高，極限電流密度越

4、大?？疾炝颂幱诘入婞c(diǎn)狀態(tài)的氨基酸的加入對(duì)NaCl鹽溶液極限電流密度的影響，氨基酸的加入增加了主體溶液的濃度，從而增大了極限電流密度，但總的來(lái)說(shuō)，氨基酸沒有直接參與電流的傳遞，因此極限電流密度雖有所增加，但增加幅度不大。以修正的Wilson經(jīng)驗(yàn)式為基礎(chǔ)，擬合得到了加入氨基酸前后極限電流密度的變化及料液濃度、流速對(duì)極限電流密度影響的經(jīng)驗(yàn)方程式。 3.綜合考察諸多電滲析性能參數(shù)，為了獲得較好的電滲析分離效果，應(yīng)該在低于極限電流的前提下