離子交換樹脂法分離純化賴氨酸的研究.pdf

1、賴氨酸是三種堿性氨基酸之一，是人體最缺乏的、非自身合成的限制性氨基酸，卻在人體或動(dòng)物新陳代謝過程中不可或缺，因此常用作食品添加劑和飼料添加劑。賴氨酸的需求廣泛，其產(chǎn)量和消費(fèi)量?jī)H次于谷氨酸，居第二位。中國(guó)目前已經(jīng)成為全球最大的賴氨酸市場(chǎng)，2015年賴氨酸產(chǎn)量約110萬噸，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)供應(yīng)總量80萬噸以上。價(jià)格方面，2017年國(guó)內(nèi)第一季度98含量賴氨酸價(jià)格約為9.1-9.3元/公斤，70含量賴氨酸價(jià)格約為5.3-5.5元/公斤?；谫嚢彼嵩诒姸?/p>

2、領(lǐng)域中的重要作用以及市場(chǎng)需求和價(jià)格差異，進(jìn)行賴氨酸生產(chǎn)特別是分離純化，已經(jīng)成為氨基酸生產(chǎn)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　本課題針對(duì)新型菌株發(fā)酵生產(chǎn)賴氨酸的分離工藝進(jìn)行研究，采用離子交換樹脂法，從樹脂類型、吸附及解吸條件等方面，探索了分離工藝的條件數(shù)據(jù)，并分析了離子交換樹脂分離賴氨酸的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)吸附過程，主要結(jié)論如下：
　　（1）建立了賴氨酸和葡萄糖的分析測(cè)試方法。分別對(duì)茚三酮分光光度法測(cè)定賴氨酸含量、OPA柱前衍生高效液相色譜法測(cè)定賴

3、氨酸含量和高效液相示差法測(cè)定葡萄糖含量進(jìn)行了驗(yàn)證和檢測(cè)條件優(yōu)化，并建立了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線，曲線的相關(guān)性均較好。
　?。?）對(duì)7種樹脂進(jìn)行篩選。靜態(tài)實(shí)驗(yàn)表明，來源于天津波鴻樹脂科技有限公司的001×7型離子交換樹脂對(duì)5g/L賴氨酸的吸附量為0.0751g/g，解吸率為96.33％。而且001×7型樹脂對(duì)賴氨酸具有高度選擇性，幾乎不吸附葡萄糖，所以選擇001×7型離子交換樹脂進(jìn)行賴氨酸吸附的后續(xù)研究。
　?。?）研究了001×7型

4、樹脂靜態(tài)吸附、解吸賴氨酸的影響因素。實(shí)驗(yàn)確定最佳吸附條件為：賴氨酸溶液體積100mL，pH為3.5-4.5，吸附時(shí)間2h，吸附能力最高可達(dá)0.09g/g濕樹脂；以氨水溶液作為賴氨酸的解吸劑，確定最佳解吸條件為：氨水濃度1mol/L，體積為100mL，解析時(shí)間4h，解吸率最高為96.8%。
　?。?）研究了不同溫度、不同pH下001×7型離子交換樹脂對(duì)賴氨酸的吸附等溫線，并采用Freundlich模型和Langmuir模型對(duì)樹脂吸附

5、賴氨酸過程進(jìn)行描述。該吸附過程更加符合Langmuir等溫吸附過程，屬于單分子層吸附。分別研究了溫度、pH對(duì)樹脂吸附動(dòng)力學(xué)的影響，表明假二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型能夠很好的模擬賴氨酸吸附過程。
　　（5）研究了001×7型樹脂動(dòng)態(tài)吸附解吸賴氨酸的影響因素，實(shí)驗(yàn)確定最優(yōu)條件為：上樣濃度25g/L-40g/L，上樣流速2.5mL/min，洗脫流速2.5mL/min。
　?。?）動(dòng)態(tài)吸附葡萄糖實(shí)驗(yàn)表明，001×7型樹脂對(duì)葡萄糖僅僅是物理吸