ε-聚赖氨酸提取新工艺研究

发布时间：2020-03-29 08:18

【摘要】：ε-聚赖氨酸(ε-poly-L-lysine,简称ε-PL)是由25-35个赖氨酸残基通过α-羧基和ε-氨基连接而成的一种同型氨基酸聚合物,其分子量范围主要在2300-4500 Da,其在酸性、中性和微碱性环境下对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌和霉菌均有显著抑制作用。因此,ε-PL被用作一种绿色、安全的生物食品防腐剂。此外,由于ε-PL具备的多阳离子特性,其在医药、材料等其他方面也有着广泛应用,是一种具有巨大潜在市场价值的新型工业生物技术产品之一。本论文主要聚焦利用双水相和膨胀床两种新方法直接从发酵液中分离和提取ε-PL的研究。基于前期研究基础,本论文探究了关于ε-PL提取的新工艺,对提取工艺进行了优化以及对对提取工艺稳定性进行相关的考察,最后成功构建出一条ε-PL提取工艺。取得的主要研究成果如下:(1)考察了双水相萃取ε-PL的效果,筛选出了最优萃取效果的有机溶剂和无机盐组成的双水相体系:乙醇/硫酸铵双水相体系;最佳的萃取条件为:乙醇/硫酸铵质量浓度为20%/20%,pH9.5,温度25℃,萃取三次。在最佳萃取条件下,蛋白和色素去除率分别达到85.66%和60.00%,ε-PL收率为96.15%。构建出了基于双水相萃取ε-PL的提取工艺。(2)研究了从未经预处理的发酵液中直接分离提取目的物的原位提取实验,筛选出了最优的吸附树脂D004氨型树脂:树脂颗粒密度1.25 g·cm~(-3),吸附完成时间4 h,洗脱完成时间4.5 h,对ε-PL吸附量144.88 mg·g~(-1),解吸率94.98%。构建了树脂原位吸附的初步工艺,在该提取工艺中,我们实现了对杂质的有效去除,最后产品的纯度也在95%以上,最后,总的收率也达到了75.23%。(3)完成了膨胀床吸附操作的实验与条件优化,基于前面筛选出的D004氨型树脂,进行膨胀床吸附操作,得出上样速率,树脂床体积这二者与树脂膨胀比关系皆为线性递增关系,在上样速度15 BV·h~(-1)时,膨胀床的吸附效率最高,此时树脂的动态吸附容量为130 mg·g~(-1),膨胀比为1.34。构建了基于膨胀床吸附技术的新的提取工艺,经过该工艺提取的ε-PL产品,外观接近为奶黄色,最终总的ε-PL收率可以达到73.66%,液相检测纯度可以达到98.82%。
【图文】：

化学结构,赖氨酸,聚合度,苦味

绪论第一章绪论赖氨酸概述赖氨酸的性质赖氨酸（ε-poly-L-lysine, ε-PL）是由链霉菌、丝状真菌或芽孢杆菌属微生物次级代谢产物。1977 年，Shima 等[2]在筛选 Dragendorff Positive 物质的过霉菌的发酵液中发现这种氨基酸多聚物，分子量为 3200-4500 Da，其结构PL 样品外观通常为淡黄色粉末，略带苦味且聚合度高的比聚合度低的苦味，在水中溶解度较高（大于 200 g·L-1），而在乙醇中溶解度很低[3]。ε-PL 的广，其对细菌、霉菌以及耐热性芽孢杆菌和一些病毒等均有一定的抑制作热稳定性较高，在高温条件下加热 20 min 均不会影响其聚合度和生物活 9.0 左右，，在 pH<9.0 条件下，容易与溶液中的荷负电物质通过静电作用

膨胀床,固定床

图 1-7 膨胀床与固定床的操作对比Fig.1-7 Expanded bed compared with packed be床和流化床优点的基础上，设计出了膨胀床操作，点。提取过程中，料液会从膨胀床的底部通入，自床中的吸附剂颗粒漂浮起来，当吸附剂颗粒的沉降处于一种平衡稳定状态，在该状态时吸附剂颗粒也分配，颗粒较大的吸附剂主要分配与下部，而颗粒颗粒膨胀起来后，颗粒与颗粒之间就会产生空隙，空隙通道顺利通过，而我们的目的物则会被吸附剂粒，而回收目的物的效果。中最常使用的吸附剂是离子交换树脂，主要因为树低，再生容易，近几年在中草药有效成分提取中经的影响，包括树脂的骨架结构，离子交换基团，离吸附剂对膨胀床吸附操作至关重要。膨胀比是膨胀树脂膨胀比的大小影响到菌体细胞等固体颗粒是否
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ922.3

【参考文献】