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高纯度γ-氨基丁酸的制备及脱色工艺研究

王兢

   本论文研究了乳酸菌SK005发酵生产GABA中试工艺,并在此基础上对浓缩液的脱色工艺进行了探讨。具体研究内容包括:纸色谱萃取分光光度法检测GABA;3000 L发酵规模工艺论证;GABA浓缩液脱色工艺探讨及高纯度GABA的制备。 采用纸色谱萃取分光光度法和HPLC法测定了发酵液中GABA含量,结果显示两种测定方法获得的GABA含量基本一致,因而纸色谱萃取分光光度法可替代HPLC法测定发酵液中GABA。与HPLC法相比,纸色谱萃取分光光度法检测成本低,适用于大量GABA样品的测定。 论证了3000 L发酵规模生产GABA及其提取工艺的可行性,总提取率为79.748%,成品中GABA含量为46.17%(占总固形物含量),该结果基本达到了300 L发酵规模的生产水平。对GABA浓缩液的主要成分分析发现,色素是影响产品纯度的主要杂质,对色素的定性实验显示其主要为焦糖色素,该色素对光和pH值的变化都具有一定的耐性,对温度有一定的敏感性。 NKA-9大孔吸附树脂是一种高效、选择性吸附脱色树脂,其吸附脱色过程为吸热过程,主要表现为物理吸附,反应温度的升高有利于脱色的进行,但是当温度达到333 K时吸附效率不再提高。考察并确定了最佳固定床操作条件:pH值为5.0,上柱流速为0.30 m/h,上柱温度为333 K,上柱浓度A440为0.941,即浓缩液中总固形物含量为1%时色素浓度。碱性乙醇再生剂结合了酸碱再生剂和乙醇再生剂的优点,具有良好的再生效果。 阴离子交换树脂是一类比较理想的脱色剂。色素在6种阴离子交换树脂上的平衡吸附数据符合Freundlich等温方程,大孔强碱性阴离子交换树脂D201是一种优良的色素吸附剂。当温度低于313 K时,色素在D201树脂上的吸附传质过程主要受液膜扩散和颗粒内扩散共同影响控制。交换动力学研究表明,适当温度升高(T<313 K)有利于离子交换反应的进行。离子交换脱色的最佳操作条件:pH值为10.0,上柱流速为0.30 m/h,上柱温度为313 K,上柱浓度A440为0.941,即浓缩液中总固形物含量为1%时色素浓度。 复床式脱色工艺结合了大孔吸附树脂对色素和蛋白的高效选择吸附以及大孔强碱性阴离子交换树脂对色素和盐高效吸附裂解的优点。采用将待脱色GABA浓缩液首先经过NKA-9大孔吸附树脂,再通过D201大孔强碱性阴离子交换树脂的工艺,D201树脂的交换量达到27倍柱体积,产品的纯度达到90.8%,具有很大的经济性。……   
[关键词]:γ-氨基丁酸;纸色谱萃取分光光度法;脱色;大孔吸附树脂;阴离子交换树脂
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:江南大学2006年