论文部分内容阅读
γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是由多种杆菌产生的一种胞外多肽,是某些微生物荚膜的主要组分。由于γ-PGA具有优良的生物相容性、生物降解性及无毒无污染性,使得它可作为一种理想的生物材料,广泛用作药物缓释材料,土壤、沙地的蓄水保湿剂,食品的水凝剂以及高强度纤维,具有广泛应用前景。本文主要对γ-PGA的分离纯化过程作了初步研究。由于γ-PGA发酵液的黏度很高,直接采用离心方法分离菌体非常困难,因此必须找出能替代离心的另一种有效除菌方法。本文综合比较了离心分离法、加压过滤法和微滤除菌法三者之间除菌率的大小和其他因素,确定了最优的菌体分离方法为微滤法,除菌率最高达到97.46%。同时,优化了微滤过程的操作条件:稀释度V发酵液:V水为1:2,操作温度40℃,压差在0.3~0.4Mpa左右,微滤膜类型选择1.0μm的卷式膜,过程中采用反冲提高渗透通量,大大减小膜的堵塞。除菌后的发酵液用超滤仪进行浓缩,可明显减少后续沉淀过程中乙醇的使用量。通过优化实验,确定超滤最佳操作温度为40℃,压差0.3Mpa,浓缩比为5。整个超滤过程未出现稳定过滤区,膜的堵塞情况较明显,采用适当反冲可使渗透通量提高16.1%,但效果不如微滤那么显著。此外,比较了两种稀释过滤方法对超滤浓缩液的脱色效果,确定了最佳脱色方式为间歇稀释过滤(DD),过滤次数为3~4次,浓缩液和淡液的脱色率分别达到83.89%和99.90%;而连续稀释过滤(CD)中浓缩液和淡液的脱色率分别只有72.11%和91.05%,均低于DD。比较了不同类型的有机溶剂沉淀剂和化学沉淀剂对γ-PGA的沉淀效果,确定了最佳沉淀剂为乙醇,沉淀量达到61.99g/L。不同类型乙醇对沉淀效果无显著影响,当乙醇配合300g/L硫酸铵共沉淀时沉淀量达到最大103.69g/L,但其带来的消极因素还有待于进一步考察。同时,确定了乙醇沉淀的最优条件为:pH=7沉淀倍数为6,最高沉淀量可达75.44g/L。建立了发酵液中色素的测定方法,得出最佳测定波长在440nm下,色素的相对浓度与OD值间的线性关系最佳。通过对不同种类脱色剂的静态筛选发现最佳脱色剂为大孔树脂D303,脱色率和收率分别达到81%和67%,但仍然低于DD操作后的脱色率和收率,因此有关脱色剂方面还需进一步深入研究。最后确定了最佳的干燥方式为冷冻干燥,不但γ-PGA有93.58%的高收率,而且产品的外观质量均优于其他两种干燥方式得到的产物。