膜技术分离透明质酸发酵液可行性研究

研究了采用膜技术分离透明质酸(HA)的可行性。试验表明，PVDF材质的膜适合于HA发酵液的过滤分离；以膜分离技术为主体，采用微滤和超滤相结合的工艺，能够实现HA发酵液的分离提纯。HA浓度在一定的范围内(微滤：≤1.2g／L；超滤：≤1.5g／L)，膜工艺可稳定的运行。膜的选择性与TMP、剪切流速有一定的关系；对于微滤膜，合适的TMP应为0.1MPa；超滤膜为0.15MPa；试验中最佳的剪切流速应为1.25m／s。     

工业发酵液中谷氨酸结晶介稳区测定及其对生产的意义

本文测定了在三种体系内,即纯水、含1％NH_4离子浓度水溶液及实际工业发酵液体系中谷氨酸的溶解度和超溶解度曲线。将这些曲线用数学表达式拟合,便可计算出谷氨酸等电点结晶的介稳区宽度。实验结果表明,介稳区宽度在纯水、含1％NH_4离子浓度的水溶液和实际工业发酵液体系内相应逐渐变窄,即谷氨酸在这些体系中的溶解度逐渐变大。其拟合的饱和度和超饱和度曲线具有以下形式:C=ae~(bt)从介稳区宽度数学模型出发,提出了用计算机控制的连续等电结晶新工艺来提高谷氨酸收率的设想。     

陶瓷膜在谷氨酸发酵液除菌过程中的应用

对陶瓷膜在谷氨酸发酵液除菌过程中的应用进行了实验研究。实现了除菌、洗菌、浓缩过程连续化操作 ,浓缩倍数达到 2 5倍。选择了合适孔径的陶瓷膜 ,确定了膜的操作条件和再生方式。当加水量为发酵液量的 0 1倍时 ,水洗后谷氨酸收率 >99 7%。除菌率 >99 98%。     

离子交换法从发酵液中提取L-异亮氨酸

采用天然高分子絮凝剂壳聚糖对L 异亮氨酸发酵液进行预处理,在发酵液pH2、壳聚糖用量30mg/L的条件下可取得较好的絮凝效果.通过静态吸附实验,考察了pH和L 异亮氨酸质量浓度对平衡吸附量的影响,最后确定了732#离子交换树脂提取L 异亮氨酸的最佳工艺条件:上柱发酵液pH2,上柱速度0.6BV/h,洗脱液为0.5mol/L的NH4Cl,洗脱体积流量0.5BV/h.洗脱液经脱色、浓缩结晶后得L 异亮氨酸成品,总提取率为55%.     

离子交换法从发酵液中提取丙酮酸

选择122树脂用于丙酮酸发酵液的脱色,在发酵液丙酮酸质量浓度为60g/L、pH3.0、脱色空间流速为1.8mL/(mL*h)的条件下可取得较好的脱色效果,丙酮酸损失率低于6%.从8种碱性阴离子交换树脂中筛选出330弱碱性阴离子树脂(氯型),用于从发酵液中提取丙酮酸.考察了不同操作条件对固定床离子交换效果的影响,上柱料液pH的变化对流出曲线的形状影响不大.当上柱料液的pH和丙酮酸质量浓度分别控制在4.0和40g/L时,可以获得较高的有效体积交换容量(分别为0.534mol/L树脂和0.530mol/L树脂).实验范围内体积流量对交换过程的影响不大,在较低的离子交换空间(0.44mL/(mL*h))下有效体积交换容量较高(0.604mol/L树脂).考察了固定床洗脱工艺条件对洗脱效果的影响.当洗脱剂盐酸的浓度为2mol/L、洗脱空间流速控制在0.44mL/(mL*h)左右时洗脱效果较好.采用较佳的工艺条件进行固定床单柱操作,实验得到离子交换单元的丙酮酸收率为97.0%.     

离子交换法从发酵液中提取L-精氨酸

介绍了从发酵液中提取L精氨酸的工艺方法。确定了絮凝法预处理发酵液的最佳条件:聚丙烯酰胺的用量为400mg/L,发酵液pH值为10.0,温度为30℃。固定床离子交换的最佳工艺条件:上柱发酵液pH值为2.0,上柱流速为2mL/min,氨水洗脱浓度为0.1mol/L,流速为2mL/min。脱色工艺的最佳条件:活性炭用量为10g/L,脱色温度为80℃,pH值为5.0。整个提取过程中,L精氨酸的总收率为91.2%。     

磁聚复配物对L-乳酸发酵液的预处理研究

对用磁聚复配物预处理L-乳酸发酵液进行了研究,讨论了pH值、复配物用量、搅拌速度与时间、温度、磁场强度对絮凝效果的影响。实验结果显示,在pH5~6,40 mg/L壳聚糖与100 mg/L Fe3O4复配,200r/min下搅拌5 min,35~55℃,外加磁场(0.5T)作用1 min的情况下,发酵液的絮凝率达到了98.5%,表明磁聚复配物对L-乳酸发酵液中的蛋白质具有优良的絮凝能力,且更大的优势在于显著提高了固液分离的速度。     

酶解法去除透明质酸发酵液中蛋白质

为有效降低透明质酸的蛋白质质量分数,通过单因素试验和响应面优化试验对酶解法去除透明质酸发酵液中蛋白质进行研究。在蛋白酶的筛选实验中,结果表明,胰蛋白酶处理后的蛋白质质量分数最低,并确定了胰蛋白酶酶解的最适条件:酶解p H 8.4、酶解温度50℃、酶用量44 000 U/g、酶解时间6 h。在此条件下透明质酸的蛋白质质量分数为6.75%,蛋白质去除率为66.25%。经过硅藻土进一步后处理,得到透明质酸产品蛋白质质量分数小于0.1%,蛋白质去除率达到99%以上,符合医药级透明质酸标准。     

味精粗料作为聚谷氨酸合成前体的培养条件优化

为降低聚谷氨酸生产成本,采用本实验室筛选得到的枯草芽孢杆菌,编号为CGMCC No.1250。考察了不同的谷氨酸钠替代品,味精粗料最佳,并考察了味精粗料的含量、碳源和氮源及其浓度、NaCl浓度、装液量以及温度等对-γPGA产量的影响。实验结果表明,对于该菌株,最适碳源和氮源分别是蔗糖和蛋白胨;在含有70 g/L蔗糖5、0 g/L蛋白胨、30 g/L NaCl,pH7.0,含味精粗料体积分数为26.6%(含谷氨酸120 g/L)的发酵液中,37℃,220 r/min培养24 h,-γPGA的产量达到41.7g/L。     

利用金属膜过滤异养小球藻发酵液的研究

异养小球藻发酵液质量体积浓度高、成分复杂,使用其它固液分离方法效果不理想。利用单因素试验、响应面分析对金属膜过滤异养小球藻发酵液进行工艺条件优化,获得了二次回归模型,建立最优工艺条件为过滤时间2.5 h、过滤温度60℃、0.4 MPa,此时实际膜通量为133.59 L/M~2·h。     

发酵丁二酸提取液的脱色工艺研究

研究了不同原料发酵丁二酸提取液的脱色条件。确定了理想的脱色材料—TX—328P粉末状活性炭,得出单一活性炭脱色的优化条件:操作温度为75℃,pH 2～3,脱色时间30 min,对玉米糖浆发酵提取液.活性炭用量为0.8%,其脱色率达92%,丁二酸的损失率为3.2%;对甘蔗糖蜜发酵提取液,活性炭用量为2.5%,脱色率达97%,丁二酸的损失率为6.2%。采用AB-8型大孔吸附树脂吸附和TX～328P活性炭相结合的两步脱色方法,对甘蔗糖蜜发酵提取液的脱色率达98.2%,两步脱色总丁二酸损失率为6.0%,活性炭用量减少到0.1%,树脂可反复使用。     

应用膜过滤提取灵芝多糖的研究

从工业化的角度将超滤技术应用到灵芝多糖的提取过程中,并通过AcA44 凝胶层析的方法对将发酵原液、膜过滤后的截留液及透过液进行AcA44 层析分析。结果表明：将灵芝多糖发酵上清液运用膜过滤,不仅可去除部分小分子质量的多糖,提高大分子质量多糖的比例,而且使得后酒精沉淀获得的产品品质明显得到提高。     

对羟基联苯法定量测定发酵液中的乳酸

对传统的对羟基联苯法进行了优化,应用于定量测定发酵液中的乳酸.首先对发酵液进行适当预处理,去掉蛋白质和葡萄糖,再利用正交设计对影响显色的几个重要因素进行了优化,结果表明,最佳测定波长为565nm;最佳显色条件为氢氧化钙0.05g,20%硫酸铜0.8ml,浓硫酸6ml,0.5%对羟基联苯0.125ml,静置时间15min,加热显色时间5min.标准曲线回归方程为A=0.0189C-0.0808(n=8),r=0.9989.在15～50μg/ml范围内呈良好线性关系.平均回收率为102.4%.显色稳定保持2h以上,RSD为2.6%(n=12).该方法解决了传统对羟基联苯法显色时间长、准确度不高等问题,适合于发酵液中乳酸含量的测定.     

旋光法测定发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸

通过测定发酵液的旋光度及其葡萄糖质量浓度,计算发酵液中2- 酮基-D- 葡萄糖酸的质量浓度,并考察该方法实际应用的可行性。结果表明：对照品溶液的旋光度、2- 酮基-D- 葡萄糖酸质量浓度和葡萄糖质量浓度之间存在良好的线性关系,R2 ＞ 0.9999;该方法精密度、稳定性和重现性良好,2- 酮基-D- 葡萄糖酸的平均回收率为102.60%,RSD 为2.17%(n=5)。该方法可用于发酵液中2- 酮基-D- 葡萄糖酸的定量检测。     

毛细管电泳测定乳酸发酵液中有机酸

运用毛细管区带电泳模式,在磷酸缓冲液中成功地分离了苹果酸、甲酸、乙酸、丙酸、琥珀酸、酒石酸、柠檬酸、乳酸、草酸9种有机酸。研究了缓冲液浓度、pH值、电泳电压、检测波长等因素对分离的影响,并对实际发酵液进行分析测定,加标回收率为97.5%～107.1%。该方法简便、快速、准确,适于整个发酵过程条件的优化及发酵产物的监控工作。     

陶瓷膜在甘油发酵液除菌中的应用

将陶瓷膜应用于甘油发酵液的除菌操作中,考察了操作参数和清洗方法对膜通量的影响。结果表明,在压差0.1MPa、温度30℃、pH值7.0和错流速度3.5m/s条件下操作,有利于提高膜通量;发酵液过滤后,先以质量浓度为1%的NaOH和质量浓度为0.2%的NaClO混合液清洗膜40min,再以质量浓度为0.5%的HNO3溶液清洗5min,膜通量可迅速恢复。因此,陶瓷膜在甘油发酵液的除菌中是高效可行的。     

丁二酸发酵液的膜分离过程研究

通过微滤、超滤等膜分离技术对丁二酸发酵液进行了分离纯化,考察了温度、压力差、pH值、循环流速等因素及操作方式对丁二酸分离的影响。丁二酸发酵液经稀释后可直接进行微滤操作,微滤的优化工艺条件为:pH5.0,40℃,△P=0.03MPa,循环流速0.71m/s,采用间歇反冲可降低膜污染程度,维持较高通量;微滤除菌率达99.6%,蛋白质去除率87%,脱色率92%。将得到的微滤液在20℃,pH5.0,△P=0.05MPa,0.83 m/s循环流速下进行超滤,滤液透光率≥60%,蛋白质质量浓度仅5mg/L。经2步膜分离,蛋白质去除率达99.45%,丁二酸收率达93%。     

采用离子排斥色谱法分析发酵液中的琥珀酸等代谢产物

采用离子排斥液相色谱法对琥珀酸及发酵液中常见的代谢产物进行了分析。以高交联度磺化苯乙烯-二乙烯基苯共聚物多孔微球作为固定相的Aminex HPX-87H离子色谱柱为分析柱,利用示差折光检测器对9种有机酸(琥珀酸、柠檬酸、α-酮戊二酸、苹果酸、丙酮酸、乳酸、乙酸、甲酸和丙酸)、葡萄糖及乙醇进行了较成功的分离,并应用于琥珀酸放线杆菌发酵液的产品分析。通过色谱条件优化,选定了55℃柱温和10 mmol/LH2SO4作为流动相。发酵液样品中有机酸、葡萄糖和乙醇的平均回收率在96.0%-104.8%,精密度偏差在0.4%-3.5%范围内。     

电渗析脱盐分离发酵液中氨基酸的研究

在确定极限电流密度的前提下,测定了氨基酸盐溶液在电渗析过程中,不同淡水流速和浓度对脱盐率及氨基酸回收率的影响,得出了最佳操作参数。同时,通过模拟γ-氨基丁酸(GABA)发酵液的组成,分别配制了乳酸和葡萄糖模拟发酵液,从而测定了发酵液中其他物质的存在对电渗析过程的影响。     

发酵液中克拉维酸含量的测定方法

介绍了3种测定克拉维酸含量的方法,即高效液相色谱法、紫外分光光度法与生物效价法,3种方法测定结果进行分析研究,得出三种方法之间具有较好的相关性。高效液相色谱法及紫外分光光度法均基于克拉维酸与咪唑反应衍生后的衍生物在312nm处有特征吸收,且衍生后的色谱图在反相高效液相色谱柱上可有效避免发酵液中其他组分的干扰;生物效价法采用KlebsiellapneumoniaeATCC29665作为指示菌。由于3种方法测定结果之间具有相关性,可以根据不同的实验条件及实验目的选用不同的检测方法。