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)量和消費量僅次于谷氨酸，居第二位。中國目前已經(jīng)成為全球最大的賴氨酸市場，2015年賴氨酸產(chǎn)量約110萬噸，國內(nèi)市場供應(yīng)總量80萬噸以上。價格方面，2017年國內(nèi)第一季度98含量賴氨酸價格約為9.1-9.3元/公斤，70含量賴氨酸價格約為5.3-5.5元/公斤。基于賴氨酸在眾多

2、領(lǐng)域中的重要作用以及市場需求和價格差異，進行賴氨酸生產(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。
　　本課題針對新型菌株發(fā)酵生產(chǎn)賴氨酸的分離工藝進行研究，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)和動態(tài)吸附過程，主要結(jié)論如下：
　?。?）建立了賴氨酸和葡萄糖的分析測試方法。分別對茚三酮分光光度法測定賴氨酸含量、OPA柱前衍生高效液相色譜法測定賴

3、氨酸含量和高效液相示差法測定葡萄糖含量進行了驗證和檢測條件優(yōu)化，并建立了相應(yīng)的標準曲線，曲線的相關(guān)性均較好。
　　（2）對7種樹脂進行篩選。靜態(tài)實驗表明，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。實驗確定最佳吸附條件為：賴氨酸溶液體積100mL，pH為3.5-4.5，吸附時間2h，吸附能力最高可達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，解析時間4h，解吸率最高為96.8%。
　　（4）研究了不同溫度、不同pH下001×7型離子交換樹脂對賴氨酸的吸附等溫線，并采用Freundlich模型和Langmuir模型對樹脂吸附

5、賴氨酸過程進行描述。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對樹脂吸附動力學(xué)的影響，表明假二級吸附動力學(xué)模型能夠很好的模擬賴氨酸吸附過程。
　　（5）研究了001×7型樹脂動態(tài)吸附解吸賴氨酸的影響因素，實驗確定最優(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。
　?。?）動態(tài)吸附葡萄糖實驗表明，001×7型樹脂對葡萄糖僅僅是物理吸