论文部分内容阅读
本课题主要是对海藻糖合酶转化生产海藻糖进行研究,首先对发酵工程菌的破壁方法研究,使用超声波、溶菌酶和高压均质处理菌体后,释放酶活的结果显示,高压均质法破碎菌体时间短,细胞破碎完全,释放酶活效果最好。菌体细胞经破壁后,海藻糖合酶被释放出。然后以麦芽糖浆为底物进行酶转化实验。通过对转化条件的优化实验研究后,确定海藻糖合酶的最适反应pH为7.5;最适反应温度40℃;转化完全的最佳时间为6小时;底物麦芽糖的最佳浓度为30%,在此浓度下,海藻糖的转化率达到73.5%。对转化糖液的处理,主要是由于海藻糖和麦芽糖极难分离,同时转化时有部分葡萄糖的生成,决定将其中麦芽糖降解为葡萄糖,然后再进行分离。选择在pH=4.5、温度60℃和200U/g酶加量下,使用糖化酶处理8小时后,转化糖液中麦芽糖全部降解为葡萄糖,无残留,海藻糖保留值为99.90%。在分离前先对糖液进行脱色脱盐处理,使用活性炭对糖化液进行脱色,最佳脱色条件为:pH=5.0,温度75℃,活性炭添加量为2%(w/v),脱色时间60分钟。用001×7和201×7树脂以串联的方式,连续脱盐。经脱色脱盐后,海藻糖几乎没有损失。此时糖液中只有葡萄糖和海藻糖,可以直接进行下一步的色谱分离。通过大量的静态摇瓶筛选和单柱洗脱试验,从几种可能的树脂中筛选出分离效果最好的A216Ca2+型树脂。通过优化,得到单柱的最佳分离条件:纯净水洗脱,温度60℃,进样体积10mL,洗脱流速1mL/min时达到最大分离度R为0.56。通过对混合糖在模拟移动床系统中单柱评价实验,应用三角形理论,找到线性条件和非线性条件下的完全分离区。根据完全分离三角区的边界条件,得到SMB系统分离的理论操作参数。通过模拟移动床实际操作将理论参数不断优化,得最佳分离效果为:海藻糖纯度97.6%,其平均质量浓度为58.1g/L;葡萄糖纯度98.8%,其平均质量为71.2g/L。经过三个周期的循环稳定,计算可得海藻糖和葡萄糖的回收率分别为83.2%和79.2%。实现了海藻糖与葡萄糖的连续直接分离,说明模拟移动床完全可以应用到海藻糖的分离上,为工业化分离海藻糖研究提供一定的依据。对分离的海藻糖进行结晶实验,将海藻糖母液浓缩到60%时,加入3倍体积的95%乙醇,缓慢搅拌下结晶,可以得到大小均一、纯度为98.4%左右的海藻糖晶体,回收率为94.2%。