膜法分离提纯功能多糖和功能低聚糖试验研究与应用

发布时间：2017-06-05 05:07

  本文关键词：膜法分离提纯功能多糖和功能低聚糖试验研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：天然多糖和低聚糖是功能糖的重要组成部分。随着人类健康意识的提高,天然多糖和低聚糖因具有极大的药用价值与保健功能,在食品、医药得到广泛应用。天然多糖是通过糖苷键高度聚合而成的高分子碳水化合物。其中,对普鲁兰多糖的研究比较集中、系统。低聚糖是一类由少量单糖聚合而成的小分量糖类。目前,我国对天然多糖和低聚糖的研究大多集中在生产技术领域,主要包括醇提、水提、酸碱沉淀等技术,在分离提纯方面研究相对较少,尤其是在规模化和集成化分离提纯方面更是面临着生产规模较小,生产效率较低,环境污染大,成本较高等问题,难以突破功能糖的生产瓶颈。随着反渗透膜、纳滤膜、微滤膜和超滤膜等膜技术的快速发展,膜技术广泛应用于食品、医药、化工、环保等行业。因此,广泛应用的膜技术为分离纯化功能糖提供了一种技术可靠、经济环保的工艺技术。针对目前现有分离提纯技术的缺点,课题开发一种新型的膜法分离提纯功能糖工艺技术,实现对功能糖的规模化、环保、高效生产,以此突破糖工业跨越式发展的瓶颈。目前,普鲁兰多糖和大豆低聚糖是功能糖的典型代表,也是研究相对较多的两类功能糖。本文分别以普鲁兰多糖和大豆低聚糖为研究对象,对膜法分离提纯工艺进行优化设计,主要研究内容：(1)针对普鲁兰多糖发酵液性质,结合微滤膜和超滤膜的分离特点,试验采用微滤膜-超滤膜集成工艺分离提纯普鲁兰多糖。首先,实验考察了微滤工艺参数对菌体去除效果的影响。其次,实验探讨了超滤工艺参数对分离纯化普鲁兰多糖的影响。最后,恒体积模式在最佳条件下,回收普鲁兰多糖90%以上,去除蛋白质70%以上。针对微滤和超滤膜污染,实验对膜进行污染清洗和防控。(2)针对大豆低聚糖料液性质,结合纳滤膜分离特点,试验采用纳滤膜特种分离低聚糖。通过对纳滤NF-2和NF-3的筛选,对纳滤膜的操作压力、错流速度、操作温度及料液浓度等工艺参数进行优化,确定最佳的操作工艺参数。恒体积模式在最佳条件下,回收大豆低聚糖高于80%,有效实现了大豆低聚糖的分离纯化。在此基础上,实验对纳滤膜污染进行清洗和防控。(3)针对膜法分离提纯普鲁兰多糖和大豆低聚糖的工艺技术,结合试验数据,运用膜技术手册和工程计算方法,对微滤-超滤膜集成工艺和纳滤膜特种分离两种技术工艺进行经济核算,为膜法分离提纯功能糖的工业应用提供数据支持。
【关键词】：分离提纯 普鲁兰多糖 大豆低聚糖 超滤膜 微滤膜 纳滤膜
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ028.8;TQ281
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-25
• 1.1 引言12-13
• 1.2 天然多糖和低聚糖简介13-16
• 1.2.1 天然多糖的生产方法13-14
• 1.2.2 低聚糖的生产方法14-16
• 1.3 天然多糖与低聚糖的分离提纯现状16
• 1.4 膜分离技术16-22
• 1.4.1 膜分离特征17
• 1.4.2 膜分离技术应用现状17-22
• 1.5 本课题研究的意义与研究内容22-25
• 1.5.1 课题研究的意义22-23
• 1.5.2 课题研究的内容23-25
• 第二章 膜法分离提纯普鲁兰多糖25-47
• 2.1 引言25-26
• 2.2 试验部分26-28
• 2.2.1 试验仪器与试剂26
• 2.2.2 普鲁兰多糖发酵液性质26-27
• 2.2.3 试验流程27
• 2.2.4 测试方法27-28
• 2.3 结果与讨论28-46
• 2.3.1 天然多糖发酵液的制备28-29
• 2.3.2 微滤阶段29-33
• 2.3.3 活性碳脱色33-35
• 2.3.4 超滤阶段35-41
• 2.3.5 微滤和超滤集成试验41-43
• 2.3.6 膜污染分析43-46
• 2.4 本章小结46-47
• 第三章 纳滤特种分离工艺47-63
• 3.1 引言47-48
• 3.2 试验部分48-50
• 3.2.1 试验仪器与材料48
• 3.2.2 大豆低聚糖性质48
• 3.2.3 试验流程48-49
• 3.2.4 检测方法49-50
• 3.3 结果与讨论50-62
• 3.3.1 NF-3和NF-2纳滤膜性能稳定性50-51
• 3.3.2 NF-3和NF-2纳滤膜的筛选51-52
• 3.3.3 料液浓度对纳滤NF-2分离性能的影响52-54
• 3.3.4 料液温度对纳滤NF-2分离性能的影响54-56
• 3.3.5 料液pH对纳滤NF-2分离性能的影响56-57
• 3.3.6 恒体积过滤57-59
• 3.3.7 膜污染分析与膜性能恢复59-62
• 3.4 本章结论62-63
• 第四章 经济核算63-69
• 引言63-64
• 4.1 估算方法64
• 4.2 结果与讨论64-68
• 4.2.1 普鲁兰多糖发酵液分离纯化成本的估算64-66
• 4.2.2 纳滤特种分离纯化成本的估算66-68
• 4.3 本章小结68-69
• 第五章 结论与建议69-70
• 5.1 结论69
• 5.2 主要创新点69-70
• 参考文献70-73
• 致谢73-74
• 个人简历74-75
• 发表学术论文与研究成果75

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  本文关键词：膜法分离提纯功能多糖和功能低聚糖试验研究与应用，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：422962