膜法分离提纯功能多糖和功能低聚糖试验研究与应用
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。
功能多糖;功能低聚糖;膜法分离提纯工艺;优化设计
中国海洋大学
硕士
应用化学
高从堦
2015
中文
TQ281
74
2016-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）