牛初乳中乳铁蛋白分离纯化的产业化技术参数研究

牛初乳中乳铁蛋白分离纯化的产业化技术参数研究

论文摘要

乳铁蛋白是一种结合性糖蛋白,可以与铁等离子结合,具有抗菌、抗病毒、提高免疫力、抑制肿瘤、预防冠心病、促进有益菌群生长等作用,是食品药品等领域的重要原料。本研究的目的是将膜分离技术和离子交换树脂纯化技术结合,通过中试确定能够应用于产业化的技术参数,使牛初乳中的乳铁蛋白在产业化生产中进一步提高纯度。试验力求以最经济可靠的方法、最高效实用的技术制备优质的、高纯度的乳铁蛋白。本论文包括三个方面的研究内容:1.膜分离法分离乳铁蛋白的技术参数研究。以牛初乳为原料,经过前处理除杂蛋白,微滤膜过滤后,采用两种超滤膜截留,根据单因素试验和旋转试验,确定最佳工艺参数为:料液温度31.8℃,操作压力0.20 Mpa,pH值7.0。实际超滤膜通量为53.2 L/m~2·h,采用分光光度法对乳铁蛋白进行检测,得到膜效能为0.79 g/m~2·min,检测纯度达到66.0%±0.5%。采用水洗结合碱洗的膜清洗方法,减少了膜堵塞现象,使膜通量恢复率达到95%以上。2.离子交换树脂法纯化乳铁蛋白技术参数的研究。将膜分离得到的乳铁蛋白粗品进行纯化,通过静态吸附试验筛选D151、D152、D113、DLT、110等几种弱酸性阳离子交换树脂,根据吸附容量和解吸情况,确定最佳分离树脂为D151。动态试验对进样浓度、洗脱方式、洗脱剂、进样速率、洗脱速率、缓冲体系等因素进行考察,选用L9(3~3)正交试验对进样浓度、进样速率、洗脱速率条件进行优化。确定最佳纯化条件为:以0.3、0.9 mol/L NaCl溶液进行两步阶跃洗脱,缓冲溶液pH 7.0,进样浓度20 mg/mL、进样速率1.0 mL/min、洗脱速率1.5 mL/min。1 kDa分子量超滤膜对得到的样品进行脱盐浓缩、真空冷冻干燥处理,得到样品纯度为90.6%±0.5%。3.模拟移动床色谱纯化乳铁蛋白的中试参数确定。根据实验所得的离子交换纯化乳铁蛋白参数,进行单柱放大验证试验,按照选定条件范围,结合真实移动床模型与模拟移动床色谱理论关系,设计产业化技术参数,并进行中试,得出模拟移动床色谱(SMB)纯化条件为:切换时间780 s、进样流速14.0 mL/min、洗脱流速16.0 mL/min、再生速率10.0 mL/min、水洗速率20.0 mL/min,得到乳铁蛋白的回收率为93.5±0.5%,电泳检测与标准Marker进行比照,证明模拟移动床色谱分离纯化试验得到的是乳铁蛋白。将样品与HPLC测定的乳铁蛋白标准品进行对比,纯度为95.8±0.5%。模拟移动床色谱纯化与单柱色谱分离乳铁蛋白比较,前者在运行成本上节约了洗脱液用量5倍、节省运行时间近10倍。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 引言
  • 1.1 乳铁蛋白概述
  • 1.2 乳铁蛋白的分离纯化方法研究进展
  • 1.3 课题的研究背景及意义
  • 1.4 课题主要研究内容
  • 1.5 研究技术路线
  • 第二章 膜分离法分离乳铁蛋白的工艺参数研究
  • 2.1 试验材料
  • 2.2 试剂配制
  • 2.3 检测方法
  • 2.4 计算方法
  • 2.5 技术路线
  • 2.6 结果与分析
  • 2.7 本章小结
  • 第三章 离子交换树脂法纯化乳铁蛋白的技术参数研究
  • 3.1 试验材料
  • 3.2 试剂配制
  • 3.3 测定方法
  • 3.4 试验方法
  • 3.5 结果与分析
  • 3.6 本章小结
  • 第四章 模拟移动床色谱纯化乳铁蛋白产业化技术参数研究
  • 4.1 试验材料
  • 4.2 试剂配制
  • 4.3 试验方法
  • 4.4 结果与分析
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 结论与建议
  • 5.1 结论
  • 5.2 建议
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介
  • 相关论文文献

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