纳滤在L-鸟氨酸后提取中的应用研究

第３０卷第１期２０１０年２月

膜科学与技术

ｈ但＾儡ＲＡｒ、ＩＥＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＩ．０ＧＹ

Ｖｄ．３０Ｎｏ．１

Ｆｅｂ．２０１０

纳滤在Ｌ一鸟氨酸后提取中的应用研究

万红贵，朱明新，吴启赐，袁建锋，宗素艳，徐传学

（南京工业大学制药与生命科学学院，南京２１０００９）

摘要：研究了采用纳滤技术代替活性碳对Ｌ一鸟氨酸发酵液进行脱色的可行性．从６种有机膜中选择了截留分子量为５００的纳滤膜，并考察了料液ｐＨ、温度、压力、离子强度对Ｌ一鸟氨酸膜透过性能的影响．结果表明膜透过最优条件为：料液温度ｔ＝４５℃、ｐＨ＝９．０、操作压力

Ｐ＝２．０ＭＰａ，在此条件下渗滤透过液的透光率Ｔ４３０ｍｎ＝９６％，Ｌ一鸟氨酸收率达到９５．８％．此方法在技术上是完全可行的．

关键词：纳滤；Ｌ一鸟氨酸；脱色

中图分类号：ＴＱ０２８．８文献标识码：Ａ文章编号：１００７—８９２４（２０１０）０１—００８２—０４

纳滤（ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ，ＮＦ）膜是２０世纪８０年代末期问世的新型分离膜，它具有两个显著特征：一是它的截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间，约为２００～１０００；二是因其表面分离层由聚电解质构成，对不同价态的离子存在Ｄｏｎｎａｎ效应，而使得它对无机电解质具有一定的截留率…１．

纳滤膜的分离机理主要依据于筛分效应和电荷效应．对于两性溶质，当溶液ｐＨ值与两性溶质ＰＩ一致时，纳滤膜分离机理可以用细孔模型描述；当溶液ｐＨ值偏离两性溶质ＰＩ，而且纳滤膜截留分子量远远大于两性溶质分子量时，可以用固定电荷模型；同时考虑筛分效应和电荷效应时，可用静电位阻模型［２』．目前，纳滤技术在低聚糖的分离精制、果汁浓缩、肽和氨基酸的分离【３’４Ｊ抗生素浓缩与纯化等领域都已成功运用．

Ｌ一鸟氨酸（Ｌ—Ｏｒｎｉｔｈｉｎｅ）学名为口，艿一二氨基戊酸，分子式为Ｃ５Ｈ１２Ｎ２０２，相对分子质量为１３２．１６．它是人体代谢中必不可少的中间代谢产物，主要参与鸟氨酸循环（尿酸循环，Ｋｒｅｂｓ—Ｈｅｎｓｅｌｅｉｔ循环），对于氨态氮的排出有重要作用．其多功能保健作用使得近年Ｌ一鸟氨酸产品的开发逐渐升温，在医药、保健领域及化学工业的应用也日益广泛，前景一致看好．

Ｌ一鸟氨酸发酵液中色素主要来自于培养基中大量的天然色素，微生物代谢过程中分泌的色素，以及高温灭菌时产生的焦糖色素，色素分子大小范围是１０２～１０５．目前，发酵制品多用活性碳进行脱色，但活性碳脱色产品损失较大，环境污染严重，并且活性碳成本日益增高．纳滤技术不改变物料性质，适宜连续化生产并可满足ＧＭＰ或ＦＤＡ规范化生产要求，也符合节能减排的时代要求．因而利用纳滤取代活性碳对Ｌ一鸟氨酸发酵液进行了脱色研究．

１实验部分

１．１实验材料

Ｌ一鸟氨酸发酵液，实验室自制（经过离子交换）；去离子水，实验室自制；纳滤膜，美国ＰＴＩ公司提供．

１．２实验仪器

膜分离装置，南京工业大学膜科学研究所；紫外可见分光光度计，７５２Ｓ型，上海棱光技术有限公司；高效液相色谱仪，Ａｌｌｔｅｃｈ２０００，ＡＵｔｅｃｈ公司；精密ｐＨ计，ＰＨ［Ｓ一３Ｃ，上海精密科学仪器有限公司．

１．３膜装置

膜分离装置如图１所示．

１．４实验方法

１．４．１纳滤膜的分离特性测定［５］

表观截留率（Ｒ。）定义为：

收稿日期：２００８—０９—２４；修改稿收到日期：２００８—１１—２４

作者简介：万红贵（１９５５一），男，江苏无锡人，本科，研究员，从事生物分离，发酵工程研究．（ｈｇ—ｗａｎ＠ｓｉｎａ．∞ｍ）万方数据