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甘薯淀粉生产废液中糖蛋白的提取及其生物活性和结构的研究

程坷伟  
【摘要】:我国是甘薯生产世界第一大国,甘薯在加工中主要用于甘薯淀粉的生产。而甘薯淀粉生产中产生大量的废水,废水中又富含多糖和糖蛋白类物质,这些有机物是造成环境污染的主要原因。同时,日本科学家发现甘薯中存在的糖蛋白具有很好的调节免疫力和抗肿瘤的功能。如果能把甘薯生产淀粉的废水中的糖蛋白提取出来不但可以减少甘薯生产淀粉废水的环境污染,而且可以得到一种具有高附加值的生物活性物质,具有很大的理论意义和实用价值。 本课题采用超滤技术从甘薯淀粉生产废水中提取甘薯糖蛋白,并对其生物活性和结构进行了研究,主要研究内容如下: 确定了从甘薯淀粉生产废水中提取甘薯糖蛋白的工艺路线:甘薯淀粉生产的废水经过两次离心(1,900和3,000r/min)和过滤(400目滤布)后,通过无机陶瓷膜超滤进行初级浓缩,然后再经过真空浓缩,加入70%(终浓度)的乙醇得到沉淀,沉淀经过冷冻干燥得到甘薯粗糖蛋白样品。 采用中空纤维聚砜超滤设备浓缩甘薯淀粉生产废水的最佳工艺条件、糖蛋白的截留率和粗糖蛋白的提取率分别为:压力0.17MPa,pH=6.5,温度20℃。将100L料液进行浓缩,体积浓缩倍数为7.7倍,糖蛋白浓缩倍数5.25倍,糖蛋白的截留率为68.25%,粗糖蛋白的提取率为0.67%(占甘薯鲜重)。采用无机陶瓷超滤设备浓缩甘薯淀粉生产废水的最佳工艺条件、糖蛋白的截留率和粗糖蛋白的提取率分别为:压力0.35MPa,pH=6.5,温度20℃,u=2m/s。将100L料液进行浓缩,体积浓缩倍数为8.3倍,糖蛋白浓缩倍数为7.5倍,糖蛋白的截留率达到91%,粗糖蛋白的提取率为0.88%(占甘薯鲜重)。 两种超滤膜各有特点,虽然中空纤维聚砜超滤设备成本低,处理量大,但是和无机陶瓷膜超滤设备相比膜污染严重,膜清洗困难,糖蛋白损失多,所以相比较而言无机陶瓷膜超滤设备更适合于从甘薯淀粉生产废水提取糖蛋白。 建立了采用无机陶瓷膜超滤设备从甘薯淀粉生产废水中提取糖蛋白的数学模型: 采用该数学模型和相应的数学软件,当超滤操作条件改变时,可以预测超滤通量的变化;同时当通量一定时,采用该模型可以选择合适的操作条件。通过甘薯粗糖蛋白的急性毒性试验,结果证明甘薯粗糖蛋白并不存在急性毒性。研究了甘薯粗糖蛋白的调节免疫力生物活性,小鼠碳阔清试验证明甘薯粗糖蛋白具


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