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谷氨酸萃取与沉淀分离研究

陈景勇  
【摘要】: 随着现在生物技术的不断发展,谷氨酸的产量在逐年的提高,是目前生产量最大的氨基酸品种之一。谷氨酸提取中的环保问题给味精行业带来极大的困扰,2007年味精行业被取消了参加“中国名牌”的资格,正是因为谷氨酸的“离子交换工艺”的污染。该提取工艺流程长、耗能多、产生大量的硫酸氨废水,产品成本高。乳液液膜是70年代起迅速崛起的一门分离技术,具有高效、快速、节能、选择性好、提取率高的显著优点。至今该技术已在工业废水处理,无机离子、稀土金属提取,发酵液产品等领域得到了很好利用。 本文主要探讨了谷氨酸的测定、谷氨酸的乳液液膜法提取富集,以及对谷氨酸钙盐沉淀进行了研究。 1.谷氨酸分析方法的建立:采用茚三酮比色法对谷氨酸的含量进行分析,通过最大波长扫描,确定λ=401nm和λ=568nm作为氨基酸的研究波长,并且探索茚三酮显色反应的影响因素。在这一条件下,建立谷氨酸的分析方法,谷氨酸线性浓度范围为0.02~0.07g/L,GA:401nm回归方程:Y=47X-0.45167,相关系数:R2=0.9983;GA:568nm回归方程:Y=38.86571X-0.60346,相关系数:R2=0.9997。通过样品含量测定,测得的结果与实际浓度相对误差都小于2%,说明茚三酮比色法具有较高的准确性。 2.谷氨酸的乳液液膜提取富集:通过对乳液液膜和溶液中谷氨酸离子的研究,了解了谷氨酸被萃取的机理。通过谷氨酸的萃取实验,证明了煤油、TOMAC、表面活性剂和石蜡的油相体系适合于乳液液膜对谷氨酸的提取富集。谷氨酸的萃取与乳液液膜的溶胀有着直接关系:当渗透溶胀过大时,内相高浓度的NaCl/HCl溶液被稀释、内相pH被中和,萃取不易进行;当夹带溶胀过大时,乳液粘度增大,谷氨酸在乳液中的传递受阻。通过对乳液中的表面活性剂、萃取剂、膜添加剂等因素的研究,得到了较好的乳液萃取体系: 油相体积比:4% T-154、4%TOMAC、5%石蜡以及87%煤油;内水相:pH为5的50g/L的NaCl/HCl溶液;油水比1:1;制乳转速:10000 r·min– 1;制乳时间:3min。 3.谷氨酸钙盐沉淀研究:谷氨酸与钙反应,生成难溶于水的谷氨酸钙。通过正交实验,考察四种因素对谷氨酸钙合成的影响,他们的顺序为:反应温度pH值投料比反应时间 通过单因素分析,得到较好的配比为:谷氨酸:氯化钙= 1:1.4;pH值为13;反应时间为5h;反应温度为30℃。


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