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本文以聚谷氨酸为目标提取物,分别利用PEG/硫酸铵、PEG/果糖二磷酸钠和PEG/磷酸钾盐双水相体系,研究了从离心部分除菌后的发酵液和原发酵液中提取聚谷氨酸的工艺条件和环境因素对提取率的影响,研究结果如下:
1.在20g的PEG6000/硫酸铵体系中,当相系统组成分别为15%和14%,经离心部分除菌后的发酵液的加入量为10%(w/w),添加4%的NaCl,室温条件下静置12min分相,系统的相比、分配系数和下相收率分别为0.71、0.39和78.43%:在20g的PEG1000和硫酸铵体系中,当相系统组成分别为23%和14%,原发酵液的加入量为10%时,添加2.5%的NaCl,室温条件下3000r/min离心5分钟分相,系统的相比、分配系数和下相收率分别为1.10、0.70和56.43%。
2.在20g的PEG1000/果糖二磷酸钠体系中,当相系统组成分别为23%和25%,经离心部分除菌后的发酵液的加入量为10%时,室温条件下静置15分钟分相,系统的相比和分配系数为1.20和1.39,上相收率为62.60%;在20g的PEG1500/果糖二磷酸钠体系中,当相系统组成分别为25%和23%,原发酵液的加入量为10%时,室温条件下3000r/min离心5min,系统的相比、分配系数和上相收率分别为1.19、1.42和62.80%。
3.在20g的PEG/磷酸钾盐体系中,当相系统组成为24%(w/w)PEG1500,23%(w/w)磷酸钾盐,磷酸盐缓冲液pH值为8.0,经离心部分除菌后的发酵液的加入量为10%(w/w)时,室温条件下自然分相小于5分钟,相比为0.96,聚谷氨酸的分配系数达到31.7,上相收率为96.80%以上;当相系统组成为23%(w/w)PEG1000,23%(w/w)磷酸钾盐,磷酸盐缓冲液pH值为8.0,原发酵液的加入量为10%(w/w)时,在3000r/min条件下离心5分钟,聚谷氨酸的分配系数达到37.05,上相收率达到97.80%以上,相比为1.06。
以上实验结果表明:对于经过部分除菌的发酵液和原发酵液,无论采用自然分相还是离心分相方式,聚谷氨酸在PEG/磷酸钾盐体系的分配效果均优于其它两种体系。
实验结果还表明:不同成相组分、相物质的分子量和浓度、发酵液的浓度和体系的pH值对聚谷氨酸的分配系数和提取率都有不同程度的影响:其中体系的pH值对提取率的影响显著,在10~50℃环境温度范围内,温度变化对提取效果影响不明显。