γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,简称GABA)是一种重要的非蛋白氨基酸,由于其有降血压、治疗癫痫、改善脑机能等众多的生理活性,所以对其作用机理、制备研究已经成为一个热点。用高产微生物发酵生产GABA具有安全性高、成本低等优点,本研究是用膜分离技术对发酵后的料液进行处理,以期提高GABA的回收率以及纯度。本研究包括三个方面的内容:1用MWCO为50000的超滤膜对料液进行处理,针对过程参数对膜通量的影响以及两种稀释过滤在GABA回收过程中的优劣进行比较。研究证明,压力维持在0.15MPa,温度维持在40℃以下,循环流速控制在0.5m/s,pH在5左右可以使超滤过程维持较高的通量运行。对间歇式稀释过滤(DD)和连续式稀释过滤(CD)进行比较,结果表明,采用CD虽然可以节省部分时间,但是要达到相同的分离效果,需要大量的稀释溶剂,这样会给后面的浓缩带来压力,所以采用DD对发酵液进行处理,通过DD可以截留43.4%的粗蛋白,62.9%的总糖,使GABA的回收率由超滤后的50.2%提高到94.9%。2对超滤膜的污染和清洗进行了研究。使用扫描电镜可以观察到,在膜的内表面截留了大量的蛋白质、多糖等生物大分子,厚度为5~10μm。结果表明,温度控制在40℃以下,循环流速维持在0.5m/s;10min反冲一次的反冲频率和30s的反冲时间的物理清洗;温度35℃,使用200mg/L的活性氯,0.3%的LAS,pH为12的NaOH溶液清洗30min可以有效地控制膜的污染。3对超滤后发酵液的纳滤过程进行研究。首先采用蛋氨酸模拟体系进行分析,表明SR2膜对GABA进行渗透以及SR3对GABA的浓缩是可行的。通过SR2可以截留超滤过后料液中43.93%的粗蛋白,88.69%的总糖,30.05%的灰分,90%以上的色素;SR3可以截留SR2操作过后料液中85.32%的粗蛋白(主要是游离氨基酸),39.91%的灰分。从超滤和纳滤的总的分析结果看到,经过膜分离可以脱除71.81%的粗蛋白和97.47%总糖以及71.34%的灰分,GABA的纯度由高速离心后的8.87%提高到31.63%。