膜法分离蛋白工艺中几个问题的研究.pdf

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1、油脂专业膜法分离蛋白工艺中几个问题的研究郑伟刘葆仁(上海市粮食科学研究所，上海200063)摘要超滤膜分离技术是最有发展前途的重大生产技术之一，目前正得到日益广泛的应用。该技术应用于大豆分离蛋白的工业化生产，目前尚处于研究试验阶段。膜的污染是阻碍超滤膜技术应用于蛋白质分离的重要因素。文中以太豆蛋白为对象，着重研究了pH值、膜的种类和膜污染之间的关系。关键词超滤膜ipH值；太豆蛋白；污染；吸畋、0前言在超滤膜的分离操作中．膜的污染是限制其应用的一个重要因素，它主要是由浓差极化和吸附等所引起的。然而，蛋白质在膜表面的吸附是一个无法避免但可设法减轻

2、的现象，蛋白质的分子量，蛋白质的性质，膜的孔径大小、·材质、表面特性以及介质的pH值、浓度、温度等都会对蛋白质在膜表面的吸附产生影响。在以往所见到的文章中，作者通常是以各种标准分子量蛋白质作为研究对象，如牛血清蛋白(平均分子量67000左右)、卵清蛋白(平均分子量43000左右)、细胞色素c等(平均分子量12000左右)。然而，在实际生产中，比如大豆分离蛋白生产中，由于所得的大豆分离蛋白并不是一个单一的组分(主要由7s、lls等组分组成)，而且大豆分离蛋白的等电点，以及其它物理、化学性质也不同于上述标准分子量蛋白质，所以以标准分子量蛋白质为对

3、象得到的结果并不适用于大豆分离蛋白的生产中。为此，我们以大豆分离蛋白为对象，着重研究了pH值在不同种类的超滤膜上对蛋白质在膜表面吸辩的影响，希望这项研究能够促进用超滤膜分离大豆蛋白这项工艺的应用。l实验部分1．1材料和试剂大豆分离蛋白：吉林不二蛋白有限公司氢氧化钠：分析纯，上海试剂四厂盐酸：分析纯，上海振兴化工厂1．2仪器杯式超滤膜评价仪：中国科学院上海原子核研究所PES一200超滤膜：中国科学院上海原子核研究所PVDF一700超滤膜：中国科学院上海原子核研究所PAN一700超滤膜：中国科学院上海原子核研究所精密硼计：上海雷磁仪器厂(精确至p

4、H0+01)精密压力表：上海自动化仪表四厂(精度0．4级)作者简介：郏伟，男，1968年6月生，工程师；上海市兴复西路441号。250中国粮油学会首届学术年会论文选编————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————一-石英电子秒表：上海手表五厂(精确至O．01秒)1．3结果与讨论首先，测定纯蒸馏水在实验用膜上的水通

5、量。然后，在蒸馏水中仅仅加入微量的HaoH溶液或稀HCl溶液，调节其pH值，分别测定实验用膜的水通量，比较二者的不同。测定温度为120℃(下同)。结果见表1，图1、2、3。表1pH值与膜的水通量的关系(同一张膜，操作压力0．2±0．02MPa)PES一200PVDF一700PAN一700胡值紫h州值鬻h州值紫L／时’l／一·+T／mz·h1．988511纯水1397．85纯水76I．062．0087229．811120．0510．62727．902．9673．327．941119，999．04733．084．0672．637．331109．8

6、77．57742584．9467．盯6151129．366．47678．23508鹋．235．441211．16554707．675．7266．474．371210．08428790．046．9168993．881235773．24816．839．1264．792，781216．432．05851．099．3767．411．931034．0523456789DH图1PES一200膜T0一pH曲线25l油脂专业盒～'县毫一赠整23456789pH图2PVDF一700膜T0一pH曲线图3PAN一700膜T0一pH曲线由图1、图2、图3可见，在操作

7、压力恒定、温度恒定、pH值不同的条件下，PES膜、PVDF膜、PAN膜的水通量并不相同，而且其变化无规律性。因此，在定义膜污染度Fw时，这样定义：凡=瓦Twx100％其中：rw为某个pH值下膜被蛋白污染后的纯水通量，靠为同一pH值下未被污染膜的水通量。配制O．5％的大豆蛋白液。取一张膜，编号，装在杯式超滤膜评价仪上。取一定量蒸馏水，仅仅加入微量NaOH溶液或稀HCl，测定pH值，倒入超滤膜评价仪，测定水的通量。取一定量的0．5％大豆蛋白溶液，用NaoH溶液或稀HCI调节到相同’pH值，倒A--角烧瓶中，将超滤膜也放人三角烧瓶中，让膜的活性面充

8、分接触蛋白液，振荡1h，取出膜，装在杯式超滤膜评价仪上，测定水通量。用不同的252。2．3．1＼■嚼餐中国粮油学会首届学术年会论文选编膜在不同的ⅡH值下重复这一步骤