鸡蛋清中分离活性蛋白的EDUF过程研究

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鸡蛋清中含有溶菌酶(LY)、卵白蛋白(OVA)和卵转铁蛋白(OVT)等三种活性蛋白,它们具有疾病防治,免疫调节等优良功能。但现有的从鸡蛋清中分离纯化LY、OVA、OVT的方法普遍存在设备昂贵、处理量小、耗时长、回收率低且容易引入二次污染等不足,迫切需要开发一种新型、便捷、高效且环境友好的活性蛋白分离提纯技术。Electrodialysis with ultrafiltrationmembranes(EDUF)是一种新型的膜分离技术,它是在传统的电渗析器中引入超滤膜,所引入的超滤膜为两液流提供传质的场所,而电场为离子迁移提供驱动力。超滤膜的引入使得EDUF可以用于复杂大分子量的生物分子的分离与纯化,而外加电场又能有效的减轻超滤膜的污染。因此,本文尝试将EDUF技术用于鸡蛋清中活性蛋白的分离与纯化,旨在为活性蛋白的生产提供一种新方法。  本文首先建立了反相高效液相色谱法(RP-HPLC)对鸡蛋清中LY、OVA、OVT三种活性蛋白进行定性、定量与纯度同步测定的方法。实验研究了检测波长、洗脱条件、三氟乙酸(TFA)含量、色谱柱对三种蛋白同步分离效果的影响,最后确定RP-HPLC的实验条件为:色谱柱,Kromasil300-5 C4 column250×4.6mm;流动相A,0.01%TFA水溶液;流动相B,0.01%TFA乙腈溶液;梯度洗脱程序,0-15min,5%-100%流动相B梯度上升;流速,1.0mL·min-1;检测波长,214nm;柱温,40℃;进样量,20μL。  本文以鸡蛋清经预处理而得到的活性蛋白混合物为研究对象,将工作电压、原料液pH、料液流量和原料液稀释倍数四种因素对EDUF过程的分离性能进行了L9(34)正交试验和极差分析。研究结果表明:原料液稀释倍数为10,工作电压为8V,原料液pH为7,料液流量为200mL/min时,EDUF过程的分离性能最佳。  对比了聚醚砜(PES)和聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜对EDUF回收蛋白的影响,结果表明,PES更适于蛋清中LY、OVA和OVT三种活性蛋白的同步分离与提纯。在上述工作的基础上,进一步研究了上述单因素对蛋白回收率、回收蛋白纯度、蛋白迁移率和能耗的影响。结果表明,最佳实验条件下,1L原料液(含鸡蛋清100mL)能回收纯度达91.85%的OVA2662.6mg,高于市售蛋白粉的纯度。OVT的截留率达91.81%,LY和OVA的回收率分别为17.106%和26.107%,回收率高于国内现有的分离提纯方法。最后借助于扫描电镜、傅里叶红外光谱、膜的Zeta电位等表征技术,对EDUF运行过程中膜的污染状况进行了初步的分析。结果表明,实验前、后EDUF膜堆中的阴、阳离子交换膜和超滤膜均受到了一定程度的污染。  本研究拓宽了EDUF的应用领域,为LY、OVA、OVT等同步测定提供了新的RP-HPLC法,也为EDUF技术在鸡蛋清中活性蛋白同步分离提纯中的应用提供了理论和技术支持。
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