论文总字数：16509字

摘 要

本文根据酶解液中色素、蛋白质、多糖和核苷酸理化性质的差异，利用离子交换膜的选择透过性，采用电渗析法有效地去除了酶解液中的部分多糖、色素、蛋白质等大分子杂质，得到纯度较高的核苷酸溶液。通过不同批次的实验，分别考察了体系中电压、电流、pH值、溶液中杂质等条件对电渗析过程的影响，并对电渗析的实验条件进行了优化。实验发现，酶解液中的杂质及淡化室的pH值对电渗析过程影响较大。因此，在实验操作过程中，用NaOH调节淡化室溶液的pH值，使其大于6.0，并利用超滤技术对核苷酸酶解液进行预处理，去除部分蛋白质等大分子杂质，减少对膜的污染与堵塞，提高电渗析的电流效率和核苷酸的收率。经过多次实验验证，浓缩室中核苷酸的浓度稳定在初始酶解液的1.3-2.0倍，收率 gt;95 %，纯化得到的核苷酸溶液呈淡黄色，透光率T₄₃₀ gt;75%。

关键词：电渗析 核苷酸 酶解液 纯化

Application of Liquid Decoloring by electrodialysis method in nucleotide hydrolysis

Abstract

In this paper, based on the differences of physicochemical properties of pigment, protein, polysaccharide and nucleotide in enzymatic hydrolysate, using ion-exchange membrane permselectivity and effectively remove some macromolecules impurities, and high purity nucleotide solution was obtained by electrodialysis (ED) method. In the ED process, some key parameters, such as voltage, current, pH value, impurity were studied , and the ED process can be optimized. Meanwhile, we found that impurity and the pH value of dilute solution have great effect on ED process. Therefore, use NaOH to regulation solution in dilute chamber until the pH value was above 6.0. In order to reduce the membrane pollution, improve current efficiency and yield, enzymatic hydrolysate was pretreated with ultrafiltration technology and then some impurities such as protein were removed. After several experiments, the concentration of nucleotides in the concentrating chamber was about 1.3-2.0 times of that initial feed, nucleotide yield was higher than 95%. And enzymatic hydrolysate was canary yellow , light transmittance T₄₃₀ was above 75%.

KeyWords: Electrodialysis; Nucleotide; Enzymatic hydrolyzate; Purification

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1核苷酸概述 1

1.1.1核苷酸的结构式与理化性质 1

1.1.2核苷酸的功能与应用 1

1.2 核苷酸的分离纯化方法 2

1.3离子交换膜技术概述 3

1.4 电渗析技术 3

1.4.1 电渗析概述 3

1.4.2 电渗析技术的应用与研究 4

1.5 本文的研究意义及研究目的 4

第二章 实验器材和方法 5

2.1 实验原理与装置 5

2.2主要设备与材料 7

2.3实验方法 7

2.4分析测定方法 7

2.5评价过程中的参数计算 8

第三章 结果与讨论 10

3.1 核苷酸酶解液电渗析过程分析 10

3.1.1 核苷酸不同pH值下的解离状态 10

3.1.2 电渗析过程中淡化室和浓缩室溶液电导率及pH值的变化 12

3.1.3电渗析过程中淡化室和浓缩室核苷酸浓度的变化 14

3.2电渗析过程中的电流效率和能耗 16

3.3 操作电压对电渗析过程的影响 18

3.4杂质对核苷酸电渗析过程的影响 19

3.5电渗析的脱色效果及初步纯化效果 19

3.6 膜污染的防治及膜的清洗 22

第四章 结论与展望 24

4.1 结论 24

4.2 展望 24

参考文献 25

致 谢 27

第一章 文献综述

1.1核苷酸概述

1.1.1核苷酸的结构式与理化性质

核苷酸的结构简式：

图1-1 核苷酸的结构简式

Figure 1-1 Simple structure of the nucleotide

核苷酸是构成大分子核酸（DNA、RNA)基本单体的一类化合物的总称，由核酸碱基、戊糖以及磷酸构成。人体内的核苷酸主要来自于机体细胞的内在合成，体内细胞中主要为5′-核苷酸形式^[1]。核苷酸一般为白色粉末或结晶状物，微溶于水，水溶性呈酸性，不溶于丙酮、乙醇等有机溶剂^[2]。核苷酸具有旋光性，于260 纳米处有较强的吸收峰，可以通过核酸经磷酸二酯水解或者化学法降解获得，也可以通过微生物发酵来获得。

1.1.2核苷酸的功能与应用

核苷酸作为核酸的前身物，伴随着核酸分子分布在生物体内的各个器官、组织以及细胞内，并作为核酸的重要构成部分，在生物的遗传、发育及生长等基本生命活动中扮演着重要角色^[3]。许多单核苷酸在生物体内起着重要作用，如三磷酸腺苷（ATP）是能量代谢转化的中心，腺苷酸是生物体内重要的辅酶。有些核苷酸衍生物还是活化的中间代谢产物，比如尿苷酸能够通过体内的糖原合成途径为人体提供能量。可以说，核苷酸类化合物以及衍生物几乎参加了生物体内绝大多数的生物化学反应过程^[4-6]。工业生产方面，核苷酸主要作为调味料、汤料的使用，有提高鲜味的作用^[7]。奶粉中加入核苷酸可以起到增强孩童的免疫抵抗力和记忆力的作用。此外，核苷酸在医疗药物方面还具有抗肿瘤抗病毒等作用。总

的来说，国内外市场对于核苷酸量的需求和纯度要求正在不断提高，核苷酸也越来越普遍地应用于生物、化工、食品、医药原料等领域。

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