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阿斯巴甜母液中苯丙氨酸和天冬氨酸的分离

作　者: 吴国光
导　师: 彭奇均
学　校: 江南大学
专　业: 化学工艺
关键词: 苯丙氨酸天冬氨酸色谱分离树脂疏水作用氢键作用吸附等温线
分类号: TQ028
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

苯丙氨酸和天冬氨酸是阿斯巴甜母液中的二种氨基酸,其中苯丙氨酸的价格很高,但是常规的分离方法无法实现这一部分苯丙氨酸清洁化的回收。本文通过选用了色谱法对苯丙氨酸和天冬氨酸进行了有效的分离,得到结果如下:1.比较研究了紫外双波长检测法和紫外旋光混合检测法两种方法,选择了紫外双波长检测法作为苯丙氨酸和天冬氨酸的定量方法,在λ=257nm和λ=230nm波长下苯丙氨酸和天冬氨酸能准确定量,其中苯丙氨酸浓度的标准偏差<1%,天冬氨酸浓度的标准偏差<3%。2.论文选用了色谱法作为苯丙氨酸和天冬氨酸的分离方法,以水作流动相,苯丙氨酸和天冬氨酸在吸附树脂上表现出了良好的分离效果。进一步研究了树脂的极性、比表面积和孔容对苯丙氨酸和天冬氨酸的色谱分离的影响,其中树脂的极性起了决定性作用,苯丙氨酸和天冬氨酸在非极性和弱极性吸附树脂上普遍能实现分离,以AB-8树脂作分离填料时,分离度达到了6.887。苯丙氨酸在吸附树脂上的的保留时间大小顺序:弱极性树脂>非极性树脂>中极性树脂>极性树脂;天冬氨酸的保留时间随树脂极性的增加逐步增加。在以交联聚苯乙烯为骨架的弱极性吸附树脂上,天冬氨酸的保留时间随孔容的增加逐步增加,随树脂的比表面积增加而减小,苯丙氨酸的保留时间随着树脂比表面积和孔容的改变,出现小范围内的波动。3.苯丙氨酸和AB-8树脂之间同时存在疏水作用氢键作用,天冬氨酸与AB-8树脂之间存在氢键作用。氢键作用是实现苯丙氨酸和天冬氨酸在AB-8树脂上分离的关键,在整个色谱分离过程中占主导。以水为流动相,疏水作用拉近了苯丙氨酸分子疏水部分与树脂表面的氢键作用位点的距离,促进氢键作用形成。洗脱剂中盐的存在,减弱了水分子对苯丙氨酸疏水基团的保护作用,使得苯丙氨酸分子与AB-8树脂间疏水作用增强。在较低盐浓度条件下,苯丙氨酸的保留时间几乎成线性增加。在极低盐浓度下,疏水作用的增强必须克服某一个阀值才能使得氢键作用增强,这种增强作用随离子强度增加瞬时完成,体现为苯丙氨酸保留时间的陡然增加。当盐的离子强度进一步增加时,氢键作用的增强幅度不再发生变化。4.论文采用示踪剂法,测得分析柱的总空隙率和外空隙率分别为0.790和0.310。然后选用了前沿分析法测定了苯丙氨酸和天冬氨酸吸附等温线。研究Asp存在的情况下Phe在AB-8上的吸附行为,结果显示AB-8树脂上存在2个吸附位点,Asp的存在不会对Phe所占据的吸附位点形成竞争。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-14
  1.1 研究背景  9-12
    1.1.1 氨基酸在各领域中的应用及其生产方法  9
    1.1.2 阿斯巴甜母液的介绍  9-10
    1.1.3 苯丙氨酸和天冬氨酸的性质  10
    1.1.4 苯丙氨酸和天冬氨酸的用途  10-11
    1.1.5 现阶段氨基酸分离纯化的研究简介  11
    1.1.6 混合氨基酸的色谱分离纯化  11-12
      1.1.6.1 色谱法研究简介  11-12
      1.1.6.2 色谱法分离混合氨基酸的应用  12
  1.2 立题依据和研究内容  12-14
    1.2.1 立题依据与意义  12-13
    1.2.2 主要研究内容  13-14
第二章阿斯巴甜母液成分分析和氨基酸分析方法的确定  14-25
  2.1 引言  14
  2.2 实验材料  14
  2.3 实验部分  14-24
    2.3.1 阿斯巴甜母液的成分分析  14-16
      2.3.1.1 母液中固形物含量测定  14-15
      2.3.1.2 灰分含量的分析  15
      2.3.1.3 无机盐含量分析  15-16
      2.3.1.4 氨基酸含量的分析  16
      2.3.1.5 阿斯巴甜母液成分分析结果  16
    2.3.2 苯丙氨酸和天冬氨酸的紫外检测  16-19
      2.3.2.1 苯丙氨酸和天冬氨酸的紫外扫描  16-17
      2.3.2.2 苯丙氨酸和天冬氨酸的浓度—吸光值标准曲线  17-18
      2.3.2.3 苯丙氨酸和天冬氨酸吸光值加和性研究  18-19
    2.3.3 苯丙氨酸和天冬氨酸的旋光法检测  19-24
      2.3.3.1 氨基酸溶液检测pH的确定  19-20
      2.3.3.2 苯丙氨酸和天冬氨酸浓度－旋光值标准曲线  20-21
      2.3.3.3 苯丙氨酸和天冬氨酸旋光加和性研究  21-22
      2.3.3.4 NH_4Cl 对氨基酸旋光值的影响  22-24
  2.4 本章结论  24-25
第三章树脂物理性能对苯丙氨酸和天冬氨酸分离的影响  25-32
  3.1 引言  25
  3.2 材料与方法  25-27
    3.2.1 实验材料  25-26
    3.2.2 实验仪器  26
    3.2.3 实验方法  26-27
  3.3 实验结果与讨论  27-31
    3.3.1 树脂类型和流动相的确定  27
    3.3.2 吸附树脂对苯丙氨酸和天冬氨酸色谱分离影响  27-31
      3.3.2.1 树脂极性对苯丙氨酸和天冬氨酸色谱分离影响  27-29
      3.3.2.2 树脂孔容对苯丙氨酸和天冬氨酸色谱分离影响  29
      3.3.2.3 树脂比表面积对苯丙氨酸和天冬氨酸色谱分离影响  29-31
  3.4 本章结论  31-32
第四章苯丙氨酸和天冬氨酸色谱分离研究  32-44
  4.1 引言  32
  4.2 材料与仪器  32
  第一节苯丙氨酸和天冬氨酸色谱分离  32-37
    4.3 实验部分(1)  32-37
      4.3.1 Phe 和Asp 色谱分离作用力的确定  32-34
      4.3.2 色谱分离作用力对Phe 和Asp 在AB-8 树脂上色谱分离的贡献  34-36
      4.3.3 本节小节  36-37
  第二节盐对苯丙氨酸和天冬氨酸色谱分离影响  37-43
    4.4 实验部分(2)  37-43
      4.4.1 氯化铵对Phe和Asp色谱分离的影响  37-38
      4.4.2 盐的种类对疏水作用的影响  38-39
      4.4.3 水体系中疏水作用增强对氢键作用增强的影响  39-41
      4.4.4 本节小节  41-43
  4.5 本章结论  43-44
第五章苯丙氨酸和天冬氨酸吸附等温线的测定  44-55
  5.1 引言  44-45
  5.2 材料与方法  45
    5.2.1 材料与仪器  45
    5.2.2 实验方法  45
  5.3 实验结果与讨论  45-54
    5.3.1 分析柱空隙率的测定  45-49
      5.3.1.1 空隙率概念和研究方法  45-46
      5.3.1.2 化合物的紫外检测波长的确定  46
      5.3.1.3 示踪剂的选择  46-47
      5.3.1.4 示踪剂法研究分析柱的空隙率  47-49
    5.3.2 吸附等温线的测定  49-54
      5.3.2.1 前沿分析法的介绍  49
      5.3.2.2 Phe 和Asp 浓度对应的紫外的信号值mAU  49-50
      5.3.2.3 苯丙氨酸吸附等温线的测定  50-51
      5.3.2.4 天冬氨酸吸附等温线的测定  51-53
      5.3.2.5 天冬氨酸对苯丙氨酸吸附行为的影响  53-54
  5.4 本章结论  54-55
主要结论  55-56
问题与展望  56-57
致谢  57-58
参考文献  58-61
附录  61

阿斯巴甜母液中苯丙氨酸和天冬氨酸的分离

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