1，3-丙二醇發酵液絮凝技術的研究

劉賓

（黑龍江辰能生物工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150025）

本文研究對1，3-PDO發酵液進行絮凝預處理，探索影響絮凝工藝的各種因素，并研究這些因素對絮凝工藝的影響大小，在此基礎上進行初步放大實驗。

1 實驗體系與方法

1.1 實驗試劑

1.1.1 殼聚糖（配置濃度為1.0g/L）國產工業級產品，先稱取0.02g殼聚糖，用100ml濃度為1%（體積百分比）醋酸溶解，攪拌直至溶解均勻。

1.1.2 陽離子型聚丙烯酰胺（配置濃度為1.0g/L）國產工業級產品，先稱取0.1g聚丙烯酰胺，用100ml蒸餾水溶解，攪拌并加熱至溶解均勻后備用。

1.1.3 考馬斯亮藍溶液 國產化工分析純產品，稱取0.1g考馬斯亮藍粉末，用50ml 95%的乙醇溶解后加入85%的磷酸120ml，定容至 1L。

1.2 發酵液 1，3-PDO發酵液的成分復雜，既有所培養的微生物菌體及殘存的固體培養基，也有未被細菌完全利用的無機鹽、蛋白質以及細菌的各種代謝產物。

1.3 實驗方法

1.3.1 發酵液中菌體絮凝程度的測定用分光光度計，以蒸餾水為空白樣，通過測量在波長650nm下的吸光度的變化來反應菌體的絮凝程度。

1.3.2 發酵液中粗蛋白與可溶性蛋白的去除程度的測定 用考馬斯亮藍染色法測定絮凝后發酵液中蛋白的含量，通過測定染色后絮凝發酵液在波長595nm處的吸光度，得出溶液中蛋白的含量。

1.3.3 基本實驗步驟 將1，3-PDO發酵液水浴加熱至所需溫度，加入一定體積的濃鹽酸，調節至所需的pH值并分成若干等分。在一定的攪拌速度下先后加入兩種絮凝劑，即加入第一種攪拌均勻后再加入第二種，靜置大約30min，取上清液測其在波長650nm下的吸光值，另取1ml上清液，稀釋至5ml，加入3ml考馬斯亮藍溶液迅速攪拌均勻，在波長595nm下測其吸光度。

2 具體實驗過程及結果

2.1 1，3-PDO發酵液等電點的確定

2.1.1 確定等電點的意義 對于氨基酸、蛋白質兩種物質，在酸性條件下帶正電荷，在堿性條件下帶負電荷，而在某一pH值下凈電荷為零，而按照DLVO理論，微粒表面z電荷為零左右時絮凝會快速發生，此時溶液的pH值即為等電點。在等電點下，兩性物質的溶解度最小，即等電點沉淀原理。

2.1.2 確定等電點的操作。取一定體積的發酵液，加熱到30℃，分別調節pH從3.0-10.5，pH值間隔為0.5，放入離心管中，在5000r/min下離心20min，取上清液，用考馬斯亮藍法測其吸光度，比較不同pH下的蛋白含量，即可得出發酵液等電點的pH值。

2.1.3 等電點實驗結果。通過以上實驗得知，1，3-PDO發酵液的等電點在pH3.0附近。這為以后的實驗確定了一個依據，即在以后的實驗中只試pH大于或等于3就可以，而不必做pH小于3.0的實驗，因為此時的絮凝劑已經不能有效發揮絮凝橋架作用了。實驗還說明了發酵液中的z點位為負值，因為只有這樣才會出現pH值等電點為酸性的情況。

2.2 攪拌速率對絮凝的影響

在其他條件都相同的條件下，分別實驗200r/min-500r/min轉速下的絮凝速率。實驗結果顯示在不同轉速下，發酵液的絮凝速率無明顯變化，表明攪拌速率并不是影響絮凝速率的主要因素，從節能的角度考慮，應選攪拌速度為200r/min。

2.3 殼聚糖與聚丙烯酰胺復合使用的絮凝效果

2.3.1 殼聚糖是一種陰離子型絮凝劑，絮凝后沉淀個體不易過濾，加入一種陽離子絮凝劑-聚丙烯酰胺，使殼聚糖絮凝后的沉淀彼此連接形成大塊沉淀，有利于分離。

2.3.2 復合絮凝劑的絮凝效果。分別考察在pH6.0和6.5下，殼聚糖用量為0ppm-20ppm，聚丙烯酰胺用量為0ppm-10ppm；殼聚糖用量為0ppm-200ppm，聚丙烯酰胺用量為0ppm-100ppm；常溫和100℃下對絮凝的效果。

2.3.3 考察結果。在改變pH值、絮凝劑用量、溫度等條件下，發現殼聚糖和聚丙烯酰胺共同使用在一定的條件下對1，3-PDO發酵液具有良好的絮凝效果。結果表明，pH值6.0-6.5時殼聚糖濃度為200ppm，聚丙烯酰胺濃度在100ppm附近，先加絮凝劑后加熱至100℃的絮凝效果最好。

結語

絮凝工藝的影響因素實驗表明pH值、溫度、絮凝劑用量對絮凝效果的影響較大（pH3.0、溫度100℃、用量殼聚糖濃度為200ppm，聚丙烯酰胺濃度在100ppm效果最好，但實驗亦顯示，在pH=6.0左右時，絮凝效果也很好，考慮到節省原料方面，將工藝參數定為pH6.0較合適）；攪拌速度對絮凝效果的影響較小。復合絮凝劑的絮凝效果明顯好于單一絮凝劑的絮凝效果，而且，復合絮凝劑絮凝出的絮狀沉淀明顯比單一絮凝劑絮凝出的絮狀沉淀粗大，更易于分離過濾。

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