何洪剛，李芳良，馬玉，陳旭升，毛忠貴

(江南大學(xué) 生物工程學(xué)院，江蘇 無錫，214122)

ε-聚賴氨酸(ε-poly-L-lysine，ε-PL)是一種由放線菌生產(chǎn)的次級代謝產(chǎn)物，由25～35個L-賴氨酸殘基通過α-羧基與ε-氨基縮合形成的同型氨基酸聚合物[1]，分子質(zhì)量為3 200～4 500 Da。在中性和酸性水溶液環(huán)境中ε-PL呈現(xiàn)多聚陽離子體形式，可與微生物細(xì)胞表面相結(jié)合，對微生物細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)造成損傷，導(dǎo)致微生物生長傳代受阻，甚至死亡[2]，從而達(dá)到抑菌作用。因此，目前ε-PL主要被用作一種天然、安全的食品防腐劑，在日本、韓國和美國的食品工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。2014年，我國也正式批準(zhǔn)ε-PL及其鹽酸鹽為新的食品添加劑品種[3]。

目前ε-PL的生產(chǎn)只能通過微生物發(fā)酵法實(shí)現(xiàn)。通過近20年不斷的菌種選育和發(fā)酵工藝優(yōu)化，我國ε-PL發(fā)酵產(chǎn)量最高為54.7 g/L[4]，已達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)的要求。如何實(shí)現(xiàn)從發(fā)酵液中高效分離ε-PL越來越受到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注。由于ε-PL具有等電點(diǎn)高的特性(pI=9.0)，故采用陽離子交換樹脂吸附提取ε-PL就成為其從發(fā)酵液中進(jìn)行分離的一種有效方法。近年來，許多研究者采用具有吸附容量大、易再生的大孔弱酸陽離子交換樹脂作為主要研究對象，用于ε-PL的分離和提取。劉潔萍[5]在弱酸陽離子樹脂D152靜態(tài)條件優(yōu)化的基礎(chǔ)上確定了動態(tài)交換的條件，最終樹脂工作交換容量為77.81 g/L(濕樹脂)。莫樹平等[6]采用靜態(tài)實(shí)驗(yàn)對弱酸陽離子樹脂D113的解吸條件做了系統(tǒng)優(yōu)化，在最佳解吸條件下解吸率達(dá)到96.8%。宗紅等[7]通過靜態(tài)吸附法在3種樹脂中篩選出了適合ε-PL提取的弱酸陽離子樹脂HD-2，最終使ε-PL的回收率達(dá)到92.0%，樹脂靜態(tài)吸附量為8.34 mg/g濕樹脂。劉延嶺等[8]選用弱酸陽離子樹脂HD-2對超濾液進(jìn)行離子交換，樹脂靜態(tài)吸附量為15.2 mg/g濕樹脂。朱瑪驍騏等[9]系統(tǒng)分析了弱酸陽離子交換樹脂HZD-3B和D155在分離發(fā)酵液中的ε-PL時的吸附等溫線和吸附動力學(xué)，通過優(yōu)化該兩種樹脂的靜態(tài)吸附條件，最終靜態(tài)吸附量達(dá)到200 mg/g濕樹脂以上。上述研究中所采用的樹脂均為氫型弱酸陽離子樹脂，該類樹脂在離子交換過程中pH處于一直下降趨勢，從而降低了樹脂的選擇性和吸附量。另外，研究者僅研究了靜態(tài)條件下樹脂吸附ε-PL的條件，而忽略了靜態(tài)與動態(tài)實(shí)驗(yàn)操作條件存在著明顯差異。

本研究團(tuán)隊(duì)在前期大量樹脂篩選基礎(chǔ)上，獲得了一種適合ε-PL分離提取的大孔弱酸型離子交換樹脂Amberlite IRC-50。通過將該樹脂分別轉(zhuǎn)型成鈉型和氨型，比較了它們對ε-PL吸附與解吸的差異分析，確定了鈉型Amberlite IRC-50樹脂更有利于ε-PL的分離提取[10]。本論文重點(diǎn)考察了上樣料液pH值和上樣速度對鈉型Amberlite IRC-50吸附ε-PL的影響；并研究了不同洗滌條件對ε-PL純度影響，同時還考察了洗脫劑濃度和洗脫速度對ε-PL洗脫效果的影響。最后，評估了鈉型Amberlite IRC-50對ε-PL純度提升的貢獻(xiàn)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

發(fā)酵液由本實(shí)驗(yàn)室提供，制備方法見文獻(xiàn)[11]；大孔弱酸離子交換樹脂Amberlite IRC-50，廣州佰默生物科技有限公司；ε-PL樣品(純度≥95%)，鄭州拜納佛生物工程股份有限公司；甲醇、乙腈：色譜純，美國TEDIA天地試劑公司；鹽酸、氫氧化鈉、氨水：分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

3K15離心機(jī)，德國Sigma Inc.；Millipore切向流超濾系統(tǒng)，美國Millipore公司；Agilent 1260 Infinity高效液相色譜儀(HPLC)，美國Agilent 公司；BT100-1F四通道蠕動泵，保定蘭格恒流泵有限公司；30 mm×200 mm玻璃層析柱，泰興市三愛思實(shí)驗(yàn)儀器廠；UV-2100分光光度計(jì)，尤尼可儀器有限公司；HYL-C組合搖床，太倉市強(qiáng)樂實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；AR224CN分析天平，奧豪斯儀器有限公司；FE20 pH計(jì)，瑞士Mettler Toledo公司。

1.3 方法

1.3.1 發(fā)酵液的預(yù)處理

將發(fā)酵液進(jìn)行離心(離心力為10 800×g)15 min收集上清液，菌體加水洗滌后重復(fù)離心操作獲得上清液。將上清液合并后用超濾膜過濾，收集透過液用于后續(xù)分離提取實(shí)驗(yàn)，為保證回收率在95%以上，期間多次加去離子水進(jìn)行稀釋操作。最終獲得ε-PL質(zhì)量濃度約為4 g/L的超濾液。

1.3.2 IRC-50樹脂的預(yù)處理

稱取一定質(zhì)量的IRC-50樹脂(出廠類型為氫型)，先用去離子水洗滌樹脂以去除破損樹脂及雜質(zhì)，再依次使用5倍體積1 mol/L的NaOH、HCl、NaOH溶液在搖床振蕩4 h，200 r/min。每次酸堿洗滌后均使用去離子水沖洗3～5次去除殘留在樹脂間的酸堿溶液。依照上述步驟完成樹脂的轉(zhuǎn)型。

1.3.3 分析方法

ε-PL質(zhì)量濃度采用LTZHAKI檢測法[12]測定；ε-PL損失率計(jì)算公式為：

(1)

式中：C0和C1分別為經(jīng)過處理前后料液中的ε-PL質(zhì)量濃度,g/L，V0和V1為料液經(jīng)過處理前后的體積,L。

蛋白質(zhì)量濃度采用考馬斯亮藍(lán)法[13]測定；蛋白去除率計(jì)算公式為：

(2)

式中：P0和P1分別為經(jīng)過處理前后料液中的蛋白質(zhì)量濃度，g/L；V0和V1為料液經(jīng)過處理前后的體積，L。

色度采用分光光度法測定。經(jīng)前期研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵液在425 nm處存在可見光最大吸收峰[14]；采用425 nm作為色度的檢測波長。待測液用去離子水稀釋，使其吸光值在0.2～0.6之間。色度值R為待測液在425 nm處的吸光值與其稀釋倍數(shù)的乘積。色素去除率計(jì)算公式為：

(3)

式中：R0和R1分別為料液經(jīng)過處理前后的色度值；V0和V1為料液經(jīng)過處理前后的體積,L。

1.3.4 最適動態(tài)離子交換條件的確定

1.3.4.1 動態(tài)上樣pH 的確定

分別量取63.6 mL(對應(yīng)于氫型濕樹脂的質(zhì)量為23.8 g)預(yù)處理好的IRC-50鈉型樹脂，濕法裝柱，樹脂床高徑比為3∶1。調(diào)節(jié)蠕動泵流速為2.12 mL/min(2 BV/h)，使用去離子水自上而下洗滌樹脂床至流出液pH在10.3以下。使用6 mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)超濾液pH為5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5。采用2 BV/h上樣速度進(jìn)行上樣，待使用德拉道夫檢測流出液出現(xiàn)微量磚紅色沉淀時停止上樣，并使用2～3倍柱體積的去離子水沖洗，記錄上樣體積。洗脫條件根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)暫定為0.2 mol/L NaOH溶液以2 BV/h速度洗脫(此洗脫條件樹脂解吸率均在95%以上)，待使用德拉道夫檢測流出液時出現(xiàn)微量磚紅色沉淀時開始收集，磚紅色沉淀消失時停止收集。

樹脂工作交換容量[15]計(jì)算公式為：

(4)

式中，C0為超濾液原始ε-PL質(zhì)量濃度,mg/mL；V0為上樣體積,mL；m為濕樹脂的質(zhì)量,g。

IRC-50樹脂解吸率的計(jì)算公式為：

(5)

式中：C0為上樣液中的ε-PL質(zhì)量濃度,g/L；Cr為洗脫液中的ε-PL質(zhì)量濃度,g/L；V0為上樣體積,L，Vr為洗脫液體積,L。

1.3.4.2 動態(tài)上樣速度的確定

根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)確定最適上樣pH為7.0，使用6 mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)超濾液pH為7.0，調(diào)節(jié)蠕動泵流速為2、3、4、5、6、7 BV/h進(jìn)行上樣，待使用德拉道夫檢測流出液時出現(xiàn)微量磚紅色沉淀時開始定時取樣，一個柱體積取一個樣，直到使用德拉道夫檢測流出液出現(xiàn)大量磚紅色沉淀時停止取樣，上樣過程結(jié)束。測定所取樣品的ε-PL質(zhì)量濃度，根據(jù)到達(dá)穿透點(diǎn)(穿透點(diǎn)定義為流出液中ε-PL質(zhì)量濃度達(dá)到上樣ε-PL質(zhì)量濃度的5%)時的上樣體積計(jì)算樹脂吸附量。以不顯著降低樹脂吸附量的前提下最大限度節(jié)省上樣時間為指標(biāo)，篩選出最適上樣速度用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

1.3.4.3 洗滌條件的確定

在最適上樣條件(上樣pH 7.0，上樣速度5 BV/h)下進(jìn)行上樣，待使用德拉道夫檢測流出液時出現(xiàn)微量磚紅色沉淀時停止上樣。使用去離子水和不同濃度的氨水(0.02～0.05 mol/L)作為洗滌劑，洗滌速度為2 BV/h，洗滌時間為2 h。根據(jù)最終洗脫液的色素去除率、蛋白去除率及純度指標(biāo)綜合評定洗滌結(jié)果，篩選出最適洗滌條件。

1.3.4.4 洗脫濃度的確定

在最適上樣條件下進(jìn)行上樣，待使用德拉道夫檢測流出液時出現(xiàn)微量磚紅色沉淀時停止上樣，使用去離子水2 BV/h洗滌2 h。配制0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 mol/L的NaOH 溶液作為洗脫劑，洗脫速度暫定為2 BV/h。為了使洗脫具有充足的時間，洗脫最長時間定為8 h。洗脫操作開始時記錄開始洗脫時間，待流出液使用德拉道夫檢測時出現(xiàn)微量磚紅色沉淀時開始收集，待檢測不到磚紅色沉淀時停止收集并記錄結(jié)束洗脫的時間；計(jì)算洗脫過程中洗脫劑的消耗量。根據(jù)洗脫所消耗的時間和洗脫劑的消耗量確定最適的洗脫濃度。

1.3.4.5 洗脫速度的確定

上樣、洗滌條件與確定洗脫濃度時所采用的條件一致，使用最適洗脫濃度的洗脫劑(0.25 mol/L NaOH溶液)，調(diào)節(jié)蠕動泵流速為1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 BV/h進(jìn)行洗脫。待流出液使用德拉道夫檢測時出現(xiàn)微量磚紅色沉淀時開始收集，待檢測不到磚紅色沉淀時停止收集；記錄洗脫總耗時，計(jì)算洗脫過程中洗脫劑的消耗量。以較少消耗洗脫劑的前提下最大幅度的節(jié)省洗脫時間為指標(biāo)確定最適的洗脫速度。

1.3.5 HPLC法檢測實(shí)驗(yàn)室提取的ε-PL純度及過程樣品的ε-PL色譜分析

ε-PL樣品純度采用HPLC檢測ε-PL法[16]測定。過程樣品用流動相稀釋4～10倍，再用0.45 μm微孔濾膜過濾，在檢測波長為215 nm條件下進(jìn)行液相色譜分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 上樣條件的優(yōu)化

2.1.1 上樣pH對樹脂工作交換容量、蛋白及色素去除率的影響

如圖1所示，上樣pH在5.5～7.0范圍時，樹脂的工作交換容量隨pH升高而不斷增加，蛋白和色素的去除率也表現(xiàn)出緩慢增加趨勢。此階段隨著pH的升高，等電點(diǎn)在5.5～7.0的雜蛋白和色素會逐漸帶上負(fù)電而不被樹脂吸附，使原本吸附這些雜質(zhì)的樹脂活性位點(diǎn)空余出來以吸附更多的ε-PL。在此pH范圍下，上樣pH越高，這種趨勢就越明顯，從圖中也可以看出上樣pH在7.0時達(dá)到樹脂的最大工作交換容量。上樣pH在7.0～8.5范圍時，樹脂工作交換容量呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，而蛋白及色素去除率仍呈現(xiàn)顯著增加的趨勢。由于該樹脂是大孔弱酸鈉型樹脂，其離子交換基團(tuán)為—COONa，樹脂上的羧基存在電離平衡，會優(yōu)先結(jié)合H+，從而使樹脂水溶液pH在10.3左右。ε-PL的等電點(diǎn)在9.0左右，隨著上樣pH的升高，在樹脂內(nèi)部發(fā)生交換時的pH會越來越接近甚至超過ε-PL的等電點(diǎn)，從而使ε-PL的帶電性質(zhì)發(fā)生變化，與樹脂的結(jié)合能力減弱，導(dǎo)致ε-PL不能被完全吸附而穿透，從圖上反映出工作交換容量呈下降趨勢。而一般雜蛋白的等電點(diǎn)為5～7[17]，當(dāng)上樣pH超過9.0后，會使越來越多的雜蛋白和色素帶上負(fù)電而不被樹脂吸附，從而使這些雜質(zhì)被去除。綜合考慮樹脂工作交換容量與雜質(zhì)的去除效果，最適上樣pH為7.0。

圖1 pH對樹脂工作交換容量、蛋白及色素去除率的影響Fig.1 Effect of pH values on the working exchange capacity,deproteinization ratio and decolorization ratio of resin

2.1.2 上樣速度對樹脂工作交換容量的影響

由圖2可知，隨著上樣速度的增加，樹脂工作交換容量逐漸降低，特別是上樣速度超過5 BV/h后，下降趨勢更加明顯。離子交換過程中擴(kuò)散是主要的限速步驟，而擴(kuò)散又分為內(nèi)部擴(kuò)散和外部擴(kuò)散。當(dāng)樹脂在低流速的條件下吸附低濃度目的產(chǎn)物時，主要是外部擴(kuò)散為限速步驟[18]。本實(shí)驗(yàn)所使用的料液中ε-PL質(zhì)量濃度較低(約為4 g/L)，在較低的上樣速度(2 BV/h)時，外部擴(kuò)散為限速步驟。因此，適當(dāng)?shù)奶岣呱蠘铀俣炔⒉粫档蜆渲溅?PL的能力，從圖中也可以看出上樣速度由2 BV/h 提升至5 BV/h 時樹脂工作交換容量只有略微的降低。但是當(dāng)上樣速度繼續(xù)提升(由5 BV/h 提升至7 BV/h)時，ε-PL來不及吸附到樹脂表面，從而使流出液中ε-PL質(zhì)量濃度提前達(dá)到穿透點(diǎn)，導(dǎo)致樹脂工作交換容量的下降。為了提高樹脂吸附效率，要在不顯著降低樹脂工作交換容量的前提下盡可能的縮短上樣時間。因此，最適上樣速度應(yīng)為 5 BV/h，此時樹脂的工作交換容量為305.12 mg/g(以濕樹脂質(zhì)量計(jì)算)。

圖2 上樣速度對樹脂工作交換容量的影響Fig.2 Effect of flow rate on working exchange capacity of resin

2.2 洗滌條件的優(yōu)化

表1 洗滌劑濃度對洗脫液蛋白、色素去除率及純度的影響Table 1 Effect of detergent concentration on the removalrate of protein, pigment removal rate and purity of eluate

注：空白對照的洗滌劑為去離子水

由表1可知，使用去離子水與使用不同濃度氨水洗滌時，蛋白及色素的去除率相差不大；就純度而言，由于未對洗脫液進(jìn)行脫鹽，所得純度只能作為參考，純度變化不顯著?？傮w來看實(shí)驗(yàn)中所采用的洗滌劑效果基本一致，蛋白去除率和純度均在70%以上，色素去除率均在60%以上。考慮到后期脫鹽，最終選擇以去離子水作為洗滌劑進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

2.3 洗脫條件的優(yōu)化

2.3.1 洗脫劑濃度對ε-PL解吸的影響

由于解吸率與洗脫時間有關(guān)，為了保證解吸完全，最長洗脫時間定為8 h。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。由表2可知，0.05 mol/L和0.1 mol/L的NaOH溶液對樹脂的解吸率均不到90%，表明在規(guī)定洗脫時間內(nèi)此范圍的洗脫劑濃度不能使吸附ε-PL的樹脂完全解吸。NaOH溶液濃度超過0.15 mol/L時，樹脂解吸率均在95%以上，表明該樹脂解吸性能良好；從表中可以看出洗脫劑濃度越大，洗脫時間越短，對應(yīng)洗脫劑消耗量也越大。洗脫主要是將吸附到樹脂內(nèi)部的ε-PL釋放到樹脂外部，內(nèi)部擴(kuò)散為限速步驟，而擴(kuò)散速度與擴(kuò)散界面兩側(cè)的濃度差成正比[19]，所以樹脂外部NaOH溶液濃度越高，越有利于ε-PL的擴(kuò)散，從而減少洗脫時間。當(dāng)NaOH溶液濃度過高時會使部分鈉離子來不及結(jié)合到樹脂上而導(dǎo)致NaOH利用率的降低，從而使NaOH的消耗量升高。為了降低后期脫鹽的壓力，洗脫劑濃度不能設(shè)置過高，但低濃度的洗脫劑會使洗脫時間過長從而影響后續(xù)的處理工藝。綜合考慮洗脫時間、NaOH消耗量及后續(xù)脫鹽，0.25 mol/L的NaOH為最適洗脫濃度。

表2 洗脫劑濃度對樹脂解吸效率的影響Table 2 Effect of eluant concentration on desorptionefficiency of resin

2.3.2 洗脫劑流速對ε-PL解吸的影響

不同的洗脫流速下，樹脂解吸率均達(dá)到95%以上。隨著洗脫速度的增加，洗脫時間和濃縮比逐漸減少，而洗脫劑的消耗量逐漸增加。在0.25 mol/L NaOH溶液作為洗脫劑的條件下，外部擴(kuò)散為洗脫的主要限制條件，洗脫流速主要影響外部擴(kuò)散速度，在一定的范圍內(nèi)，增加洗脫速度會減少洗脫耗時，從而提高洗脫效率。但是隨著洗脫速度的不斷提升，會造成洗脫劑用量增加，并且濃縮效應(yīng)也會降低。綜合考慮洗脫時間、濃縮比和洗脫劑消耗量，2 BV/h為最適洗脫速度。

表3 洗脫流速對樹脂解吸效率的影響Table 3 Effect of elution rate on desorption efficiencyof resin

2.4 鈉型Amberlite IRC-50樹脂分離ε-PL過程

2.4.1 最優(yōu)條件下鈉型Amberlite IRC-50樹脂上樣-洗滌-洗脫曲線

圖3為鈉型Amberlite IRC-50樹脂在吸附ε-PL過程中的吸附穿透曲線，由于該樹脂可交換離子為Na+，在交換過程中不會引起pH的大幅度變化。上樣流出液pH穩(wěn)定在8～9之間，此pH條件下弱酸樹脂的交換基團(tuán)充分解離，ε-PL帶正電從而被樹脂吸附。在52個柱體積的交換過程中，流出液中的色素和蛋白濃度保持穩(wěn)定，流出液中沒有檢測到ε-PL，表明樹脂在上樣過程中交換性能保持穩(wěn)定。pH是影響離子交換的關(guān)鍵因素，只有保證交換過程中pH的穩(wěn)定，弱酸樹脂的吸附選擇性才不會受到影響。52個柱體積之后，即將達(dá)到樹脂的工作交換容量，從而在流出液中檢測到有ε-PL穿透，當(dāng)ε-PL穿透濃度達(dá)到上樣濃度的5%時整個上樣過程結(jié)束。

圖3 IRC-50 鈉型樹脂吸附穿透曲線Fig.3 Adsorption breakthrough curve of IRC-50 in the forms of Na+

采用洗滌劑為去離子水，洗滌體積為4 BV；洗滌速度與洗脫速度一致，均為2 BV/h。如圖4所示，在洗滌過程中，pH呈現(xiàn)上升的趨勢，這主要是由于弱酸樹脂的性質(zhì)引起的；色度呈現(xiàn)降低的趨勢，隨著洗滌的進(jìn)行，樹脂床中殘留的料液被去離子取代，從而引起流出液色度的降低；蛋白濃度呈現(xiàn)略微上升，表明可以通過洗滌使結(jié)合到樹脂上的部分蛋白解吸，從而去除該部分蛋白。在洗脫過程中，在起始階段流出液中沒有檢測到ε-PL，但蛋白濃度和色度明顯增大，表明ε-PL與樹脂的結(jié)合能力要大于蛋白和色素雜質(zhì)，使得在洗脫過程中，蛋白和色素被優(yōu)先解吸。隨著洗脫的進(jìn)行，蛋白濃度逐漸降低；色度的變化情況與ε-PL濃度類似，ε-PL本身具有顏色，這可能是導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因；隨著ε-PL濃度的升高，pH變化不大，這是由于ε-PL具有大量的胺基，會結(jié)合氫氧根，導(dǎo)致pH沒有明顯的上升，隨著洗脫的繼續(xù)，之前結(jié)合到樹脂的ε-PL大量被解吸，從而無法充分的結(jié)合洗脫劑中的氫氧根，導(dǎo)致洗脫液pH的升高；在洗脫將要結(jié)束時，樹脂上吸附的物質(zhì)都被解吸下來，洗脫液液中大部分為洗脫劑(0.25 M的NaOH溶液)。

圖4 IRC-50 鈉型樹脂洗滌與洗脫曲線Fig.4 Washing and elution curves of IRC-50 in the forms of Na+

2.4.2 離子交換單元雜質(zhì)去除情況及收率純度分析

圖5為離子交換前后料液在215 nm處的液相色譜圖，第1個峰為ε-PL的峰，其余峰均為雜質(zhì)。從圖中可以明顯看出，經(jīng)過離子交換處理后，雜峰的個數(shù)明顯減少，僅剩余2個雜質(zhì)峰。對比離子交換之前，這2個雜峰的高度也明顯降低。因此推測在pH 為7.0的超濾液中雜質(zhì)主要為不帶電或帶負(fù)電的物質(zhì)，在離子交換過程中不被陽離子樹脂吸附，從而得以去除。C圖為ε-PL樣品的液相圖譜，對比標(biāo)準(zhǔn)液相圖譜發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過離子交換的料液ε-PL的峰與標(biāo)準(zhǔn)圖譜非常一致，表明經(jīng)過離子交換沒有使ε-PL成分受到破壞。經(jīng)過離子交換后，大部分雜質(zhì)被去除，純度由24.29%提升至75.26%，此時料液中主要雜質(zhì)為無機(jī)離子(Na+等)。經(jīng)過前期離子交換條件的優(yōu)化，離子交換步驟的損失率較低，最終離子交換步驟的收率為96.40%。將此洗脫液進(jìn)行脫色及納濾脫鹽等操作，最終獲得純度在95%以上，收率在60%以上的ε-PL鹽酸鹽樣品。

圖5 超濾液、樹脂洗脫液及ε-PL商品的液相色譜圖Fig.5 The chromatograms of ultrafiltrate, ion exchanging eluate and the product of ε-PL注：A、B、C分別表示超濾液、離子交換洗脫液及ε-PL商品

3 結(jié)論

通過對IRC-50鈉型樹脂分離發(fā)酵液中ε-PL動態(tài)條件的優(yōu)化，使樹脂具有更好的分離效果。動態(tài)最適條件為：上樣pH為7.0、上樣速度為5 BV/h、洗滌劑為去離子水、洗滌速度為2 BV/h，洗脫劑為0.25 mol/L的NaOH溶液、洗脫速度為2 BV/h。在此離子交換條件下，樹脂工作交換容量為305.12 mg/g(以濕樹脂質(zhì)量計(jì)算)，樹脂解吸率在95%以上；ε-PL純度由24.29%提升至75.26%，ε-PL回收率為96.40%。結(jié)合后續(xù)工序處理，最終獲得ε-PL總收率在60%以上，各項(xiàng)指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的ε-PL鹽酸鹽樣品。