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ε-聚赖氨酸(ε-poly-L-lysine,简称ε-PL)是一种绿色、安全的生物防腐剂。2014年,我国正式批准ε-PL及其盐酸盐为新的食品添加剂品种。经过多年的菌种选育和发酵策略优化,发酵产量已达到工业生产要求,然而,国内关于ε-PL分离提取方面的研究尚不完善,严重制约了ε-PL产业化。因此,研发能够用于工业生产的ε-PL分离提取技术对促进ε-PL产业化具有十分重要的现实意义。在前期研究工作的基础上,本研究对离子交换的动态条件进行系统优化,建立了以离子交换技术为核心的提取工艺,并对工艺的稳定性进行了考察,最后成功的将该提取工艺应用到试生产。取得的研究成果如下:(1)基于对钠型和铵型Amberlite IRC-50树脂动态条件的优化和比较研究,确定钠型IRC-50树脂更适合工业化应用。钠型树脂最适动态条件为:上样pH为7.0,上样速度为5 BV·h-1,洗脱剂为0.25 mol·L-1 NaOH,洗脱速度为2 BV·h-1。在最适操作条件下,钠型IRC-50树脂解吸率达到95%以上,工作交换容量为303.25 mg·g-1,ε-PL纯度从初始的24.60%提升至75.86%,蛋白和色素去除率均在60%以上。(2)针对离子交换洗脱液中存在的杂质,探索了利用离子交换手段去除该杂质的可能。通过分析杂质的来源和性质,初步判断该杂质来源于发酵,带电性质与ε-PL近似,分子量在900-2000 Da之间。采用钠型IRC-50树脂梯度洗脱、负吸附结合正吸附和分部收集、强酸树脂等方法,只能部分去除杂质。由此可知,杂质等电点和ε-PL十分接近,依靠离子交换方法难以实现其有效去除。(3)研究了钠型IRC-50树脂在不同放大规模下,对ε-PL分离提取的影响。在十个批次的提取工艺中树脂工作交换容量没有明显下降、解吸率均在95%以上、洗脱液纯度在70%以上,工艺相对稳定。对离子交换单元进行8倍和27倍实验室规模的放大,放大后离子交换分离性能良好。在离子交换柱总容为5.5 m3的试生产提取工艺中,离子交换杂质去除情况与实验室的结果一致,ε-PL损失率仅为2.62%。试生产所提取样品外观为接近白色的粉末,液相检测纯度为99.21%,对提取样品的理化指标进行测定和分析,结果均符合国家标准要求。质谱分析结果表明提取样品为L-赖氨酸聚合物,聚合度在27-34。