Saivi Singh|Diksha Choudhary|Gandarvakottai Senthilkumar Arumugam|Sathyanarayana N. Gummadi
应用与工业微生物学实验室，生物技术系，Bhupat和Jyoti Mehta生物科学学院，印度理工学院马德拉斯分校，金奈600 036，印度
摘要
本研究提出了一种简单的两步法从发酵 broth 中纯化木糖醇的方法，首先使用丙酮沉淀，然后采用 ZnO 纳米颗粒（ZNPs）进行吸附。两种过程的操作参数均经过了优化。仅通过丙酮沉淀可以去除 60.5 ± 0.2% 的蛋白质和 73.5 ± 1.1% 的色素，木糖醇的损失最大为 11.4 ± 1.1%。使用 ZNPs 进行吸附时，可以去除 28.2 ± 0.2% 的蛋白质和 5.2 ± 2.5% 的色素，木糖醇的损失低至 1.1 ± 0.4%。按照这种顺序实施两步法后，总共去除了 80.7 ± 0.5% 的蛋白质和 75.5 ± 1.4% 的有色化合物，木糖醇的损失为 12.7 ± 0.2%。本研究首次报道了使用 ZNPs 作为发酵 broth 纯化吸附剂，并显示其性能优于常用的活性炭。纯化后的木糖醇通过结晶获得，纯度达到了 99.37%，产率为 0.39%。纯化后的晶体通过 FTIR、HRESIMS、^1H 和 ^13C NMR、粉末 XRD、单晶 XRD 以及 FESEM 进行了表征。
片段
引言
木糖醇是一种五碳糖醇，由于其在食品、制药和化妆品领域的广泛应用，作为一种增值的生物炼制产品受到了越来越多的关注。预计在未来四年内，木糖醇的市场规模将达到 11 亿美元，2021 年至 2028 年间的年均复合增长率为 2.59% [1]。木糖醇作为糖替代品具有巨大潜力，因为它具有与蔗糖相似的甜度，但热量低 40%，且代谢过程不受胰岛素影响 [2], [3]。
材料与方法
所有化学品均为分析级，无需进一步纯化即可使用。七水合硫酸锌、七水合硫酸镁、蛋白胨、酵母提取物和硅胶 G 从 HiMedia Laboratories Pvt. Ltd.（印度）购买；果胶从 Sigma-Aldrich（美国）购买；五水合硫酸铜从 Merck Life Science Pvt. Ltd.（印度）购买；硫酸铵和丙酮（HPLC 级）从 Rankem（印度）购买；其他所有化学品均从 SRL Chemicals 购买。
通过吸附去除蛋白质
在 2 小时的接触时间内，通过 ZNPs、硅胶和活性炭分别去除了 30.39±1.26%、16.38±2.46% 和 15.28±1.51% 的总蛋白质。值得注意的是，色素以及木糖和木糖醇的浓度与初始值相比没有变化（图 1）。
合成的 ZNPs 通过 FESEM、能量分散 X 射线（EDX）和 X 射线衍射（XRD）进行了表征（详细结果见补充材料）。FESEM 分析显示...
通过吸附去除蛋白质
迄今为止，大多数报道的研究都使用活性炭作为木糖醇纯化的主要吸附剂 [17], [25], [26], [32], [33]。然而，在大多数情况下，这一澄清过程会导致大量的木糖醇损失 [25], [26]。通常需要较高的吸附剂剂量和较高的操作温度 [25], [32]，并且工艺效率取决于所使用的活性炭类型，这可能会限制不同系统间的可重复性。
结论
本研究介绍了使用 ZNPs 作为吸附剂来纯化发酵 broth 以提高木糖醇的回收率。与最常用的活性炭相比，ZNPs 的性能明显更好。为了提高工艺效率，采用了两步纯化策略，即在吸附之前先进行丙酮沉淀处理。所提出的策略能够去除大约 80.65% 的...
作者贡献声明
Sathyanarayana Gummadi: 撰写——审稿与编辑、监督、方法论、概念设计。Gandarvakottai Arumugam Senthilkumar: 撰写——初稿撰写、实验研究、数据分析。Diksha Choudhary: 实验研究、数据整理。Saivi Singh: 撰写——初稿撰写、验证、方法论设计、实验研究、数据整理。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文中的研究结果。
