磁场预处理牛血清蛋白溶液，提高超滤后的膜渗透通量和渗透恢复率J Food Eng （IF=4.499）磁场预处理牛血清蛋白溶液，提高超滤后的膜渗透通量和渗透恢复率 研究表明，磁场会影响溶液分子间的相互作用，改变溶液的理化特性，如粘度和表面张力等。牛血清蛋白（BSA）是一种重要的载体蛋白，同时也是生物学中重要的模式蛋白，其分子量较大，在膜分离试验中效果明显。巴西圣卡塔琳娜州联邦大学Luccio团队在农林科学Top期刊Journal of Food Engineering在线发表了题为“Changes in the physico-chemical characteristics of a protein solution in the presence of magnetic field and the consequences on the ultrafiltration performance”的文章，采用不同强度磁场预处理牛血清蛋白溶液，并通过聚砜超滤膜分离，探索超滤模式蛋白溶液中的磁场效应及其对膜性能的影响。 1、磁场下牛血清蛋白超滤处理 2、牛血清蛋白及超滤膜理化特性分析 研究发现 膜的渗透通量是膜分离过程的一个重要参数，随着膜分离时间的延长，膜表面被阻组分发生聚集，浓差极化导致膜通量下降，与对照相比，牛血清蛋白溶液经过0.7 T和1.4 T磁场预处理后，聚砜超滤膜的膜通量显著提高。与对照相比，牛血清蛋白溶液在1.4 T磁场下预处理12 h后，超滤过程中膜通量提高195%。牛血清蛋白和水分子均为抗磁性材料，在磁场作用下，原子核的自旋与外加磁场的方向相反。经过1.4 T磁场处理后，牛血清蛋白的二级结构发生改变，蛋白质中α-螺旋含量从对照组的61.24%降低至52.41%，蛋白质结构发生去折叠，从而减少牛血清蛋白在膜表面的沉积和吸附，提高超滤过程中的膜通量。  与对照相比，牛血清蛋白溶液经过0.7 T和1.4 T磁场预处理2 h后进行膜分离，使用后的超滤膜经水洗后膜的渗透恢复率分别增加64.9%和94.6%，化学清洗后膜的渗透恢复率分别提高62.8%和90.7%。磁场预处理可有效减少蛋白质与膜的相互作用，蛋白质松散地结合到膜表面，清洗过程更加容易。  膜分离过程中的浓差极化和膜污染阻碍了溶液的渗透，导致膜通量降低。与对照相比，牛血清蛋白溶液经过磁场预处理后，且随着磁场预处理时间的增加，超滤膜渗透阻力中不可逆污染和半可逆极化层阻力（Rf和Rp，sr）减小，而可逆极化层阻力（Rp，re）增大，经过适当清洗后，膜的渗透恢复性显著提高。  本研究提出了一种采用磁场预处理蛋白质溶液来改善超滤膜性能的方法。与对照相比，牛血清蛋白溶液经1.4 T磁场预处理2 h后，超滤过程中膜通量提高138%，且超滤膜的不可逆污染阻力从59%降至16%，有效增强膜的渗透恢复性。磁场预处理有利于改善膜分离的操作性能，磁场与膜分离相结合的分离技术有望得到发展。 参考文献 https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2018.08.016
文章分类：
化学
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