开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
N-乙酰基-D-氨基葡萄糖在自然界中广泛存在、是生物细胞内许多重要多糖的基本组成单位，尤以在甲壳类动物外骨骼中含量最高[1]。N-乙酰基-D-氨基葡萄 糖可用于维持骨组织和骨关节健康，能延长细胞的寿命，其机制为可提高内质网蛋白内稳态，进而起到延长细胞寿命的作用[2]。N-乙酰基-D-氨基葡萄糖是壳多糖保健食品系列中最新的第三代保健机能性食品添加剂，可作低热量的甜味剂，也可作为抗癌、防癌、降血脂、降血压的食品添加剂，也可作为糖尿病患者的食品添加剂。同时，该化合物在生物体内也可作为合成双歧因子的重要前体，还可用作治疗风湿性及类风湿性关节炎的药物。总结来看，N-乙酰基-D-氨基葡萄糖可作为食品添加剂、饲料添加剂、化妆品和药物前体 应用于食品、医药、化工等多个领域，具有广泛的市场前景。
目前，N-乙酰基-D-氨基葡萄糖生产法主要为化学水解法，反应过程中需使用浓酸、同时会产生大量废水，对环境污染严重，且反应过程不易控制[3] ，另外，化学法生产原料虾蟹壳中存在过敏原、可能导 致部分人群存在过敏反应。近年来，随着产品市场需求日益增加以及对于环保要求的提高，采用生物发酵法生产N-乙酰氨基葡萄糖具备绿色环保、可持续、生产高效、无过敏原等特性，已逐步成为本领域的发展趋势[4]。但由于发酵液中组分复杂，造成后期产物的分离难度及成本大大 增加。发酵液中主要包含两种相识度较高的单糖组分乙酰氨基葡萄糖和氨基葡萄糖，难以 进行分离，无法提供高品质的N-乙酰基-D-氨基葡萄糖产品，因此，建立一种简易高效分离 N-乙酰基-D-氨基葡萄糖的工艺十分迫切。
在提取N-乙酰基-D-氨基葡萄糖产品方面，詹小远等于中国专利(CN105543312A)公开了一项技术，主要采用超滤去除菌体、活性碳脱色、酸 化、壳聚糖絮凝、离子交换、浓缩结晶、乙醇漂洗等工艺进行提取，其工艺路线较长。[5].史劲松等人采用膜分离进行菌体和大分子脱除，避免了后续活性碳脱色、絮凝、离子交换除杂等步骤，再采用反渗透进行初步浓缩，可以减少后续的热浓缩的强度，节省能耗。此外，在N-乙酰基-D-氨基葡萄糖的结晶方法方面，采用降温结晶，而其他方法的内容大都采用溶剂结晶或蒸发结晶，这是显著不同的地方，而这种方法能够得到更高纯度的产品[6]。由于乙酰氨糖不宜溶于乙醇，故采用乙醇溶析结晶(以乙醇为溶析剂, 从经过一定程度浓缩的结晶母液中直接将乙酰氨糖结晶出来)这一方法可能会有三个方面的优点:改进粒度分布,提高产品质量;提高收率;节能。
由于氨糖发酵液颜色为深褐色，故应该对其进行脱色处理。活性炭是最常见的脱色剂，多孔物质的粉末或颗粒与发酵液混合，发酵液通过由其颗粒状物质组成的滤床，使发酵液中色度等污染物质吸附于多孔物质表面而去除。此外，活性炭还可以吸附部分重金属离子:其原理为:一是重金属离子在活性炭表面可发生离子交换反应;二是重金属离子与活性炭表面的含氧官能团发生化学吸附;三是重金属离子在活性炭表面沉积而发生的物理吸附。活性炭作为一种吸附能力很强的功能性碳材料，目前主要应用于食品饮料、医药、水处理、化工等领域。用活性炭处理发酵液时,发酵液中的色素和蛋白质按一定的比例被活性炭脱除。色素被脱除的程度较多,而蛋白质只能部分脱除,可能是由于相对分子质量较大的蛋白质覆盖活性炭粒表面,以被活性炭完全吸附的缘故,因此尚有部分蛋白质未能完全被去除[7]。此外，一般氨糖企业活性碳在完成脱色后就被废弃了，因活性碳不仅有脱色作用，同时还有吸附作用，故在脱色过程中，活性碳内吸附3-5%的氨糖；如直接排放，会影响环境，同时浪费了资源，需要进一步改善。师明等人将活性碳和水按重量份1:2.5-3.5加入反应釜中，然后搅拌升温至75℃-85℃，使活性碳中的氨糖溶解在水中；将经过上述处理的物料通过压滤机进行固液分离，将固态活性碳和含有氨糖的水溶液分离；将含有氨糖的水溶液在反应釜中负压蒸馏得到氨糖[8]。由于前面所做活性炭用量较大，且活性炭造成的污染较为严重，在本次论文过程中将探究活性炭的用量优化以及其他代替物质的选用。
离子交换法是利用离子交换剂中的可交换基团与溶液中各种离子间的离子交换能力的不同来进行分离的一种方法。其特点是树脂无毒性且可反复再生使用，少用或不用有机溶剂，因而成本低，设备简单，操作方便。目前已成为生物制品提纯分离的主要方法之一。氨基葡萄糖是葡萄糖的一个羟基被氨基取代的化合物，苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂携带可移动的活性基团，当该树脂侵泡在含有氨基葡萄糖的发酵液中时，氨基葡萄糖扩散到离子交换树脂的表面，然后进入树脂内部，与树脂的活性基团相交换，被交换出来的活性基团逐渐扩散到发酵液中，完成树脂对氨基葡萄糖的吸附过程氨基葡萄糖被树脂吸附后，高浓度的盐溶液通过竞争作用把树脂上吸附的氨基葡萄糖置换下来，洗脱液再经过结晶、浓缩可以得到氨基葡萄糖纯品。离子交换法从发酵液中提取纯化氨基葡萄糖要比传统化学方法大大降低生产成本且产品纯度较高[9]。我们将使用732型阳离子交换树脂与717型阴离子交换树脂对乙酰氨糖进行进一步纯化，去除重金属离子以及其他杂质离子。
参考文献
[1] 陶荣盛、朱傅赟等.一种高效生产N-乙酰氨基葡萄糖的基因工程菌 [P] .中国专利:CN201410486778, 20140922
[2]Martin S, Denzel,Nadia J, Storm,Aljona, Gutschmidt,Ruth, Baddi,Yvonne, Hinze,Ernst, Jarosch,Thomas, Sommer,Thorsten, Hoppe,Adam, Antebi.Hexosamine pathway metabolites enhance protein quality control and prolong life.[J].Cell,2014,156(6):1167-78.
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