产物的提取与精制.pptx

会计学;第一节 概论;2，地位 传统发酵工业(如抗生素、乙醇、柠檬酸)，分离和精制部份占整个工厂投资费用的60%。 对重组DNA发酵、精制蛋白质的费用可占整个生产费用的80%~90%。;二、发酵下游加工过程的特点;三、分离过程的机理与分离操作;;;生物操作机理极其分离机理;单元操作;四、发酵工业下游技术的一般工艺过程;1， 一般工艺过程 一般说来，下游加工过程可分为4个阶段：培养液(发酵液)的预处理和固液分离；初步纯化(提取)；高度纯化(精制)；成品加工。;;3，选择下游加工工艺的原则： 是胞内产物还是胞外产物 原料中产物和主要杂质浓度 产物和主要杂质的物理化学特性及差异 产品用途和质量标准 产品的市场价格 废液的处理方法等 ;第二节 发酵液的预处理和固液分离;一、 发酵液的预处理;预处理的方法;1，高价无机离子的去除方法 钙离子，可用草酸。 镁离子，可用三聚磷酸钠它和镁离子形成可溶性络合物，用磷酸盐处理，也能大大降低钙离子和镁离子的浓度。此法可用于环丝氨酸的提取。 铁离子，可加入黄血盐，使形成普鲁士蓝沉淀。;;3，发酵液的凝聚和絮凝;;影响絮凝的因素;絮凝剂加量对絮凝效果(滤速)的影响;发酵液pH对阴离子聚丙烯酰胺絮凝效果的影响;;二、 发酵液的过滤;1，影响过滤速度的因素;菌种对过滤速度影响;培养基的组成对过滤速度影响;发酵周期对过滤的影响; 2，改善过滤性能的方法;过滤助剂;;填充-凝固剂;酶解作用;3，固—液分离设备的选择 ;板框压滤机 优点： 板框压滤机的过滤面积大； 过滤推动力(压力差)能较大幅度地进行调整，并能耐受较高的压力差； 结构简单，价格低， 动力消耗少等优点。 缺点 不能连续操作，设备笨重，劳动强度大， 卫生条件差， 非生产的辅助时间长，阻碍了过滤效率的提高。 ;鼓式真空过滤机 优点 能连续操作， 能实现自动化控制 缺点 压差较小，主要适用于霉菌发酵液的过滤。 ;离心分离 优点 分离速度快，效率高， 操作时卫生条件好等优点， 适合于大规模的分离过程。 缺点 投资费用高， 能耗较大。 ;三、微生物细胞的破碎;;4，微生物细胞的破碎技术;;高压匀浆器 采用高压匀浆器是大规模破碎细胞的常用方法，利用高压迫使细胞悬浮液通过针形阀，由于突然减压和高速冲击撞击环造成细胞破裂 ;;X-press法 一种改进的高压方法是将浓缩的菌体悬浮液冷却至-25?C至-30 ?C形成冰晶体，利用500 MPa以上的高压冲击，冷冻细胞从高压阀小孔中挤出。细胞破碎是由于冰晶体的磨损，包埋在冰中的微生物的变形所引起的。 该法的优点是适用的范围广，破碎率高，细胞碎片的粉碎程度低以及活性的保留率高， 该法对冷冻—融解敏感的生化物质不适用。 ;超声波法 细胞的破碎是由于超声波的空穴作用，从而产生一个极为强烈的冲击波压力，由它引起的粘滞性旋涡在介质中的悬浮细胞上造成了剪切应力，促使细胞内液体发生流动，从而使细胞破碎。 对于不同菌种的发酵液、超声波处理的效果不同，杆菌比球菌易破碎、革兰氏阴性菌细胞比革兰氏阳性菌细胞容易破碎，对酵母菌的效果级差。 该法不适于大规模操作，因为放大后，要输入很高的能量来提供必要的冷却，这是困难的。 ; 酶解法 利用酶反应，分解破坏细胞壁上特殊的键，从而达到破壁的目的。 优点：专一性强，发生酶解的条件温和。 缺点：酶水解费用较贵，一般只适用于小规模的实验室研究。 溶菌酶是应用最多的酶，它能专一地分解细胞壁上糖蛋白分子的α-1，4糖苷键，使脂多糖解离，经溶菌酶处理后的细胞移至低渗溶液中使细胞破裂。;自溶作用 是酶解的另一种方法，所需溶胞的酶是由微生物本身产生的。 影响自溶过程的因素有温度、时间、pH缓冲液浓度、细胞代谢途径等。 自溶法在一定程度上能用于工业规模，但是，对不稳定的微生物容易引起所需蛋白质的变性，自溶后的细胞培养液过滤速度也会降低。 ;渗透压冲击 是较温和的一种破碎方法，将细胞放在高渗透压的介质中(如一定浓度的甘油或蔗糖溶液)，入达到平衡后，介质被突然稀释，或者将细胞转入水或缓冲液中，由于渗透压的突然变化，水迅速进入细胞内，引起细胞壁的破裂。 渗透压冲击的方法仅对细胞壁较脆弱的菌，或者细胞壁预先用酶处理，或合成受抑制而强度减弱时才是合适的。 ;冻结-融化法 将细胞放在低温下突然冷冻和室温下融化，反复多次而达到破壁作用。 对于细胞壁较脆弱的菌体，可采用此法。但通常破碎率很低即使反复循环多次也不能提高收率。另外，还可能引起对冻融敏感的某些蛋白质的变性。 ;干燥法 可采用空气干燥，真空干燥，喷雾干燥和冷冻干燥等。 空气干燥主要适用于酵母菌。真空干燥适用于细菌的干燥。冷冻干燥适用于较不稳定的生化物质。 干燥法条件变化较剧烈，容易引起蛋白质或其它组织变性。 ; ;;破碎方法的选