发酵产物的提取与精制.pptVIP

第四篇发酵产物的提取与精制第九章发酵产物的提取与精制概论第一节发酵产物的提取与精制概述一、发酵产物的分类1、菌体2、酶3、代谢产物下游加工过程的特点01成分复杂：细胞、代谢产物、残余培养基02产品浓度低：传统发酵一般1～10％03收率低：50％左右04失活问题05不稳定性06生物安全问题07下游加工过程设计应遵循的基本原则01时间短02温度低03pH适中04清洁卫生0501020304发酵产物提取与精制的过程对未知的发酵产品提取的步骤确定发酵产物的类型确定发酵产物的稳定性发酵产物提取和精制过程包括的阶段01发酵液的预处理02离心和过滤03产品的提取04萃取、吸附、沉淀、蒸发05产品的精制06层析、膜分离、离子交换、沉淀、电泳07产品的最后加工08结晶、干燥、蒸馏09发酵醪的一般特征含水量高，一般可达90％～99%产品浓度低悬浮物颗粒小，密度与液体相差不大固体粒子可压缩性大液体黏度大，大多为非牛顿型流体产物性质不稳定第二节发酵醪的预处理发酵醪预处理的目的和要求预处理的目的：改变发酵液的物理性质，促进悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离器的效率尽可能使产物转入便于后处理的某一相中（多数是液体）去除发酵液中部分杂质，以利于后续各步操作。发酵醪预处理的要求:菌体的分离固体悬浮物的去除蛋白质的去除重金属离子的去除色素、热原质、毒性物质等有机杂质的去除改变发酵醪的性质调节适宜pH值和温度预处理的方法：加热法：降低悬浮液的黏度，除去某些杂蛋白，降低悬浮物的最终体积，破坏凝胶状结构、增加滤饼的空隙度不适用热敏性的物质调节悬浮液的pH通过调节发酵醪pH到蛋白质的等电点使蛋白质沉淀，同时络合重金属离子；常用的酸化剂有草酸、盐酸、硫酸和磷酸凝聚和絮凝01凝聚：在投加的化学物质（比如水解的凝聚剂，像铝、铁的盐类或石灰等）作用下，胶体脱稳并使粒子相互聚成1mm大小块状凝聚体的过程。02凝聚剂的作用：03有些是对初始粒子表面电荷的简单中和，另一些是消除双电荷层（采用中性盐例如NaCl等）而脱稳，还有些是通过氢键或其他复杂的形式与粒子相结合而产生凝聚04010203040506絮凝：使用絮凝剂（通常是天然或合成的大分子量聚电解质）将胶体粒子交联成网，形成10mm大小絮凝团的过程。其中絮凝剂主要起架桥作用。凝聚剂和絮凝剂的种类：凝聚剂：主要是无机类电解质，大多为阳粒子无机盐类：硫酸铝、明矾、硫酸铁、硫酸亚铁、三氯化铁、氯化铝、硫酸锌、硫酸镁、铝酸钠金属氧化物类：氢氧化铝、氢氧化铁、氢氧化钙、石灰聚合无机盐类：聚合铝、聚合铁12543絮凝剂（按官能团分）阴离子、阳离子、非离子丙烯酰胺经不同的改性可成为上述三种类型之一絮凝剂比凝聚剂贵絮凝剂的最佳使用剂量：粒子表面积约有一半被聚合物覆盖时所用的絮凝剂量。1234501一般为惰性助滤剂：是一种颗粒均匀、质地坚硬、不可压缩的粒状物质02作用：助滤剂表面具有吸附胶体的能力，并且由此助滤剂颗粒形成的滤饼具有格子型结构，不可压缩，滤孔不会被全部堵塞，可以保持良好的渗透性03使用方法（1）：在滤布上预涂，作为过滤介质使用04按一定比例混入待滤的悬浮液中05常用的助滤剂：硅藻土、膨胀珍珠岩、石棉、纤维素、未活化的碳、炉渣、重质碳酸钙添加助滤剂：01添加可溶解的盐类，生成不溶解的沉淀；生成的沉淀能防止菌丝体粘结，使菌丝具有块状结构；沉淀本身可作为助滤剂，还能使胶状物和悬浮物凝固。添加反应剂：02添加酶制剂：比如：加酶将多糖转化为单糖菌体的分离方法1离心分离2管式高速离心机、碟片式离心机3过滤4真空过滤机、板框过滤机、5细胞破碎01细胞破碎的意义02微生物代谢产物大多数分泌到胞外，但有些目标产物存在细胞内部。目前重组DNA技术，表达的产品（如胰岛素、干扰素、白细胞介素等），都是胞内产物。首先必须将细胞破碎，使产物得以释放，才能进一步提取。031非机械法：酶溶法、化学渗透法、冻融法、干燥法等32机械法：珠磨法、高压匀浆法、超声波破碎法、X-press法等常用破碎方法