发酵液预处理与浓缩-课件（PPT讲稿）.ppt

第八章第八章微生物工程下游技术微生物工程下游技术??原料液中目标产物的原料液中目标产物的浓度一般都很低浓度一般都很低,如,如 L- L-异异亮氨酸浓度为亮氨酸浓度为 %,青霉素为%,青霉素为 %,庆大霉素%, %,胰岛素仅为%,胰岛素仅为 %。%。??原料液中原料液中成分复杂成分复杂,常存在与目标分子结构极,常存在与目标分子结构极其相似的分子及异构体。其相似的分子及异构体。??当生物技术产品是食品或药物时, 当生物技术产品是食品或药物时, 溶剂溶剂的使用的使用受到一定的限制,萃取、色谱等手段会受到一受到一定的限制,萃取、色谱等手段会受到一定的定的限制限制。。??发酵液发酵液成分一般不稳定成分一般不稳定。。原料液原料液特点特点发酵液放罐后,应及时快速操作,原因在于发酵液放罐后,应及时快速操作,原因在于 1. 2. 3. 。原料液中常存在引起产物的破坏和降解。原料液中常存在降解目标产物的杂质,如可水解目标蛋白质降解目标产物的杂质,如可水解目标蛋白质的蛋白酶。的蛋白酶。下游技术可分为下游技术可分为 4 4个阶段,即个阶段,即预处理、提取、预处理、提取、精制、成品制作精制、成品制作,如图所示。,如图所示。预处理预处理→→细胞分离细胞分离→→细胞破壁细胞破壁→→碎片分离碎片分离→→提取提取→→精制精制→→成品制作成品制作加热加热过滤过滤匀浆法匀浆法离心离心沉淀沉淀 ( ( 重重) )结晶结晶浓缩浓缩调调 pH pH 离心离心研磨法研磨法双水相双水相吸附吸附干燥干燥絮凝絮凝膜分离膜分离酶解法酶解法膜分离膜分离萃取萃取色谱分离色谱分离无菌过滤无菌过滤超滤超滤膜分离膜分离结晶结晶下游技术一般工艺过程下游技术一般工艺过程预处理预处理→→细胞分离细胞分离→→细胞破壁细胞破壁加热加热过滤过滤匀浆法匀浆法调调 pH pH 离心离心研磨法研磨法絮凝絮凝膜分离膜分离酶解法酶解法碎片分离碎片分离→→提取提取→→精制精制→→成品制作成品制作离心离心沉淀沉淀 ( ( 重重) )结晶结晶浓缩浓缩双水相双水相吸附吸附干燥干燥膜分离膜分离萃取萃取色谱分离色谱分离无菌过滤无菌过滤超滤超滤膜分离膜分离结晶结晶原料液细胞分离(离心,过滤) 细胞-胞内产物路线一路线二细胞破碎碎片分离路线一 A 路线一 B 清液-胞外产物粗分离(盐析、萃取、超滤等) 纯化(层析、电泳)脱盐(凝胶过滤、超滤)浓缩(超滤)精制(结晶、干燥) 包含体溶解(加盐酸胍、脲)复性第一节第一节发酵液预处理发酵液预处理 1 1、降低黏度、降低黏度??加水稀释加水稀释:简单,增体积、降低产物浓度。:简单,增体积、降低产物浓度。??加热升温加热升温:柠檬酸发酵, :柠檬酸发酵, 90 90℃℃,蛋白质变,蛋白质变性凝固,利于过滤性凝固,利于过滤 2 2、、凝聚、絮凝凝聚、絮凝改变粒子分散状态,形成大改变粒子分散状态,形成大颗粒,利过滤颗粒,利过滤凝聚与絮凝凝聚与絮凝??凝聚与絮凝处理过程就是将化学药剂预先投加凝聚与絮凝处理过程就是将化学药剂预先投加到悬浮液中,改变细胞、菌体和蛋白质等胶体到悬浮液中,改变细胞、菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态,破坏其稳定性,使它们聚集粒子的分散状态,破坏其稳定性,使它们聚集成可分离的絮凝体,再进行分离。成可分离的絮凝体,再进行分离。凝聚和絮凝??凝聚和絮凝是两种方法,两个概念。凝聚和絮凝是两种方法,两个概念。??凝聚凝聚:指在投加的化学物质(铝、铁盐类)作:指在投加的化学物质(铝、铁盐类)作用下,使胶体体系不稳定并使粒子相互聚集成用下,使胶体体系不稳定并使粒子相互聚集成 1 1mm mm 大小块状凝聚体的过程。大小块状凝聚体的过程。??絮凝絮凝:指使用高分子絮凝剂将胶体粒子交联成:指使用高分子絮凝剂将胶体粒子交联成网,形成网,形成 10 mm 10 mm 大小絮凝团的过程。其中絮凝大小絮凝团的过程。其中絮凝剂主要起架桥作用。剂主要起架桥作用。常用絮凝剂常用絮凝剂??聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺类:用量少,絮凝体粗大,分离效果类:用量少,絮凝体粗大,分离效果好,絮凝速度快,适用范围广。好,絮凝速度快,适用范围广。??无机高分子聚合物无机高分子聚合物??天然有机高分子絮凝剂天然有机高分子絮凝剂,如壳聚糖和葡聚糖等聚糖,如壳聚糖和葡聚糖等聚糖类,还有明胶、骨胶、海藻酸钠等。类,还有明胶、骨胶、海藻酸钠等。??微生物絮凝剂微生物絮凝剂是近年来研究和开发的新型絮凝剂, 是近年来研究和开发的新型絮凝剂, 由微生物产生的具有絮凝细胞功能的物