发酵液预处理与浓缩 PPT课件.ppt

第八章微生物工程下游技术
原料液中目标产物的浓度一般都很低,如 L-%,%,%,%。
原料液中成分复杂,常存在与目标分子结构极其相似的分子及异构体。
当生物技术产品是食品或药物时,溶剂的使用受到一定的限制,萃取、色谱等手段会受到一定的限制。
发酵液成分一般不稳定。
原料液特点
发酵液放罐后,应及时快速操作,原因在于。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的蛋白酶。
下游技术可分为4个阶段,即预处理、提取、精制、成品制作,如图所示。
预处理→细胞分离→细胞破壁→碎片分离→提取→精制→成品制作
加热过滤匀浆法离心沉淀(重)结晶浓缩
调 pH 离心研磨法双水相吸附干燥
絮凝膜分离酶解法膜分离萃取色谱分离无菌过滤
超滤膜分离
结晶
下游技术一般工艺过程
预处理→细胞分离→细胞破壁
加热过滤匀浆法
调 pH 离心研磨法
絮凝膜分离酶解法
碎片分离→提取→精制→成品制作
离心沉淀(重)结晶浓缩
双水相吸附干燥
膜分离萃取色谱分离无菌过滤
超滤膜分离
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
第一节发酵液预处理
1、降低黏度
加水稀释:简单,增体积、降低产物浓度。
加热升温:柠檬酸发酵,90℃,蛋白质变性凝固,利于过滤
2、凝聚、絮凝改变粒子分散状态,形成大颗粒,利过滤
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: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1 mm 大小块状凝聚体的过程。
絮凝:指使用高分子絮凝剂将胶体粒子交联成网,形成10 mm大小絮凝团的过程。其中絮凝剂主要起架桥作用。
常用絮凝剂
聚丙烯酰胺类:用量少,絮凝体粗大,分离效果好,絮凝速度快,适用范围广。
无机高分子聚合物
天然有机高分子絮凝剂,如壳聚糖和葡聚糖等聚糖类,还有明胶、骨胶、海藻酸钠等。
微生物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质。主要成分是糖蛋白、粘多糖、纤维素及核酸等高分子物质。微生物絮凝剂和天然絮凝剂与化学合成的絮凝剂相比,最大的优点是安全,无毒和不污染环境。