项目发酵产物的提取与精制工艺PPT.ppt

项目发酵产物的提取与精制工艺7.1发酵液的预处理
7.2固液分离技术
7.3细胞破碎技术
7.4沉淀分离技术
7.5膜分离技术
7.6萃取技术
7.7色谱分离技术
7.8结晶干燥技术7.1发酵液的预处理发酵液分离纯化的一般步骤（一）发酵液的特性预处理的目的
a.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；
b.尽可能使产物转入便于后处理的某一相中；
c.去除发酵液中部分杂质，以利于后续各步操作。
a.菌体的分离b.固体悬浮物的去除
c.蛋白质的去除d.重金属离子的去除
e.色素、热原质、毒性物质等有机杂质的去除
f.改变发酵液的性质g.调节适宜pH值和温度⑶改善发酵液过滤特性的方法a.添加助滤剂
助滤剂是一种不可压缩的多孔微粒，它能使滤饼疏松，滤速增大。其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。

常用的助滤剂有：硅藻土、纤维素、石棉粉、白土、炭粒、淀粉等，最常用的是硅藻土。
使用硅藻土时，通常细粒用量为500g/m3；中等粒度用量为700g/m3；粗粒用量为700-1000g/m3。
使用方法
①在滤布上预涂，作为过滤介质使用
②按一定比例混入待滤的悬浮液中对提取影响最大的是高价无机离子和杂蛋白，其中，在发酵时，培养基的成分和产物代谢产生的颜色也对发酵产品的分离纯化有影响。
在生产上，从以下三个方面对发酵液进行粗分离：
⑴无机离子的去除
⑵可溶性蛋白质的去除
⑶有色物质的去除
可溶性杂蛋白的去除，常用盐析法、沉淀法、变性法和吸附法等，其中变性沉淀最为常用。
a.盐析法
水溶液中的蛋白质，其溶解度一般在生理离子强度范围内（0.15~0.2mol/kg）最大，低于或高于此范围时均降低。
对于特定的蛋白质，影响其盐析的主要因素有无机盐的种类、浓度、温度和pH值

蛋白质一般以胶体状态存在于发酵液中。
在酸性溶液中带正电荷，蛋白质与一些阴离子，如三氯乙酸盐、水杨酸盐、钨酸盐、苦味酸盐、鞣酸盐、过氯酸盐等形成沉淀；在碱性溶液中带负电荷，蛋白质与一些阳离子，如Ag+、Cu++、Zn++、Fe+++和Pb++等形成沉淀。
在某一pH下，净电荷为零，溶解度最小，称为等电点。加入某些吸附剂或沉淀剂吸附杂蛋白质而除去。
在四环素类抗生素中，采用黄血盐和硫酸锌的协同作用生成亚铁氰化锌钾的胶状沉淀来吸附蛋白质；
在枯草杆菌发酵液中，加入氯化钙和磷酸氢二钠，两者生成庞大的凝胶，把蛋白质、菌体及其他不溶性粒子吸附并包裹在其中除去。
(3)有色物质的去除范围：培养基、发酵液、某些中间产品和半成品。其中发酵液由于种类多、粘度大和成分复杂，分离最为困难。被萃取出溶质的料液----萃余液。
加热法只适合于对热较稳定的目的产物；
②操作简单、安全。
物理破碎法：高压匀浆法、挤压法、高速珠磨法、超声波法；
β-1,6-葡聚糖酶
原理：气流使固液两相脉动或湍动，水分挥发
优点分离速率快、分离效率高、液相澄清度好等。
(二)发酵液粗分离
不仅在于分离细胞、菌体和其它悬浮颗粒（细胞碎片、核酸和蛋白质的沉淀物），
酶溶法的优点：选择性释放产物，条件温和，核酸泄出量少，细胞外形完整。
有机溶剂法通常只适用于所处理的液体数量较少的场合。
长管式气流干燥味精流程
以压力差为推动力，通常为。
超声波破碎也是应用较多的一种破碎方法。
定义：利用物质在互不相溶的两相中溶解度或分配系数的不同达到提取、分离及纯化的，即萃取是通过溶质在两相的溶解竞争而实现的。1.原理利用转鼓高速转动所产生的离心力，
来实现悬浮液、乳浊液的分离或浓缩。
2.优点分离速率快、分离效率高、液相澄清度好等。
3.缺点设备高、能耗大。此外，连续排料时，
固相干度不如过滤设备。
4.种类根据离心方式的不同，分为区带离心和差速离心（三）过滤设备微生物的代谢产物如果是胞内物质（如有些酶制剂、干扰素、胰岛素等），那么首先要收集菌体，进行细胞破碎。（二）常用的细胞破碎方法细胞破碎方法⑴高速珠磨法⑵高压匀浆法--大规模细胞破碎的常用方法⑶超声波破碎法特点：杆菌比球菌易破碎，革兰氏阴性菌细胞比革兰氏阳性菌易破碎，酵母茵效果较差。菌体浓度太高或介质黏度高，均不利于超声波破碎。球蘑机的粉碎球和机器⑷溶酶法常用的溶酶酶溶法的优点：
选择性释放产物，条件温和，核酸泄出量少，细胞外形完整。②自溶法7.4沉淀分离技术（一）等电点沉淀应用：主要用于在分离纯化流程中去除杂蛋白，而不用于沉淀目的物。等电点法提取谷氨酸工艺流程原理：高浓度中性盐存在下，使生物分子在水溶液中溶解的溶解度降低而产生沉淀的方法，多用于蛋白质（酶）的分离。（1）盐析机制定义：于水互溶的有机溶剂（乙醇、丙酮等）能使蛋白质在水中的溶解度显著降低。多用于生物小分子、多