食品生物工程学习PPT教案.pptx

第七章食品生物工程下游技术内容一、概述1.1生物工程下游技术的特点1.2下游工程的基本路线目的产物提取与精制过程的一般工艺流程内容二、原料与预处理发酵液的预处理2.1加热升温法2.2凝聚与絮凝2.3调节发酵液pH内容三、固液分离和细胞破碎3.1.1离心分离3.1.2过滤分离3.1.2.1压力过滤3.1.2.2真空过滤3.1.2.3错流过滤3.2细胞破碎3.2.1常用的细胞破碎方法3.2.1.1高速珠磨法3.2.1.2高压匀浆破碎法3.2.1.3超声破碎3.2.1.4生物酶溶法3.2.2包含体的处理①包含体的分离
用溶菌酶或超声波法处理基因工程菌，破碎细胞，离心取沉淀，得包含体。再用蔗糖溶液、尿素缓冲液或温和的表面活性剂冲洗包含体，清除附在包含体上的杂蛋白、DNA、RNA和酶，得到较纯的包含体。
②包含体的溶解
用弱变性剂尿素和表面活性剂十二烷基磺酸钠溶解包含体，使蛋白质肽链分离。加入还原剂二巯基苏糖醇或GSH，使二硫键可逆地断裂。此时重组蛋白呈现可溶解和单体肽链的状态。
③蛋白质的复性
变性蛋白经初步纯化浓缩以后，透析除去变性剂和还原剂。大部分蛋白质即重新折叠，被空气中的氧氧化，重建二硫键，恢复活性。
内容四、初步纯化4.1萃取4.1.1溶剂萃取4.1.2超临界二氧化碳流体萃取超临界二氧化碳流体萃取装置4.1.3双水相萃取4.1.4反胶团萃取反胶团萃取原理
是从主体水相向溶解于有机溶剂相中纳米级的、均一且稳定的、分散的反胶团微水相中的分配萃取。可当作“液膜”分离操作的一种。其特点是表面活性剂能不断包围水相中的蛋白质，形成反胶团，并引导入有机相中，完成对蛋白质的萃取和分离。在反胶团中蛋白质不与有机溶剂直接接触，而是通过水化层与表面活性剂的极性头接触，从而避免了蛋白质的变性、失活。4.2吸附4.2.1普通吸附剂吸附4.2.2离子交换吸附离子交换吸附的操作
（1）离子交换剂的处理加水浸泡，待充分膨胀后即可进行处理。常规的处理步骤是：加过量的水悬浮除去细颗粒，再改用酸碱浸泡，以便除去杂质并使其带上需要的反离子。酸碱处理的次序决定了离子交换剂携带反离子的类型。在每次用酸（或碱）处理后，均应先用水洗涤至近中性，再用碱（或酸）处理。最后用水洗涤至中性，经缓冲液平衡后即可使用或装柱。
（2）分离物质的交换使用离子交换剂的方法有两种：一是柱色谱法，也叫动态法，即将离子交换剂装入色谱柱内，让溶液连续通过。该法交换效率高，应用范围广。另一种是分批法，也叫静态法，即使离子交换剂置入盛溶液的容器内不断缓慢搅拌。该法交换率低，不能连续进行，但需要的设备简单，操作容易。
（3）物质的洗脱与收集洗脱条件和吸附条件相反，在酸性条件下吸附的在碱性条件下洗。
（4）离子交换剂的再生使用过的离子交换剂，可采用一定的方法令其恢复原来的性状，这一过程叫做再生。再生可以通过上述的酸、碱反复处理完成。4.3沉淀4.3.1盐析沉淀法4.3.2有机溶剂沉淀4.4膜分离透析分离内容五、精细纯化5.1层析5.1.1凝胶层析凝胶色谱基本原理5.2电泳5.3分子蒸馏液体混合物沿加热板自上而下流动，被加热后能量足够的分子逸出液面，轻分子的分子运动平均自由程大;重分子的分子运动平均自由程小。如果在离液面距离小于轻分子运动的平均自由程而大于重分子运动的平均自由程处，设置一冷凝板，此时气体中的轻分子能够到达冷凝板，并不断地被冷凝，从而破坏了体系中轻分子的动态平衡，而使混合液中的轻分子不断逸出;相反，气相中的重分子因不能到达冷凝板，很快与液相中的重分子趋于动态平衡，表观上重分子不再从液相中逸出，这样液体混合物便达到了分离的目的。下图为分子蒸馏的原理示意图，其主要结构由加热器、捕集器、高真空系统组成。
六、成品加工6.1结晶技术6.2浓缩冷冻浓缩法6.3干燥喷雾干燥思考题内容3.1.2.1压力过滤3.2.1.3超声破碎3.2.2包含体的处理4.2吸附内容5.1层析