生物下游技術(shù)ppt課件(已修改)
2025-05-16 06:32 本頁(yè)面
【正文】 第三章 發(fā)酵液預(yù)處理 目的 ?不僅在于分離細(xì)胞、菌體和其它懸浮顆粒（細(xì)胞碎片、核酸和蛋白質(zhì)的沉淀物）， ?還希望除去部分可溶性雜質(zhì)和改變?yōu)V液的性質(zhì)，以利于后繼各步操作。 ?采用絮凝或凝聚的方法，設(shè)法增大懸浮液中固體粒子的大小，提高其沉降速度； ?或采用稀釋、加熱等方法降低黏度，以利于過濾。 第一節(jié) 發(fā)酵液的預(yù)處理 一、發(fā)酵液過濾特性的改變 微生物發(fā)酵液的特性為： ① 發(fā)酵產(chǎn)物濃度較低，大多為 110%，懸浮液中大部分是水； ② 懸浮物顆粒小，相對(duì)密度與液相相差不大； ③ 液相粘度大，大多為非牛頓型流體； ④ 性質(zhì)不穩(wěn)定，隨時(shí)間變化，如易受空氣氧化、微生物污染、蛋白酶水解等作用的影響。 微生物發(fā)酵液的成分極為復(fù)雜，其中除了所培養(yǎng)的微生物菌體及殘存的固體培養(yǎng)基外，還有未被微生物完全利用的糖類、無機(jī)鹽、蛋白質(zhì)，以及微生物的各種代謝產(chǎn)物。 改善發(fā)酵液過濾特性的物理化學(xué)方法： 調(diào)酸（等電點(diǎn)）、熱處理、電解質(zhì)處理、添加凝聚劑、添加表面活性物質(zhì)、添加反應(yīng)劑、冷凍 解凍及添加助濾劑等。 pH 根據(jù)流體力學(xué)原理，濾液通過濾餅的速率與液體的粘度成反比，降低液體粘度（加水稀釋法和加熱法等）可有效提高過濾速率。注意加熱溫度與時(shí)間，不影響產(chǎn)物活性和細(xì)胞的完整性。 pH值直接影響發(fā)酵液中某些物質(zhì)的電離度和電荷性質(zhì)，適當(dāng)調(diào)節(jié) pH值可改善其過濾特性。氨基酸、蛋白質(zhì)等電點(diǎn)的調(diào)節(jié)；在膜過濾中，發(fā)酵液中的大分子物質(zhì)易與膜發(fā)生吸附，通過調(diào)整 pH值改變易吸附分子的電荷性質(zhì)，即可減少堵塞和污染；細(xì)胞、細(xì)胞碎片及某些膠體物質(zhì)等在某個(gè) pH值下也可能趨于絮凝而成為較大顆粒，有利于過濾的進(jìn)行。 采用凝聚和絮凝技術(shù)能有效改變細(xì)胞、細(xì)胞碎片及溶解大分子物質(zhì)的分散狀態(tài)，使其聚結(jié)成較大的顆粒，便于提高過濾速率。另外，還能有效地除去雜蛋白和固體雜質(zhì)，提高濾液質(zhì)量。 ?凝聚 —— 指在電解質(zhì)作用下，由于膠粒之間雙電層電排斥作用降低，電位下降，而使膠體體系不穩(wěn)定的現(xiàn)象； ?絮凝 —— 指在某些高分子絮凝劑存在下，基于橋架作用，使膠粒形成較大絮凝團(tuán)的過程。 陽離子對(duì)帶負(fù)電荷的膠粒凝聚能力的次序?yàn)椋? Al3+ Fe3+ H+ Ca2+ Mg2+ K+ Na+ Li+ 常用的凝聚劑電解質(zhì)有： 硫酸鋁 Al2(SO4)3?18H2O（明礬）； 氯化鋁 AlCl3?6H2O。 三氯化鐵 FeCl3。 硫酸亞鐵 FeSO47H2O ； 石灰； ZnSO4； MgCO3 （ 1）凝聚 發(fā)酵液中的細(xì)胞、菌體或蛋白質(zhì)等膠體粒子雙電層的結(jié)構(gòu)使膠粒之間不易聚集而保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)。 ?采用絮凝法可形成粗大的絮凝體，使發(fā)酵液較易分離。
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