發(fā)酵工程第二講ppt課件(編輯修改稿)
2024-09-18 22:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 分離后，活性物質(zhì)存在于濾液 器中，濾液體積很大，濃度很低，下游加工過程就是濃縮和 純化的過程，常需要好幾步操作。其中第一步最為重要，稱 為初步純化或提取，主要目的在于濃縮，也有一些純化作用， 而以后幾步操作所處理的體積小，合稱為高度純化或精制。 ① 吸附法：主要用于抗生素等小分子物質(zhì)的提取，系利用 吸附劑與抗生素之間的分子引力而將抗生素吸附在吸附 劑上。 初步純化 ② 離子交換法：主要用于小分子的提取。離子交換法系利 用離子交換樹脂和生物物質(zhì)之間的化學(xué)親和力，有選擇 性地將生物物質(zhì)吸附上去，然后以較少量的洗脫劑將它 洗下來。 初步純化 ③ 沉淀法：廣泛用于蛋白質(zhì)的提取。它主要起濃縮作用， 而純化的效果較差。本法又可分為下列 5種類型。 ⑴鹽析：加入高濃度的鹽使蛋白質(zhì)沉淀。 ⑵加入有機(jī)溶劑：其機(jī)理為加入有機(jī)溶劑使溶液的介電 常數(shù)降低，從而使水分子的溶解能力降低。 ⑶調(diào) pH至等電點：此法沉淀能力不強(qiáng)，常同時加入有機(jī) 溶劑，使沉淀完全。 ⑷加入非離子型聚合物：如 PEG，其機(jī)理與鹽析作用相 似。 初步純化 ④ 萃取法：萃取法是利用產(chǎn)品在互補(bǔ)相溶的二相溶劑中有 不同的溶解度來進(jìn)行的 。 ⑴ 溶劑萃取法。由于蛋白質(zhì)遇有機(jī)溶劑會引起變性，故 該法一般用于抗生素等小分子的生物物質(zhì)的提取。 ⑵ 兩水相萃取法。此法適用于蛋白質(zhì)的提取，近年來也 開始研究用于小分子物質(zhì)。由于聚合物分子的不相溶性， 兩種聚合物的水溶液（含鹽與不含鹽）可以分成兩相。 蛋白質(zhì)分子可以在兩相間進(jìn)行分配。目前已成功應(yīng)用在 酶的提取中。 ⑶ 超臨界流體萃取。超臨界流體的密度和液體相近，溶 質(zhì)在其中的擴(kuò)散速度可為液體的 1000倍，這是超臨界 流體的萃取能力和萃取速度優(yōu)于一般溶劑的原因。 ⑷ 逆膠束萃取。將水溶液與有機(jī)溶劑和表面活性劑混合，并加以攪拌，如系統(tǒng)選擇適當(dāng)，則會形成逆膠束。表面活性劑處在逆膠束表面，極性端指向膠束內(nèi)部，而非極性端指向膠束外面，形成含逆膠束的有機(jī)相與水相成平衡。蛋白質(zhì)就在這種有機(jī)相與水相之間進(jìn)行分配。 初步純化 ⑤ 膜過濾法：又分為超濾，微濾，反滲透和納濾四種。超 濾法是利用一定截留分子量的超濾膜進(jìn)行溶質(zhì)的分離或濃 縮。微濾主要用于發(fā)酵液中除去菌體；反滲透主要用于小 分子的濃縮；納濾也可用于小分子的濃縮。膜過濾的主要 缺點是濃差極化和膜的污染，膜的壽命較短和通量低，很 難用于處理量大的工業(yè)中。但這些缺點正在克服，有很好 的發(fā)展前景。 初步純化 高度純化 高度純化（精制） 1 色譜分離：色譜分離是一種高效的分離技術(shù)，過去僅 用于實驗室中，后來規(guī)模逐漸擴(kuò)大而應(yīng)用與工業(yè)上。操作 是在柱中進(jìn)行的，包含兩個相 —— 固定相和流動相，物質(zhì) 在兩相間分配的情況不同，在柱中流動的速度也不同，而 獲得分離。 2 結(jié)晶：結(jié)晶可以認(rèn)為是沉淀的一種特殊情況。結(jié)晶 的先決條件是溶液要達(dá)到過飽和。要達(dá)到過飽和可用下列 方法： ①加入某些物質(zhì)，使溶液平衡發(fā)生改變，如調(diào) pH； ②將溶液冷卻或?qū)⑷菀渍舭l(fā) 發(fā)酵液經(jīng)提取和精制后，還應(yīng)視實際需要進(jìn)行濃縮、干燥、 除菌等處理，以達(dá)到產(chǎn)品的應(yīng)用要
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