9第九章發(fā)酵工程下游技術(shù)發(fā)展及發(fā)酵液的預(yù)處理(編輯修改稿)
2025-03-16 16:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 下游加工一般工藝流程 發(fā)酵液 菌體 提取、分離 純化、精制 產(chǎn)物 胞外產(chǎn)物 胞內(nèi)產(chǎn)物 離心或過濾 細胞破碎 離心或過濾 離心或過濾 干燥 含產(chǎn)物的清液 離心或過濾 干燥 產(chǎn)物 固體部分 下游工藝過程決定于產(chǎn)品的性質(zhì)和要求達到的純度 ? 如產(chǎn)品為菌體本身，則工藝比較簡單，只需經(jīng)過濾、得到菌體，再經(jīng)干燥就可，如單細胞蛋白的生產(chǎn)。 ? 如可以從發(fā)酵液直接提取，則可省去固液分離步驟。 ? 如為胞外產(chǎn)物則可省去細胞破碎步驟。 。 ? （ 1）產(chǎn)品的類型，性質(zhì)的研究。 大致確定它是屬于哪一類型； 了解它是一種成分還是幾種成分的混合物。 ? （ 2）穩(wěn)定性研究。 確定在哪一種條件下進行提取和精制不受破壞，即 確定提取條件 。 適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的傳統(tǒng)技術(shù)經(jīng)過改造提高后，適應(yīng)面更寬，效率會更高，仍然顯示出強勁的生命力。 各種新型高效的過濾機械和離心機械的問世，結(jié)晶理論和離子交換技術(shù)的新進展，提高了產(chǎn)品的收率、質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 六、生物工業(yè)下游技術(shù)的發(fā)展動態(tài) —— 成本、質(zhì)量、環(huán)保 將是該技術(shù)發(fā)展方向和動力 1. 傳統(tǒng)分離技術(shù)的提高和完善 2. 新技術(shù)的研究開發(fā) 膜 （膜材料和膜制造工藝）、 樹脂 （離子交換樹脂和大網(wǎng)格樹脂）和 凝膠 （瓊脂糖凝膠為基質(zhì)，與各種配基結(jié)合后制成各種色譜分離介質(zhì)）是目前主要的新型分離介質(zhì)。 各種分離純化技術(shù)相互結(jié)合、交叉、滲透，形成子代分離技術(shù)。 如膜技術(shù)和萃取、蒸餾、蒸發(fā)技術(shù)相結(jié)合形成了膜萃取技術(shù)、膜蒸餾及滲透蒸發(fā)技術(shù)；色譜技術(shù)與離子交換技術(shù)等結(jié)合形成了離子交換色譜、等電聚焦色譜等。 （ 1）新型分離介質(zhì)的研究開發(fā) （ 2）子代分離技術(shù) （ 3）其他新興下游技術(shù) 由溶劑萃取技術(shù)衍生出一大批生物工業(yè)分離技術(shù)，如雙水相萃取、 超臨界 CO2萃取 、 反膠團萃取 （細胞碎片去除、細胞胞內(nèi)物質(zhì)、酶及蛋白質(zhì)、天然生物物質(zhì)的提取分離）； 菌體絮凝技術(shù) 和 菌體細胞破碎技術(shù) 的進展為工業(yè)化經(jīng)濟的分離菌體細胞和大規(guī)模生產(chǎn)胞內(nèi)物質(zhì)創(chuàng)造了技術(shù)前提。 第二節(jié) 發(fā)酵液的預(yù)處理 ? 一、發(fā)酵液的一般特征 ? ，一般可達 90％ 99% ? ? ，密度與液體相差不大 ? ? ? 二、發(fā)酵液預(yù)處理的目的和要求 ? ： ? （ 1） 改變發(fā)酵液的物理性質(zhì) ，促進懸浮液中分離固形物的速度，提高固液分離的效率 ? （ 2） 盡可能使產(chǎn)物轉(zhuǎn)入便于后處理的某一相中（多數(shù)是液體） ? （ 3） 去除發(fā)酵液中部分雜質(zhì) ，以利于后續(xù)各步操作。 : ? （ 1） 菌體的分離 ? （ 2） 固體懸浮物的去除 ? （ 3） 蛋白質(zhì)的去除 ? （ 4） 重金屬離子的去除 ? （ 5） 色素、熱原質(zhì)、毒性物質(zhì)等有機雜質(zhì)的去除 ? （ 6） 改變發(fā)酵液的性質(zhì) ? （ 7） 調(diào)節(jié)適宜 pH值和溫度 三、預(yù)處理的方法 （一）加熱法 （二）調(diào)節(jié)懸浮液的 pH （三）發(fā)酵液的凝聚和絮凝 （四）高價無機離子的去除方法 （五）雜蛋白質(zhì)的去除 （一）加熱法： 降低懸浮液的黏度，除去某些雜蛋白，降低懸浮物的最終體積，破壞凝膠狀
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