【正文】 生化分離技術(shù) 長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物技術(shù)及應(yīng)用教研室 生化分離技術(shù) 第一講 緒 論 23:25 生化分離技術(shù)（ 20222022下學(xué)期 ) 生化分離技術(shù) 長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物技術(shù)及應(yīng)用教研室 緒 論 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 生化產(chǎn)品分離技術(shù)的一般 過程 第三節(jié) 生化產(chǎn)品分離技術(shù)的 發(fā)展 23:25 生化分離技術(shù)（ 20222022下學(xué)期 ) 生化分離技術(shù) 長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物技術(shù)及應(yīng)用教研室 第一節(jié) 概述 一、生化分離技術(shù)的 概念 二、生化產(chǎn)品的 特點 三、生化分離技術(shù)的 特點 四、生化分離 技術(shù) 的 重要性 23:25 生化分離技術(shù)（ 20222022下學(xué)期 ) 生化分離技術(shù) 長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物技術(shù)及應(yīng)用教研室 一、生化分離技術(shù)的概念 生化分離技術(shù)是指從發(fā)酵液或酶反應(yīng)液中，分離純化生物產(chǎn)品的過程。它是生物技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力不可缺少的重要環(huán)節(jié)，又稱為生物技術(shù)下游加工技術(shù)。 醫(yī)藥衛(wèi)生 、 環(huán)保 、 動植物生長調(diào)節(jié) 、食品和試劑等 2)、 生化產(chǎn)品種類繁多 ， 包括了大 、 中 、 小分子量的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)復(fù)雜又各異的生物活性物質(zhì) ， 生物活性各異 。 青霉素（ %） 、 慶大霉素 （ %） 、 干擾素 （ 50ug/ml） 。 除少量產(chǎn)物外 ， 還有大量的細胞及碎片 、 其他代謝物 （ 幾百上千種 ） 、培養(yǎng)基成分 、 無機鹽等 。 易變質(zhì) 、 易失活 、易變性 ， 對溫度 、 pH值 、 重金屬離子 、 有機溶劑 、 剪切力 、 表面張力等非常敏感 。 成品青霉素對其強致敏原 –青霉噻唑蛋白必須控制RIA值 （ 放射免疫測定 ） 小于 100（ 106） ， 蛋白類藥物 （ 雜質(zhì) 2%） 、 重組胰島素（ Humulin） 中雜蛋白小于 %。 2. 分離純化的產(chǎn)品通常穩(wěn)定性差，容易失去生物活性，或被分解、降解。 23:25 生化分離技術(shù)（ 20222022下學(xué)期 ) 生化分離技術(shù) 長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物技術(shù)及應(yīng)用教研室 ?條件溫和 ， 特別對具有生物活性的物質(zhì) ， 在后處理過程中必須保持其生物活性； ?分離純化技術(shù)的選擇性好 、 專一性強 ， 能從復(fù)雜的混合物中有效地將目的產(chǎn)物分離出來 ， 以達到較高的分離純化倍數(shù)； ?目的產(chǎn)物的量和活性具有較高的收率； 23:25 生化分離技術(shù)（ 20222022下學(xué)期 ) 生化分離技術(shù) 長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物技術(shù)及應(yīng)用教研室 四、生化分離技術(shù)的重要性 1)、 生化產(chǎn)品的必經(jīng)的過程 。 抗生素 (80%左右 )， 蛋白質(zhì) (6090%)。 下游研究費用占整個費用的 50%以上；產(chǎn)品的成本構(gòu)成中分離純化的成本站全部成本的 4080%。 大多數(shù)酶70%。 基因工程表達產(chǎn)品成本 8590%；勞動力和物力成本占整個勞動力的 7090%。 農(nóng)學(xué) 、分離科學(xué) 、 生化分析 、 藥學(xué)等 6)、 提供產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵技術(shù)之一 ， 降低生產(chǎn)成本 、 提高產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) 。 23:25 生化分離技術(shù)（ 20222022下學(xué)期 ) 生化分離技術(shù) 長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物技術(shù)及應(yīng)用教研室 五、發(fā)酵醪 (發(fā)酵液 )的 一般特征 利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)各種發(fā)酵產(chǎn)品 ， 由于菌種不同和發(fā)酵醪特性不同 ， 其預(yù)處理方法和提取 、 精制方法的選擇也有差異 。 各種發(fā)酵產(chǎn)物無論在發(fā)酵醪或是在菌中體現(xiàn)往往濃度較低 ， 并與種種的溶解和懸浮的雜質(zhì)混在一起 ， 要分離提純發(fā)酵產(chǎn)物 ， 首先要針對發(fā)酵醪的特性進行預(yù)處理 。 23:25 生化分離技術(shù)（ 20222022下學(xué)期 ) 生化分離技術(shù) 長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物技術(shù)及應(yīng)用教研室 ? 發(fā)酵醪中的懸浮固體物主要含有菌體和蛋白質(zhì)膠狀物。采用溶媒萃取法提煉時，蛋白質(zhì)的存在奪產(chǎn)生乳化，使溶媒相和水相分層困難；采用離子交換法提煉時，蛋白質(zhì)的存在也會增加樹脂的吸附量，加重樹脂的負(fù)擔(dān) 23:25 生化分離技術(shù)（ 20222022下學(xué)期 ) 生化分離技術(shù) 長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物技術(shù)及應(yīng)用教研室 發(fā)酵醪的殘留成分中還含有無機鹽類 ， 非蛋白質(zhì)大分子其降解產(chǎn)物培養(yǎng)基對提取和精制均有一定的影響 。 發(fā)酵過程中除了主代謝產(chǎn)物外 ， 尚伴有一些其他的副代謝產(chǎn)物 。 發(fā)酵醪中還含有色素 、 熱原質(zhì) 、 毒性物質(zhì)等有機雜質(zhì) 。 為了保證發(fā)酵產(chǎn)品的質(zhì)量和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) ， 應(yīng)通過預(yù)處理將色素 、 熱原質(zhì) 、 毒性物質(zhì)等有機雜質(zhì)先除去 。 因此 ， 要獲得純凈的發(fā)酵產(chǎn)物 ，它的提取與精制過程便成為一個復(fù)雜而必不可少的工藝過程 。 盡管由于菌種 、 發(fā)酵醪的特征及發(fā)酵工藝的不同 ，發(fā)酵產(chǎn)物可以多種多樣 ， 但從工業(yè)發(fā)酵范疇來看 ， 從發(fā)酵醪中獲得產(chǎn)物大致可分為三類： 六、發(fā)酵產(chǎn)物的分類 23:25 生化分離技術(shù)（ 20222022下學(xué)期 ) 生化分離技術(shù) 長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物技術(shù)及應(yīng)用教研室 菌體 主要以菌體細胞作為發(fā)酵產(chǎn)品，如單細胞蛋白、面包酵母、飼料酶母等。有的抗生素主要存在于菌絲體中，如灰黃霉素產(chǎn)生菌在發(fā)酵過程中所產(chǎn)生的灰黃霉素主要在菌絲中，因此，也要從菌絲體中進行提取。如 α淀粉酶、 β淀粉酶、異淀粉酶、葡萄糖異構(gòu)酶、葡萄糖氧化酶、右旋糖酐酶、蛋白酶、纖維素酶、果膠酶、轉(zhuǎn)化酶、蜜二糖酶、柚苷酶、花青素酶、脂肪酶、凝乳酶、氨基?；浮⑻於彼崦?、青霉素酰胺酶、磷酸二酰酶、天冬酰胺酶等，均在工業(yè)上和醫(yī)藥上發(fā)揮作用。氨基酸發(fā)酵產(chǎn)物包括谷氨酸、賴氨酸、色氨酸等。 23:25 生化分離技術(shù)（ 20222022下學(xué)期 ) 生化分離技術(shù) 長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物技術(shù)及應(yīng)用教研室 有機溶劑 發(fā)酵產(chǎn)物包括 酒精 、 丙酮 、 丁醇 等 。 5`肌苷酸和 5`鳥苷酸均為呈味核苷酸 ， 核酸的微生物包括輔酶 A、 ATP、 輔酶 I等均為重要的醫(yī)藥品 。 多糖發(fā)酵產(chǎn)物 包括 右旋糖酐及多糖 B1459等 。 多糖 B1459是水溶性 、 高分子量的胞外異多糖 。 如 醋酸可的松 、 氫化可的松 、 醋酸潑尼松 、 氫化潑尼松等促皮質(zhì)激素及腎上腺皮質(zhì)激素制劑 、 黃體酮 、 甲孕酮 （ 安宮黃體酮 ） 等性激素 、 炔諾酮等避孕藥 。 23:25 生化分離技術(shù)（ 20222022下學(xué)期 ) 生化分離技術(shù) 長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物技術(shù)及應(yīng)用教研室 第二節(jié) 生化產(chǎn)品分離技術(shù)的一般過程 一、工藝 流程 二、加工過程 概述 三、典型生化產(chǎn)品的 分離實例 23:25 生化分離技術(shù)（ 20222022下學(xué)期 ) 生化分離技術(shù) 長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物技術(shù)及應(yīng)用教研室 生化生產(chǎn)過程的最后一個環(huán)節(jié)是把目標(biāo)產(chǎn)物從培養(yǎng)液或反應(yīng)液中分離提取出來 。 在生物產(chǎn)品生產(chǎn)過程中一般將微生物發(fā)酵 、酶反應(yīng)過程或動植物細胞大量培養(yǎng)稱為 “ 上游過程 ” ， 而與之相應(yīng)的產(chǎn)物回收 、 粗分離 、 純化及加工等后續(xù)過程就稱之為 “ 下游過程 ” ， 或稱之為生化分離和純化過程 。 23:25 生化分離技術(shù)（ 20222022下學(xué)期 ) 生化分離技術(shù) 長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物技術(shù)及應(yīng)用教研室 潔凈氣 產(chǎn)品 反應(yīng) 分離 分離 分離 分離 循環(huán)污染物 副產(chǎn)品 循環(huán)污染物 廢氣 循環(huán) 原料 雜質(zhì) 廢水 凈水 化工生產(chǎn)中的分離環(huán)節(jié) 23:25 生化分離技術(shù)（ 20222022下學(xué)期 ) 生化分離技術(shù) 長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物技術(shù)及應(yīng)用教研室 一、工藝流程 一般分為四個階段： （ 1）發(fā)酵液的預(yù)處理和固液分離 （ 2）初步分離 （ 3）產(chǎn)品提純 （ 4）成品加工 23:25 生化分離技術(shù)（ 20222022下學(xué)期 ) 生化分離技術(shù) 長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物技術(shù)及應(yīng)用教研室 不同的生化產(chǎn)品 ， 由于自身的特性及其對純度要求的不同 ， 所采用的分離純化路線常常也是不同的 。 但一般來說 ， 分離純化路線都包括了兩個基本階段：產(chǎn)物的初級分離階段；產(chǎn)物的純化精制階段 。 ? 純化精制階段 是在初級分離的基礎(chǔ)上，用各種高選擇的手段和方法，將目標(biāo)產(chǎn)物和干擾雜質(zhì)盡可能地分開，使產(chǎn)物的純度達到相關(guān)的要求，成為級別的產(chǎn)品。 23:25 生化分離技術(shù)（ 20222022下學(xué)期 ) 生化分離技術(shù) 長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物技術(shù)及應(yīng)用教研室 生化分離工作的一般過程 動、植物組織、體液等 胞外產(chǎn)物 提取 發(fā)酵液 → 預(yù)處理 → c分離 → c破碎 → 碎片分離 → 初步純化 → 精制 → 制成品 培養(yǎng)液 加 熱 沉 淀 勻 化 離 心 沉 淀 分子篩 無菌過濾 酶反應(yīng) 調(diào) pH 離 心 超 聲 萃 取 吸 附 離 子 超 濾