【发酵工程】余龙江版 第11章 发酵产物的分离纯化

1、发酵产物的提取与精制发酵产物的提取与精制属于发酵工程属于发酵工程的的下游加工下游加工技术技术。下游加工下游加工亦称亦称发酵后处理发酵后处理，是指从发，是指从发酵液或酶反应中分离纯化目的产物并酵液或酶反应中分离纯化目的产物并加工成成品的过程。加工成成品的过程。在多数情况下是从稀的发酵液中回收在多数情况下是从稀的发酵液中回收目的产物，整个过程有多项单元操作目的产物，整个过程有多项单元操作组成，其中有许多是经典的化工单元组成，其中有许多是经典的化工单元操作。操作。下下游游加加工工上上游游加加工工1. 1. 获得商业产品的关键环节。获得商业产品的关键环节。2. 2. 促进发酵工程上游加工技术促进发酵工

2、程上游加工技术 或工艺的改进。或工艺的改进。3. 3. 拥有市场竞争力的重要保证。拥有市场竞争力的重要保证。下下游游加加工工上上游游加加工工2. 2. 发酵产品在培养液中具有发酵产品在培养液中具有浓度低，稳定性差浓度低，稳定性差，对酸碱，对酸碱等外界环境十分敏感，容易失活。等外界环境十分敏感，容易失活。3. 3. 下游加工过程代价昂贵，产品下游加工过程代价昂贵，产品回收率不是很高回收率不是很高。4. 4. 发酵过程复杂，要求下游加工工艺应具有相当的适应发酵过程复杂，要求下游加工工艺应具有相当的适应性，以确保最终产品的纯度和质量。性，以确保最终产品的纯度和质量。1. 1. 发酵液是复杂的多相系统

3、，属发酵液是复杂的多相系统，属非牛顿液体非牛顿液体，从中分离所需产品困，从中分离所需产品困难大。难大。 原则：原则： 1 1）短时间内处理）短时间内处理 2 2）分离时尽量低温）分离时尽量低温 3 3）选择生物物质稳定的）选择生物物质稳定的pHpH 4 4）要程序化进行清洗，消毒，包括厂房，设备，管路）要程序化进行清洗，消毒，包括厂房，设备，管路 要求：要求： 1 1）达到所需的纯度）达到所需的纯度 2 2）成本要低，得率高）成本要低，得率高 3 3）工艺过程要简便，对分离物质特性清楚）工艺过程要简便，对分离物质特性清楚 4 4）废弃物要易处理，能够做到综合利用（零排放；清）废弃物要易处理，能

4、够做到综合利用（零排放；清洁生产）洁生产） 5 5）实验室产品能够放大生产）实验室产品能够放大生产1. 1. 粗分离阶段粗分离阶段（1 1）发酵液的预处理和固）发酵液的预处理和固- -液分离。液分离。（2 2）产物的初分离。）产物的初分离。2. 2.纯化精制阶段纯化精制阶段（3 3）1 1产物的高度纯化。产物的高度纯化。（4 4）成品加工。）成品加工。发酵液发酵液细胞分离细胞分离提取、分离提取、分离纯化、精制纯化、精制产物产物胞外产物胞外产物胞内产物胞内产物离心或过滤离心或过滤细胞破碎细胞破碎离心或过滤离心或过滤离心或过滤离心或过滤干燥干燥含产物含产物的清液的清液废物废物离心或过滤离心或过滤干

5、燥干燥产物产物预预处处理理破破碎碎细细胞胞碎碎片片分分离离细细胞胞分分离离精精制制成成品品加加工工F发酵液提提取取 加热加热 沉降沉降 均化均化 离心分离离心分离 沉淀沉淀 层析层析 无菌过滤无菌过滤 调调pH 离心分离离心分离 研磨研磨 萃取萃取 吸附吸附 离子交换离子交换 浓缩浓缩 絮凝絮凝 过滤过滤 溶胞溶胞 超滤超滤 萃取萃取 亲和亲和 超滤超滤 膜分离膜分离 双水相萃取双水相萃取 超滤超滤 憎水憎水 冷冻干燥冷冻干燥 吸附吸附 喷雾干燥喷雾干燥 电泳电泳 结晶结晶发发酵酵液液胞外产物胞外产物操作步骤减至最少，并尽可能提高各步骤的收率 1. 1. 含水量高，一般可达含水量高，一般可达9

6、09099%99%，处理体积大。，处理体积大。 2. 2. 产品浓度低。产品浓度低。 3. 3. 悬浮物颗粒小，密度与液体相差不大。悬浮物颗粒小，密度与液体相差不大。 4. 4. 固体粒子可压缩性大，一压缩就变形。固体粒子可压缩性大，一压缩就变形。 5. 5. 液体黏度大，大多为非牛顿型流体。易吸附在滤布上。液体黏度大，大多为非牛顿型流体。易吸附在滤布上。 6. 6. 产物性质不稳定，不耐热、等会酸碱敏感、易被氧化、产物性质不稳定，不耐热、等会酸碱敏感、易被氧化、易被微生物污染及酶分解。易被微生物污染及酶分解。 （1 1）改变发酵液的物理性质，促进悬浮液中分离固形物的）改变发酵液的物理性质，促

7、进悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离器的效率速度，提高固液分离器的效率 （2 2）尽可能使产物转入便于后处理的某一相中（多数是液）尽可能使产物转入便于后处理的某一相中（多数是液体）体） （3 3）去除发酵液中部分杂质，以利于后续各步操作。）去除发酵液中部分杂质，以利于后续各步操作。 （1 1）菌体的分离）菌体的分离 （2 2）固体悬浮物的去除）固体悬浮物的去除 （3 3）蛋白质的去除）蛋白质的去除 （4 4）重金属离子的去除）重金属离子的去除 （5 5）色素、热原质、毒性物质等有机杂质的去除）色素、热原质、毒性物质等有机杂质的去除 （6 6）改变发酵液的性质）改变发酵液的性质 （7 7）调

8、节适宜）调节适宜pHpH值和温度值和温度1. 1. 降低液体的黏度降低液体的黏度2. 2. 絮凝法絮凝法3. 3. 重力法重力法4. 4. 等电点法等电点法5. 5. 加入助滤剂加入助滤剂6. 6. 缴入反应剂缴入反应剂 采用加水稀释法虽然能降低液体黏度，但是会增加发采用加水稀释法虽然能降低液体黏度，但是会增加发酵液的体积，因此加大后续过程的处理量。酵液的体积，因此加大后续过程的处理量。 而且稀释后过滤速率提高的百分比必须大于加水比才而且稀释后过滤速率提高的百分比必须大于加水比才算真正有效，即若加水一倍，则稀释后液体的黏度必须下算真正有效，即若加水一倍，则稀释后液体的黏度必须下降降50%50%

9、以上，才能有效提高过滤效率。以上，才能有效提高过滤效率。 升高温度可以降低悬浮液的黏度，除去某些杂蛋白，升高温度可以降低悬浮液的黏度，除去某些杂蛋白，降低悬浮物的最终体积，破坏凝胶状结构、增加滤饼的空降低悬浮物的最终体积，破坏凝胶状结构、增加滤饼的空隙度，提高过滤效率。隙度，提高过滤效率。 不适用热敏性的物质，而且要防止加热导致细胞溶解，不适用热敏性的物质，而且要防止加热导致细胞溶解，胞内物质外溢。胞内物质外溢。（3）添加酶制剂）添加酶制剂比如：加酶将多糖转化为单糖比如：加酶将多糖转化为单糖 是在是在高价无机盐作用高价无机盐作用下，由于下，由于双电层排斥电位的降低双电层排斥电位的降低，而使而使

10、胶体体系不稳定胶体体系不稳定的现象。的现象。 是指在某些是指在某些高分子絮凝剂高分子絮凝剂存在下，基于存在下，基于架桥作用架桥作用，使，使胶粒形成粗大的胶粒形成粗大的絮凝团絮凝团的过程，是一种以的过程，是一种以物理的集合为主物理的集合为主的的过程。过程。 扩散双电层的结构模型图扩散双电层的结构模型图 胶粒能保持分散状态的原因胶粒能保持分散状态的原因凝聚技术凝聚技术扩散双电层的结构模型图扩散双电层的结构模型图电解质将胶体粒子表面上的电荷中和，减少电解质将胶体粒子表面上的电荷中和，减少存在于胶体粒子间的静电斥力，使范德华力占优势，这样存在于胶体粒子间的静电斥力，使范德华力占优势，这样胶体就会凝聚成

11、较大、较密实的粒子。胶体就会凝聚成较大、较密实的粒子。 胶粒能胶粒能保持分散状态的原因保持分散状态的原因主要是带有相同电荷和扩主要是带有相同电荷和扩散双电层的结构，一旦由于布朗运动使粒子间距离缩小到散双电层的结构，一旦由于布朗运动使粒子间距离缩小到它们的它们的扩散层部分重叠扩散层部分重叠时，即产生使两个粒子分开：从而时，即产生使两个粒子分开：从而阻止了粒子的聚集阻止了粒子的聚集。 电位越大电位越大，电排斥作用就越强，胶，电排斥作用就越强，胶粒的分散程度也越大，粒的分散程度也越大， 此外，由于胶粒表面的此外，由于胶粒表面的水化作用水化作用，形成了包围于粒子，形成了包围于粒子周围的周围的水化层水化

12、层，也能阻碍胶粒间的直接聚集。，也能阻碍胶粒间的直接聚集。 但是，但是，水化膜水化膜主要是主要是伴随胶粒带电而引起伴随胶粒带电而引起的，一旦的，一旦 电电位降低或消除，位降低或消除，水化层水化层也会随之也会随之减弱或消失减弱或消失。AlAl2 2(SO(SO4 4) )3 3.18H.18H2 2O O，AlClAlCl3 3.6H.6H2 2O O，FeClFeCl3 3，ZnSOZnSO4 4，MgClMgCl2 2阳离子对负电荷的胶粒凝聚能力次序为：阳离子对负电荷的胶粒凝聚能力次序为：AlAl3+3+FeFe3+3+HH+ +CaCa2+2+MgMg2+2+KK+ +NaNa+ +LiL

13、i+ +在稀溶液中加入电解质以促进凝聚。在稀溶液中加入电解质以促进凝聚。试剂包括酸、碱、简单电解质和合成的高分子电解质。试剂包括酸、碱、简单电解质和合成的高分子电解质。在某些高分子絮凝剂存在下，基于架桥作用，使胶粒形成在某些高分子絮凝剂存在下，基于架桥作用，使胶粒形成粗大的絮凝团使之更容易过滤。粗大的絮凝团使之更容易过滤。絮凝剂絮凝剂通过静电引力、范德华引力或氢键的作用，通过静电引力、范德华引力或氢键的作用，强烈地吸附在胶粒的表面。强烈地吸附在胶粒的表面。当一个高分子聚合物的当一个高分子聚合物的许多链节分别吸附在不同的胶粒表面上，产生许多链节分别吸附在不同的胶粒表面上，产生桥架桥架连接连接时，

14、就形成了较大的絮团，这就是絮凝作用。时，就形成了较大的絮团，这就是絮凝作用。絮凝剂是一种能溶于水的高分子聚合物絮凝剂是一种能溶于水的高分子聚合物，其相对分子质，其相对分子质量可高达数万至一千万以上，长链状结构，其链节上含量可高达数万至一千万以上，长链状结构，其链节上含有许多活性官能团，包括带电荷的阴离子（如有许多活性官能团，包括带电荷的阴离子（如-COOH-COOH）或阳离子（如或阳离子（如-NH-NH2 2）基团以及不带电荷的非离子型基）基团以及不带电荷的非离子型基团。团。常用的絮凝剂：常用的絮凝剂：明胶、甲基纤维素、多聚丙烯酸、聚胺明胶、甲基纤维素、多聚丙烯酸、聚胺衍生物、氯化钙、磷酸氢二

15、钠衍生物、氯化钙、磷酸氢二钠+- -絮凝剂的添加量絮凝剂的添加量发酵液的发酵液的pHpH絮凝剂的分子量絮凝剂的分子量搅拌转速搅拌转速搅拌时间搅拌时间有时候絮凝剂是高分子非离子型和阴离子型的，主要通有时候絮凝剂是高分子非离子型和阴离子型的，主要通过分子间引力或氢键作用产生吸附架桥，因此通常与无过分子间引力或氢键作用产生吸附架桥，因此通常与无机凝聚电解质搭配使用。机凝聚电解质搭配使用。首先加入电解质，使悬浮粒子间的双电子层电位降低、首先加入电解质，使悬浮粒子间的双电子层电位降低、脱稳，凝聚成微粒，然后再加入絮凝剂凝聚成较大的颗脱稳，凝聚成微粒，然后再加入絮凝剂凝聚成较大的颗粒。粒。 在工业上用的较

16、多的主要是在工业上用的较多的主要是离心离心和和过滤过滤. . 过滤常用板框真空吸滤或电动筛等，离心和过滤能否过滤常用板框真空吸滤或电动筛等，离心和过滤能否顺利进行取决于很多因素。顺利进行取决于很多因素。 一般温度高，压力大，发酵液粘度小，滤布选用适当，一般温度高，压力大，发酵液粘度小，滤布选用适当，助溶剂适宜，搅拌都可以提高过滤速度。助溶剂适宜，搅拌都可以提高过滤速度。蛋白质一般以蛋白质一般以胶体状态胶体状态存在于发酵液中。存在于发酵液中。胶体粒子的稳胶体粒子的稳定性和其所带电荷有关定性和其所带电荷有关。蛋白质在某一蛋白质在某一pHpH下，净电荷为零，溶解度最小，称为下，净电荷为零，溶解度最小

17、，称为等等电点电点。因此可利用此特性分离或去除良性物质。因此可利用此特性分离或去除良性物质。因为因为羧基的电离度比氨基大羧基的电离度比氨基大，故蛋白质的，故蛋白质的酸性酸性性质通常性质通常强于碱性强于碱性，因而很多蛋白质的等电点都在酸性范围内，因而很多蛋白质的等电点都在酸性范围内（pH 4.0pH 4.05.55.5）。）。 一般为惰性助滤剂：一般为惰性助滤剂：是一种颗粒均匀、质地坚硬、不可是一种颗粒均匀、质地坚硬、不可压缩的粒状物质压缩的粒状物质 作用：作用：助滤剂表面具有吸附胶体的能力，并且由此助滤助滤剂表面具有吸附胶体的能力，并且由此助滤剂颗粒形成的滤饼具有格子型结构，不可压缩，滤孔不剂

18、颗粒形成的滤饼具有格子型结构，不可压缩，滤孔不会被全部堵塞，可以保持良好的渗透性会被全部堵塞，可以保持良好的渗透性 使用方法使用方法（1 1）：在滤布上预涂，作为过滤介质使用）：在滤布上预涂，作为过滤介质使用 （2 2）：按一定比例混入待滤的悬浮液中）：按一定比例混入待滤的悬浮液中 常用的助滤剂：常用的助滤剂：硅藻土、膨胀珍珠岩、石棉、纤维素、硅藻土、膨胀珍珠岩、石棉、纤维素、未活化的碳、炉渣、重质碳酸钙未活化的碳、炉渣、重质碳酸钙 添加可溶解的盐类，生成不溶解的沉淀；添加可溶解的盐类，生成不溶解的沉淀； 生成的沉淀能防止菌丝体粘结，使菌丝具有块状结构；生成的沉淀能防止菌丝体粘结，使菌丝具有块

19、状结构； 沉淀本身可作为助滤剂，还能使胶状物和悬浮物凝固。沉淀本身可作为助滤剂，还能使胶状物和悬浮物凝固。 高价无机离子的存在，会影响树脂对生化物质的交换高价无机离子的存在，会影响树脂对生化物质的交换容量。容量。 杂蛋白质的存在，不仅在采用离子交换法和大网格树杂蛋白质的存在，不仅在采用离子交换法和大网格树脂吸附法提炼时会降低其吸附能力，而且在采用有机脂吸附法提炼时会降低其吸附能力，而且在采用有机溶剂或两水相萃取时，容易产生乳化，使两相分离不溶剂或两水相萃取时，容易产生乳化，使两相分离不清，在预处理时，应尽量除去这些物质。清，在预处理时，应尽量除去这些物质。 发酵液中杂质很多，其中对提炼影响最大

20、的是发酵液中杂质很多，其中对提炼影响最大的是高价无高价无机离子（机离子（CaCa2 2、MgMg2 2、FeFe2 2）等。等。通常使用草酸。但由于草酸溶解度较小，通常使用草酸。但由于草酸溶解度较小，不适合用量较大的场合，可用其可溶性盐，草酸价格昂不适合用量较大的场合，可用其可溶性盐，草酸价格昂贵，注意回收。贵，注意回收。加入三聚磷酸钠，与镁离子形成络合物。加入三聚磷酸钠，与镁离子形成络合物。用磷酸盐处理，也能大大降低钙离子和镁离子的浓度。用磷酸盐处理，也能大大降低钙离子和镁离子的浓度。例如：环丝氨酸的提取。例如：环丝氨酸的提取。可加入黄血盐，使其形成普鲁士蓝沉淀而可加入黄血盐，使其形成普鲁士

21、蓝沉淀而除去。除去。 蛋白质从有规则排列变为不规则结构的过程称为变性。蛋白质从有规则排列变为不规则结构的过程称为变性。使蛋白质变性的方法有：加热，调节使蛋白质变性的方法有：加热，调节pHpH，加酒精等有机，加酒精等有机溶剂或表面活性剂等溶剂或表面活性剂等 。 在链霉素生产中，在在链霉素生产中，在pH3.0pH3.0时，加热至时，加热至70707575，维持，维持30min30min，黏度降为，黏度降为1/61/6，过滤速度提高，过滤速度提高3 3倍。倍。变性法的局限性：变性法的局限性：加热法只适合于对热较稳定的目的产加热法只适合于对热较稳定的目的产物；极端物；极端pHpH也会导致某些目的产物失

22、活，并且要消耗大也会导致某些目的产物失活，并且要消耗大量酸碱；而有机溶剂法通常只适用于所处理的液体数量量酸碱；而有机溶剂法通常只适用于所处理的液体数量较少的场合。较少的场合。，蛋白质能与一些阴离子，如三氯乙酸，蛋白质能与一些阴离子，如三氯乙酸盐、水杨酸盐、钨酸盐、苦味酸盐、鞣酸盐、过氯酸盐、水杨酸盐、钨酸盐、苦味酸盐、鞣酸盐、过氯酸盐等形成沉淀；盐等形成沉淀； ，蛋白质能与一些阳离子如，蛋白质能与一些阳离子如AgAg+ +、CuCu2+2+、ZnZn2+2+、FeFe3+3+和和PbPb2+2+等形成沉淀。等形成沉淀。 加入某些加入某些吸附剂吸附剂或或沉淀剂沉淀剂吸附杂蛋白质而除去。吸附杂蛋白

23、质而除去。 例如：在枯草芽孢杆菌发酵液中，加入氯化钙和磷酸氢二例如：在枯草芽孢杆菌发酵液中，加入氯化钙和磷酸氢二钠，两者生成庞大的凝胶，把蛋白质、菌体及其他不溶钠，两者生成庞大的凝胶，把蛋白质、菌体及其他不溶性粒子吸附并包裹在其中而除去，从而可加快过滤速率。性粒子吸附并包裹在其中而除去，从而可加快过滤速率。固固-液分离过程下游加工的重要环节，用于发酵液的液分离过程下游加工的重要环节，用于发酵液的预处理和生物产品的纯化、精制等环节。预处理和生物产品的纯化、精制等环节。常用的方法有过滤、离心。此外还有膜分离、双水相常用的方法有过滤、离心。此外还有膜分离、双水相萃取和扩张床吸附等方法。萃取和扩张床吸

24、附等方法。影响发酵液固影响发酵液固-液分离的主要因素：菌体的大小、形状及发液分离的主要因素：菌体的大小、形状及发酵液的黏度，还有发酵液的温度、酵液的黏度，还有发酵液的温度、pH值、加热时间等。值、加热时间等。收集胞内产物的细胞或菌体，分离除去液相，或者是收集胞内产物的细胞或菌体，分离除去液相，或者是收集含生化物质的液相，分离除去固体悬浮物，如细胞、菌收集含生化物质的液相，分离除去固体悬浮物，如细胞、菌体、细胞碎片、蛋白质的沉淀物和它们的絮凝体等。体、细胞碎片、蛋白质的沉淀物和它们的絮凝体等。1. 过滤过滤定义：定义：用过滤介质将悬液中的固形颗粒与液体分离的过程。用过滤介质将悬液中的固形颗粒与液

25、体分离的过程。常用的过滤方式：加压过滤和真空过滤常用的过滤方式：加压过滤和真空过滤典型设备主要有：板框压滤机和鼓式真空过滤机典型设备主要有：板框压滤机和鼓式真空过滤机（1 1）板框过滤机）板框过滤机板框压滤机由压滤机滤板、液压系统、压滤机框、滤板传板框压滤机由压滤机滤板、液压系统、压滤机框、滤板传输系统和电气系统等五大部分组成。输系统和电气系统等五大部分组成。真空转鼓过滤机 优点：优点： 真空转鼓过滤机具有自动化程度高、操作连续、处理量真空转鼓过滤机具有自动化程度高、操作连续、处理量大。特别适合固体含量大（大。特别适合固体含量大（1010）的悬浮液的分离，在）的悬浮液的分离，在发酵工业中广泛用

26、于霉菌、放线菌和酵母发酵液或细胞悬发酵工业中广泛用于霉菌、放线菌和酵母发酵液或细胞悬浮液的过滤分离。浮液的过滤分离。 缺点：缺点： 由于受真空度的限制，不适于菌体较小和粘度较大的细由于受真空度的限制，不适于菌体较小和粘度较大的细菌发酵液的过滤，且过滤所得固相的干度不如加压过滤。菌发酵液的过滤，且过滤所得固相的干度不如加压过滤。定义：定义： 基于固体颗粒和周围液体密度存在差异，在离心基于固体颗粒和周围液体密度存在差异，在离心场中使不同密度的固体颗粒加速沉降的分离过程。场中使不同密度的固体颗粒加速沉降的分离过程。离心分离方法离心分离方法工业上最常用的离心分离方法工业上最常用的离心分离方法u定义：在

27、密度均一的介质中由低速到高速逐级离心，用定义：在密度均一的介质中由低速到高速逐级离心，用于分离不同大小的细胞和细胞器。于分离不同大小的细胞和细胞器。u对象：混合样品中各沉降系数差别较大的组分。对象：混合样品中各沉降系数差别较大的组分。速度逐渐提高，样品按大小先后沉淀速度逐渐提高，样品按大小先后沉淀 用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重密度梯度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重力或离心力场的作用使细胞分层、分离。力或离心力场的作用使细胞分层、分离。1 1）移动区带离心）移动区带离心 2 2）

28、等密度离心）等密度离心u常用密度梯度物质：蔗糖、甘油、常用密度梯度物质：蔗糖、甘油、CsClCsCl、NaBrNaBru含几个组分的样品在足够高的离心场中离心时，每种颗粒都含几个组分的样品在足够高的离心场中离心时，每种颗粒都达到其最大沉降速度，这时样品开始分离。离心管的上层逐达到其最大沉降速度，这时样品开始分离。离心管的上层逐渐形成透明的上清液，并形成对应于样品各组分的一系列浓渐形成透明的上清液，并形成对应于样品各组分的一系列浓度界面，界面的移动相对于每种组分来说是特征的。度界面，界面的移动相对于每种组分来说是特征的。 u用于分离密度相近而大小不等的细胞或细胞器。此法所采用用于分离密度相近而大

29、小不等的细胞或细胞器。此法所采用的介质密度较低，介质的最大密度应小于被分离生物颗粒的的介质密度较低，介质的最大密度应小于被分离生物颗粒的最小密度。最小密度。u细胞或细胞器在连续梯度的介质中经足够大离心力和细胞或细胞器在连续梯度的介质中经足够大离心力和够长时间则沉降或漂浮到与自身密度相等的介质处，够长时间则沉降或漂浮到与自身密度相等的介质处，并停留在该层达到平衡，从而将不同密度的细胞或细并停留在该层达到平衡，从而将不同密度的细胞或细胞器分离。胞器分离。 离心机分类离心机分类制备性离心机制备性离心机分析性离心机：超速离心机分析性离心机：超速离心机普通离心机普通离心机高速冷冻离心机高速冷冻离心机超速

30、离心机超速离心机实验型实验型离心机离心机工业型工业型离心机离心机是传统离心机，为目前工业是传统离心机，为目前工业上应用最广泛的离心机。分离上应用最广泛的离心机。分离因数可达因数可达1000-200001000-20000，最大处理，最大处理量达到量达到300m300m3 3/h/h，常用于大规模，常用于大规模的分离过程。的分离过程。适用范围适用范围 细菌、酵母菌、放线菌、细细菌、酵母菌、放线菌、细胞碎片。胞碎片。管式离心机是一种分离效率很高的离心分离设备，其转鼓管式离心机是一种分离效率很高的离心分离设备，其转鼓细长，可在细长，可在15000-5000015000-50000的高转速下工作，分离

31、因数可达的高转速下工作，分离因数可达10104 4- -6 610105 5。它设备简单、操作稳定。它设备简单、操作稳定。适用范围细胞、细胞碎片、细胞器、病毒、蛋白质、核酸适用范围细胞、细胞碎片、细胞器、病毒、蛋白质、核酸等。等。 真菌的菌体大，固液分离容易，可采用真空转鼓式过滤或真菌的菌体大，固液分离容易，可采用真空转鼓式过滤或板框过滤；板框过滤； 细菌和细胞碎片小，固液分离较难，固液分离前要进行预细菌和细胞碎片小，固液分离较难，固液分离前要进行预处理。处理。 固液分离速度与黏度成反比。固液分离速度与黏度成反比。 培养基组成、发酵周期、发酵液的培养基组成、发酵周期、发酵液的pHpH值、温度和

32、加热时值、温度和加热时间等间等离心分离离心分离 （1 1）优点：）优点： 分离速度快，效率高，分离速度快，效率高， 操作时卫生条件好等优点，操作时卫生条件好等优点， 适合于大规模的分离过程。适合于大规模的分离过程。 （2 2）缺点：）缺点： 投资费用高，投资费用高， 能耗较大。能耗较大。 （1 1）膜分离：利用不同组分通过膜的传递速度不同而得以）膜分离：利用不同组分通过膜的传递速度不同而得以 分离的方法分离的方法（2 2）双水相萃取：利用不同组分在双水相分配系数不同进）双水相萃取：利用不同组分在双水相分配系数不同进 行分离方法。行分离方法。（3 3）扩张床吸附：将固）扩张床吸附：将固- -液分

33、离合目的产物吸附合并成一步液分离合目的产物吸附合并成一步 进行的一种分离方法。进行的一种分离方法。微生物的代谢产物如果是胞内物质（如有些酶制剂、干扰微生物的代谢产物如果是胞内物质（如有些酶制剂、干扰素、胰岛素等），那么首先要收集菌体，进行细胞破碎。素、胰岛素等），那么首先要收集菌体，进行细胞破碎。（1 1）细菌细胞壁：）细菌细胞壁：（2 2）酵母菌细胞壁比）酵母菌细胞壁比G+G+菌稍厚，主要成分是葡聚糖、甘露菌稍厚，主要成分是葡聚糖、甘露聚糖和蛋白质等。聚糖和蛋白质等。（3 3）其他真菌细胞壁主要由多糖组成，如几丁质或纤维素）其他真菌细胞壁主要由多糖组成，如几丁质或纤维素强度比细菌和酵母菌高。

34、强度比细菌和酵母菌高。细胞破碎的方法很多，根据外加作用力的方式可分为细胞破碎的方法很多，根据外加作用力的方式可分为机械机械法法和和非机械法非机械法两大类。亦可按所用方法的属性分为两大类。亦可按所用方法的属性分为物理法物理法、化学法化学法和和生物法生物法三类。三类。物理破碎法：物理破碎法：高压匀浆法、挤压法、高速珠磨法、超声波高压匀浆法、挤压法、高速珠磨法、超声波法；法；化学破碎法：化学破碎法：渗透冲击法、增溶法。渗透冲击法、增溶法。生物破碎法：生物破碎法：酶溶法酶溶法细胞破碎机理图细胞破碎机理图 大规模细胞破碎的常用方法大规模细胞破碎的常用方法利用高压使细胞悬浮液通过针形阀，由于突然减利用高压

35、使细胞悬浮液通过针形阀，由于突然减压和高速冲击撞击环使细胞破碎。压和高速冲击撞击环使细胞破碎。适用于酵母菌、大肠杆菌、巨大芽孢杆菌和适用于酵母菌、大肠杆菌、巨大芽孢杆菌和黑曲霉等。不适用于高度分枝的微生物。黑曲霉等。不适用于高度分枝的微生物。在操作方式上，可以采用单次通过匀浆器或多次在操作方式上，可以采用单次通过匀浆器或多次循环通过等方式，也可连续操作。循环通过等方式，也可连续操作。大、中、小型高压匀浆器大、中、小型高压匀浆器将浓缩的菌体悬浮液冷却至将浓缩的菌体悬浮液冷却至-25-25至至-30-30形成冰晶体，利形成冰晶体，利用用500 MPa500 MPa以上的高压冲击，冷冻细胞从高压阀小

36、孔中挤以上的高压冲击，冷冻细胞从高压阀小孔中挤出使之破碎。出使之破碎。细胞破碎是由于细胞破碎是由于冰晶体在受压时的相变，冰晶体在受压时的相变，包埋在冰包埋在冰中的细胞变形所引起的。主要用于实验室中。中的细胞变形所引起的。主要用于实验室中。适用的范围广、破碎率高、细胞碎片的粉碎程度低适用的范围广、破碎率高、细胞碎片的粉碎程度低以及活性的保留率高。以及活性的保留率高。对冷冻对冷冻- -融解敏感的生化物质不适用。融解敏感的生化物质不适用。原理：原理：进入珠磨机的细胞悬浮液与极细的玻璃小珠、石英进入珠磨机的细胞悬浮液与极细的玻璃小珠、石英砂、氧化铝等研磨剂（直径小于砂、氧化铝等研磨剂（直径小于1mm1

37、mm）一起快速搅拌或研）一起快速搅拌或研磨，研磨剂、珠子与细胞之间的互相剪切、碰撞，使细胞磨，研磨剂、珠子与细胞之间的互相剪切、碰撞，使细胞破碎，释放出内含物。破碎，释放出内含物。优点：优点：可连续操作可连续操作缺点：缺点：破碎中产生的热量，需采用冷却措施。破碎中产生的热量，需采用冷却措施。胶体磨胶体磨德国进口珠磨机德国进口珠磨机超声波破碎也是应用较多的一种破碎方法。通常采用的超声波破碎也是应用较多的一种破碎方法。通常采用的超声波破碎机在超声波破碎机在15-2515-25千赫（千赫（kHzkHz）的频率下操作。的频率下操作。原理：原理：在超声波作用下液体发生空化作用，空化泡的急在超声波作用下液

38、体发生空化作用，空化泡的急剧膨胀压缩和内向爆破产生冲击弹性波，将声能转化为剧膨胀压缩和内向爆破产生冲击弹性波，将声能转化为机械能，形成粘性消散涡流，如果液体旋涡小于细胞尺机械能，形成粘性消散涡流，如果液体旋涡小于细胞尺寸，产生不同密度移动，当细胞的动能超过细胞壁强度寸，产生不同密度移动，当细胞的动能超过细胞壁强度时，至使细胞破碎。时，至使细胞破碎。特点：特点：杆菌比球菌易破碎，革兰氏阴性菌细胞比革兰氏阳杆菌比球菌易破碎，革兰氏阴性菌细胞比革兰氏阳性菌易破碎，酵母茵效果较差。菌体浓度太高或介质黏度性菌易破碎，酵母茵效果较差。菌体浓度太高或介质黏度高，均不利于超声波破碎。高，均不利于超声波破碎。

39、最大问题是在超声过程中声波被溶液吸收产生大量热最大问题是在超声过程中声波被溶液吸收产生大量热量，不能及时将热量移出，细胞悬浮液的温度急剧升高，量，不能及时将热量移出，细胞悬浮液的温度急剧升高，导致酶和其它生物活性物质变性失活。因此，在实验室中导致酶和其它生物活性物质变性失活。因此，在实验室中往往采取间断破碎的方法，即经短时间破碎，冷却降温，往往采取间断破碎的方法，即经短时间破碎，冷却降温，再进行破碎，经多次反复达到破碎目的。再进行破碎，经多次反复达到破碎目的。 因此在细胞破碎过程中，有效冷却是关键。因此在细胞破碎过程中，有效冷却是关键。 也因大容量容器的声波传递和散热困难，限制了超声破也因大容

40、量容器的声波传递和散热困难，限制了超声破碎的大规模应用。碎的大规模应用。 球蘑机的粉碎球和机器球蘑机的粉碎球和机器匀浆机匀浆机组织粉碎机组织粉碎机利用化学试剂改变细胞壁或膜的结构或完全破除细胞利用化学试剂改变细胞壁或膜的结构或完全破除细胞壁形成原生质体后，在渗透压作用下使从而使细胞膜破裂而壁形成原生质体后，在渗透压作用下使从而使细胞膜破裂而释放胞内物质的方法。释放胞内物质的方法。对产物的释出选择性好，细胞外形较完整、碎片少、对产物的释出选择性好，细胞外形较完整、碎片少、核酸等胞内杂质释放少，便于后步分离等优点，故使用较多。核酸等胞内杂质释放少，便于后步分离等优点，故使用较多。容易引起活性物质失

41、活破坏；化学试剂的加入，常会容易引起活性物质失活破坏；化学试剂的加入，常会给随后产物的纯化带来困难，并影响最终产物纯度。给随后产物的纯化带来困难，并影响最终产物纯度。较温和的一种破碎方法，操作也简单。较温和的一种破碎方法，操作也简单。仅对细胞壁较脆弱的菌，或者细胞壁预先用酶处理，仅对细胞壁较脆弱的菌，或者细胞壁预先用酶处理，或合成受抑制而强度减弱时才是合适的。或合成受抑制而强度减弱时才是合适的。将细胞放在高渗透压的介质中将细胞放在高渗透压的介质中（如一定浓度的甘油（如一定浓度的甘油或蔗糖溶液），或蔗糖溶液），达到平衡后，转入到渗透压低的缓冲液或达到平衡后，转入到渗透压低的缓冲液或纯水中，介质被

42、突然稀释，或者将细胞转入水或缓冲液中，纯水中，介质被突然稀释，或者将细胞转入水或缓冲液中，由于渗透压的突然变化，水迅速进入细胞内，引起细胞壁由于渗透压的突然变化，水迅速进入细胞内，引起细胞壁的破裂。的破裂。 如：将收集到的细胞用适当的缓冲液或生理盐水洗如：将收集到的细胞用适当的缓冲液或生理盐水洗涤，除去细胞沾染的培养基或其它杂质，将其悬浮涤，除去细胞沾染的培养基或其它杂质，将其悬浮在含在含10-30%10-30%蔗糖的适当缓冲液中，为了防止目的酶蔗糖的适当缓冲液中，为了防止目的酶或蛋白质失活，若目的酶或蛋白质需要金属离子时，或蛋白质失活，若目的酶或蛋白质需要金属离子时，在缓冲液中加入金属离子；

43、若金属离子会使目的酶在缓冲液中加入金属离子；若金属离子会使目的酶或蛋白质失活，在缓冲液中需加入金属离子螯合剂，或蛋白质失活，在缓冲液中需加入金属离子螯合剂，如如EDTAEDTA等。在低温下，使细胞悬浮液混合均匀，放等。在低温下，使细胞悬浮液混合均匀，放置使细胞内外渗透压达到平衡。在低温下离心，收置使细胞内外渗透压达到平衡。在低温下离心，收集细胞；在激烈的搅拌下将细胞快速加到较大体积集细胞；在激烈的搅拌下将细胞快速加到较大体积的低浓度的缓冲液中，由于细胞外渗透压突然降低，的低浓度的缓冲液中，由于细胞外渗透压突然降低，使细胞破碎。使细胞破碎。 用此法处理大肠杆菌，可使磷酸酯酶、核糖核酸酶用此法处理

44、大肠杆菌，可使磷酸酯酶、核糖核酸酶I I以以及脱氧核糖核酸酶等释放到溶液中。释放的蛋白质的及脱氧核糖核酸酶等释放到溶液中。释放的蛋白质的量一般仅占细胞蛋白质的量一般仅占细胞蛋白质的4-7%4-7%。因此，后序的蛋白质。因此，后序的蛋白质分离纯化比较简单。此法对细胞壁外有着牢固的糖蛋分离纯化比较简单。此法对细胞壁外有着牢固的糖蛋白包裹层，使胞内渗透压不受严重影响的格兰氏阳性白包裹层，使胞内渗透压不受严重影响的格兰氏阳性菌不适用。菌不适用。 在高渗透压环境下生长的细菌在高渗透压环境下生长的细菌, , 如海洋细菌，嗜盐细菌，如海洋细菌，嗜盐细菌，更适合该法。如可有效的将海洋发光细菌的细菌荧光更适合该

45、法。如可有效的将海洋发光细菌的细菌荧光素酶释放，酶释放率可达到素酶释放，酶释放率可达到80-90%80-90%。 利用某些化学试剂如有表面活性剂等，增加细胞壁利用某些化学试剂如有表面活性剂等，增加细胞壁或膜的通透性，而使细胞破碎的方法。或膜的通透性，而使细胞破碎的方法。该法取决于化学试剂的类型以及细胞壁膜的结构与组成。该法取决于化学试剂的类型以及细胞壁膜的结构与组成。 常用的表面活性剂有常用的表面活性剂有SDSSDS、EDTAEDTA、Triton X-100Triton X-100，有机溶，有机溶剂有甲苯、乙醇、异丙醇、盐酸胍和尿素。剂有甲苯、乙醇、异丙醇、盐酸胍和尿素。Triton X-1

46、00Triton X-100牛黄胆酸钠牛黄胆酸钠十二烷基磺酸钠十二烷基磺酸钠表面活性剂可促使细胞某些组分溶解，其表面活性剂可促使细胞某些组分溶解，其增溶作用增溶作用有助于有助于细胞的破碎。细胞的破碎。主要是处理主要是处理G-G-细菌细菌，对细胞外层膜有破坏作用。，对细胞外层膜有破坏作用。EDTAEDTA将将CaCa2+2+或或MgMg2+2+螯合，大量的脂多糖分子将脱落，使螯合，大量的脂多糖分子将脱落，使细胞壁外层膜出现洞穴。这些区域由内层膜的磷脂来填补，细胞壁外层膜出现洞穴。这些区域由内层膜的磷脂来填补，从而导致内层膜通透性的增强。从而导致内层膜通透性的增强。能分解细胞壁中的类脂，使胞壁膜溶

47、胀，细胞破裂，胞能分解细胞壁中的类脂，使胞壁膜溶胀，细胞破裂，胞内物质被释放出来。内物质被释放出来。乙醇、异丙醇、甲苯、苯、氯仿、二甲苯及高级醇等。乙醇、异丙醇、甲苯、苯、氯仿、二甲苯及高级醇等。与水中氢键作用，削弱溶质分子间的疏水作用，从而使疏与水中氢键作用，削弱溶质分子间的疏水作用，从而使疏水性化合物溶于水溶液。水性化合物溶于水溶液。盐酸胍和脲是常用的变性剂。盐酸胍和脲是常用的变性剂。u通用性差；通用性差；u时间长，效率低；时间长，效率低；u有些化学试剂有毒有些化学试剂有毒 。化学渗透法优点：化学渗透法优点：缺点：缺点：l对产物释放有一定的选择性，可使一些较小分子量的溶对产物释放有一定的选

48、择性，可使一些较小分子量的溶质如多肽和小分子的酶蛋白透过，而核酸等大分子量的物质如多肽和小分子的酶蛋白透过，而核酸等大分子量的物质仍滞留在胞内；质仍滞留在胞内；l细胞外形完整，碎片少，浆液粘度低，易于固液分离和细胞外形完整，碎片少，浆液粘度低，易于固液分离和进一步提取。进一步提取。不同细胞可采用的化学渗透处理方式不同细胞可采用的化学渗透处理方式细胞类型细胞类型变性剂变性剂清洁剂清洁剂有机溶剂有机溶剂酶酶抗生素抗生素生物试剂生物试剂螯合剂螯合剂革兰氏阴革兰氏阴性细菌性细菌* * * * * * *革兰氏阳革兰氏阳性细菌性细菌* * * *酵母菌酵母菌* * * * * * *植物细胞植物细胞*

49、* * * *巨噬细胞巨噬细胞* * * * 表适用表适用常用的生物破碎法主要是常用的生物破碎法主要是。利用生物酶分解破坏细。利用生物酶分解破坏细胞壁上特殊的键，从而达到破壁的目的。胞壁上特殊的键，从而达到破壁的目的。 选择性释放产物，条件温和，核酸泄出量选择性释放产物，条件温和，核酸泄出量少，细胞外形完整。少，细胞外形完整。溶酶价格高，溶酶法通用性差（不同菌种需选择不溶酶价格高，溶酶法通用性差（不同菌种需选择不同的酶），产物抑制的存在。同的酶），产物抑制的存在。常用的溶酶常用的溶酶溶菌酶溶菌酶-1, 3-1, 3-葡聚糖酶葡聚糖酶-1, 6-1, 6-葡聚糖酶葡聚糖酶蛋白酶蛋白酶甘露糖酶甘露

50、糖酶糖苷酶糖苷酶肽键内切酶肽键内切酶壳多糖酶等壳多糖酶等溶菌酶主要用于细菌类溶菌酶主要用于细菌类细胞壁溶解酶是几种酶的复合物细胞壁溶解酶是几种酶的复合物溶菌酶溶菌酶是应用最多的酶，它能专一地分解细胞壁上糖蛋白分是应用最多的酶，它能专一地分解细胞壁上糖蛋白分子的子的-1, 4-1, 4糖苷键，使脂多糖解离，经溶菌酶处理后的细胞移糖苷键，使脂多糖解离，经溶菌酶处理后的细胞移至低渗溶液中使细胞破裂。至低渗溶液中使细胞破裂。u利用溶解细胞壁的酶处理菌体细胞，使细胞壁受到部分利用溶解细胞壁的酶处理菌体细胞，使细胞壁受到部分或完全破坏后，再利用渗透压冲击等方法破坏细胞膜，或完全破坏后，再利用渗透压冲击等方

51、法破坏细胞膜，进一步增大胞内产物的通透性。进一步增大胞内产物的通透性。u利用溶酶系统处理细胞时必须根据细胞壁的结构和化学利用溶酶系统处理细胞时必须根据细胞壁的结构和化学组成选择适当的酶，并确定相应的次序。组成选择适当的酶，并确定相应的次序。u酶溶法的优点：酶溶法的优点： 选择性释放产物，条件温和，核酸泄出量少，细胞外形选择性释放产物，条件温和，核酸泄出量少，细胞外形完整。完整。u酶溶法的缺点：酶溶法的缺点： 溶酶价格高，溶酶法通用性差，产物抑制的存在。溶酶价格高，溶酶法通用性差，产物抑制的存在。定义：定义：是一种特殊的酶溶方法，所需溶胞的酶是由微生物是一种特殊的酶溶方法，所需溶胞的酶是由微生物

52、本身产生的，而不需要外加其它的酶。本身产生的，而不需要外加其它的酶。影响自溶过程的因素有温度、时间、影响自溶过程的因素有温度、时间、pHpH缓冲液浓度、细胞缓冲液浓度、细胞代谢途径等。代谢途径等。应用：应用：在一定程度上能用于工业规模，但是，对不稳定的在一定程度上能用于工业规模，但是，对不稳定的微生物容易引起所需蛋白质的变性，自溶后的细胞培养液微生物容易引起所需蛋白质的变性，自溶后的细胞培养液过滤速度也会降低。过滤速度也会降低。将细胞放在低温下突然冷冻而在室温下缓慢融化，反复多将细胞放在低温下突然冷冻而在室温下缓慢融化，反复多次而达到破壁作用。次而达到破壁作用。一方面使细胞膜的疏水键结构破裂，

53、另一方面胞内水结晶，一方面使细胞膜的疏水键结构破裂，另一方面胞内水结晶，使细胞内外溶液浓度变化，引起细胞膨胀而破裂。使细胞内外溶液浓度变化，引起细胞膨胀而破裂。适用于细胞壁较脆弱的菌体，破碎率较低，需反复多次。适用于细胞壁较脆弱的菌体，破碎率较低，需反复多次。 此法使细胞结合水分丧失，从而改变细胞的渗透性。此法使细胞结合水分丧失，从而改变细胞的渗透性。气流干燥主要适用于酵母菌，一般在气流干燥主要适用于酵母菌，一般在25-3025-30的气流中吹干；的气流中吹干；真空干燥多用于细菌。真空干燥多用于细菌。 气流干燥气流干燥真空干燥真空干燥喷雾干燥喷雾干燥冷冻干燥冷冻干燥 测定细胞破碎率的常用方法：

54、测定细胞破碎率的常用方法： 直接计数法直接计数法 测定释放的蛋白质含量或酶活量测定释放的蛋白质含量或酶活量 测定导电率测定导电率浓缩过程是发酵工业提取与精制过程常用的单元操浓缩过程是发酵工业提取与精制过程常用的单元操作。浓缩的目的是将低溶质浓度的溶液通过除去溶作。浓缩的目的是将低溶质浓度的溶液通过除去溶质变为高溶质浓度的溶液。它广泛用于有机酸、氨质变为高溶质浓度的溶液。它广泛用于有机酸、氨基酸、核苷酸、酶制剂及抗生素等发酵工业产品的基酸、核苷酸、酶制剂及抗生素等发酵工业产品的提取分离过程。提取分离过程。常用的浓缩技术有蒸发浓缩法、冷冻干燥法、吸收常用的浓缩技术有蒸发浓缩法、冷冻干燥法、吸收浓缩

55、法。浓缩法。 蒸发是工业发酵生产过程中常用的发酵产品浓缩方蒸发是工业发酵生产过程中常用的发酵产品浓缩方法之一。蒸发的目的是使溶液中的法之一。蒸发的目的是使溶液中的溶剂溶剂在一定的温度在一定的温度和压力下加热后汽化除去，从而提高溶液中溶质的浓和压力下加热后汽化除去，从而提高溶液中溶质的浓度。度。这里所指的溶液是由不挥发的溶质与液体溶剂所这里所指的溶液是由不挥发的溶质与液体溶剂所组成，蒸发过程只有溶剂汽化而溶质不汽化。组成，蒸发过程只有溶剂汽化而溶质不汽化。蒸发是溶液表面的溶剂分子获得的动能超过了溶液蒸发是溶液表面的溶剂分子获得的动能超过了溶液内溶剂分子间的吸引力脱离液面进入空间的过程。内溶剂分子

56、间的吸引力脱离液面进入空间的过程。蒸发快慢与温度、蒸发面积及液面蒸汽分子密度等蒸发快慢与温度、蒸发面积及液面蒸汽分子密度等因素有关。因此，蒸发浓缩装置常按照加热、扩大因素有关。因此，蒸发浓缩装置常按照加热、扩大液体表面积、减压、和加速空气流动等因素而设计液体表面积、减压、和加速空气流动等因素而设计 常用的蒸发浓缩过程可分为常压蒸常用的蒸发浓缩过程可分为常压蒸发浓缩和真空减压蒸发浓缩过程。按照发浓缩和真空减压蒸发浓缩过程。按照结构型式不同，常压蒸发设备有中央循结构型式不同，常压蒸发设备有中央循环管式蒸发器、横管式蒸发器、夹套式环管式蒸发器、横管式蒸发器、夹套式蒸发器、夹套带搅拌外循环蒸发器、强蒸

57、发器、夹套带搅拌外循环蒸发器、强制循环蒸发器等制循环蒸发器等. .真空减压蒸发设备根真空减压蒸发设备根据二次蒸气的利用的情况，可分为单效据二次蒸气的利用的情况，可分为单效蒸发和多效蒸发。蒸发和多效蒸发。 分子蒸馏克服了传统蒸馏操作温度分子蒸馏克服了传统蒸馏操作温度高，受热时间长等缺点，可解决大量高，受热时间长等缺点，可解决大量传统蒸馏无法解决的工业化难题，尤传统蒸馏无法解决的工业化难题，尤其适用于目标产物与杂质之间沸点相其适用于目标产物与杂质之间沸点相差较大的物质的分离。差较大的物质的分离。 分子蒸馏的原理是根据分子运动理分子蒸馏的原理是根据分子运动理论，液体混合物的分子受热后运动会论，液体混

58、合物的分子受热后运动会加剧，当接受到足够能量后，就会从加剧，当接受到足够能量后，就会从液体溢出而成为气相分子。液体溢出而成为气相分子。是工业发酵中生物大分子和具有生理活是工业发酵中生物大分子和具有生理活性的发酵产品浓缩常用的一种有效方法。性的发酵产品浓缩常用的一种有效方法。在冷冻时水分结成冰，盐类及发酵在冷冻时水分结成冰，盐类及发酵产品不进入冰内而留在冰外，浓缩时先将待浓缩的溶产品不进入冰内而留在冰外，浓缩时先将待浓缩的溶液冷冻使之变成固态，然后缓慢的融解，利用溶剂与液冷冻使之变成固态，然后缓慢的融解，利用溶剂与溶质熔点的差别而达到除去大部分溶剂的目的。如酶溶质熔点的差别而达到除去大部分溶剂的

59、目的。如酶制剂和蛋白质。制剂和蛋白质。吸收浓缩法：吸收浓缩法：是一种通过吸收剂直接吸收出去溶液中是一种通过吸收剂直接吸收出去溶液中溶剂分子使溶液浓缩的方法。溶剂分子使溶液浓缩的方法。应用吸收浓缩法时要求吸收剂不与溶液起化学反应，应用吸收浓缩法时要求吸收剂不与溶液起化学反应，而且对大分子类的发酵产品不起吸收作用，易于溶液而且对大分子类的发酵产品不起吸收作用，易于溶液分开，吸收剂除去溶剂后能重复使用。分开，吸收剂除去溶剂后能重复使用。定义：定义：作用：作用：浓缩作用大于纯化作用，是初步分离的一种手段。浓缩作用大于纯化作用，是初步分离的一种手段。优点：优点：沉淀法具有设备简单、成本低、原料易得、收率

60、高、沉淀法具有设备简单、成本低、原料易得、收率高、浓缩倍数高和操作简单等优点。浓缩倍数高和操作简单等优点。缺点：缺点：于过滤困难、产品质量较低、需要重新精制。于过滤困难、产品质量较低、需要重新精制。高浓度中性盐存在下，使生物分子在水溶液中溶解高浓度中性盐存在下，使生物分子在水溶液中溶解的溶解度降低而产生沉淀的方法，多用于蛋白质（酶）的的溶解度降低而产生沉淀的方法，多用于蛋白质（酶）的分离。分离。常用的盐类是常用的盐类是硫酸铵硫酸铵。 成本低，不需要特别昂贵的设备。成本低，不需要特别昂贵的设备。 操作简单、安全。操作简单、安全。 对许多生物活性物质具有稳定作用。对许多生物活性物质具有稳定作用。盐