发酵工程第一章-第五节

1、n（一）发酵工程后处理技术特点n在原料液中目标成分的含量较低n发酵液是复杂的多相体系n目标成分的稳定性较差n要求产品的纯度较高n（二）发酵液的特点n大部分是水；发酵液中悬浮固形物主要是菌体和蛋白质的胶状物；含有色素、热原质、毒性物质；含有代谢副产物；培养基残留无机盐、非蛋白质大分子杂质及其降解产物n（三）下游工程的目的产物特点n物质不稳定，易变异，易失活n目的产物的相对分子质量较大n产品数量少，但附加值高n生物制剂含有丰富营养成分，易被微生物污染和分解n成分复杂，有的需要常规分析检测，有的需要分子检测技术n许多功能因子可能对人体造成危害n（四）发酵产物提取方法1、发酵液的预处理、固液分离和细胞

2、破碎2、初步纯化（吸附法、离子交换法、沉淀法、萃取法(双水乡萃取、超临界流体萃取)、膜过滤法）3、高度纯化（色谱分离、结晶）4、成品加工和发酵液废液的排放n1、发酵液的预处理n预处理的目的：改变发酵液的性质，以利于固液分离。n方法：酸化、加热（降低发酵液粘度）、加入絮凝剂（细胞或溶解的大分子聚结成较大颗粒）n固液分离n方法：传统的板框压滤机和鼓式真空过滤机、离心分离n细胞破碎（利用外力破坏细胞壁和细胞膜，使胞内物质释放出来）关键步骤n方法：机械（高压匀浆器、高速株磨法、超声破碎）、生物（酶）、生化和化学（酸热法和化学渗透法）法n2、初步纯化n吸附法是物体表面的一个重要物理性质，理论上讲，任何两

3、相都可以形成界面，其中一相物质在另一相的表面发生密集行为。n分为：物理吸附、化学吸附、复合吸附n吸附介质：活性炭、硅胶、氧化铝、羟基磷灰石、聚丙烯酰胺n沉淀法是物理环境的变化引起溶质溶解度降低，生成固体凝聚物的过程。n分为：盐析沉淀法、有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法、金属离子沉淀法、聚电解质沉淀法、非离子型聚合物沉淀法n萃取法n分为：溶剂萃取，利用溶质在互不相容的两相溶剂之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法称为萃取。n方法：单级萃取、多级错流萃取、多级逆流萃取n双水乡萃取，利用亲水性高分子聚合物水溶液的双水相性质进行物质分离的方法称取为双水相。n超临界流体萃取，在较低温度下，不断增加气

4、体压力时，气体会转化成液体，当温度增高时，液体的体积增大。n膜分离技术是指利用具有一定选择性透过特性的过滤介质，将不同大小、不同形状和不同特性的物质颗粒或分子进行分离的技术。n膜分离技术优点：处理率高，设备易于方法；在温室或低温下操作，适宜热敏感物质浓缩分离；化学与机械作用强度最小，较少发酵产物失活；无相转变，节省能耗；有相当好的选择性；系统可密闭循环，防止外来污染；不外加化学物质，有过滤可循环使用，降低了成本，减少对环境污染；选择合适的滤膜与操作参数，可得较高回收率3、高度纯化（色谱分离、结晶）色谱分离，是一种物理分离方法，利用多组分混合物中各组分物理化学性质（吸附力、分子力、分子极性、分子

5、形状和大小、分子亲和力）的差别，使各组分能以不同程度分布在两相中。一相是固定的，称为固定相；另一个流过固定相，称为流动相。基本特点:分离效率高、应用范围广、选择性强、在线检测灵敏度高、分离快速、易于实现过程控制和自动化操作根据溶质分子与固定相作用机理不同分类：吸附色谱、离子交换色谱、凝胶色谱、亲和色谱以及逆流色谱n结晶是使溶质呈晶态从溶液中析出的过程。n为了结晶，必须使溶液到达饱和后，过量的溶质才会以固体结晶出来。n过饱和率：过饱和程度通常用过饱和溶液的浓度与饱和溶液浓度之比来表示。n全过程：过饱和溶液、晶核形成和晶体生长三阶段影响结晶生成的因素：过饱和率、温度、黏度、搅拌、冷却速度、PH、等电点4、成品加工和发酵液废液的排放（浓缩、干燥、除菌）干燥是发酵产品提取和精制过程中最后的操作单元。主要目的：除去发酵产品中水分，使发酵产品能够长期保存而不变质，同时减少发酵产品的体积和质量，便于