发酵产物的提取与精制..
发酵产物的提取与精制
❖ 2、絮凝作用 ❖ 絮凝是指使用絮凝剂（通常是天然或合成的大分子
量聚电解质），在悬浮粒子之间产生架桥作用而使 胶粒形成粗大的絮凝团的过程。
❖ 常用的絮凝剂 ❖ 聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、聚胺衍生物、氯化钙、
磷酸氢二钠
❖ 絮凝技术预处理发酵液的优点不仅在于过滤 速度的提高，还在于能有效地去除杂蛋白质 和固体杂质，如菌体、细胞和细胞碎片等， 提高了滤液质量
（一）凝聚和絮凝技术
❖ 凝聚和絮凝能有效改变细胞、菌体和蛋白质 等胶体粒子的分散状态，破坏其稳定性，使 它们聚集成可分离的絮凝体，再进行分离。
❖ 常用于细小菌体或细胞（分泌胞外产物）、 细胞的（分泌胞内产物）碎片以及蛋白质等 胶体粒子的去除。
❖ 但是应当注意，凝聚和絮凝是两种方法，两 个概念，其具体处理过程也是有差别的。
菌种对过滤速度影响
❖ 真菌的菌丝比较粗大，如青霉菌的菌丝直径可 达10μm，发酵液容易过滤，不需特殊处理。 其滤渣呈紧密饼状物，很容易从滤布上刮下来， 故可采用鼓式真空过滤机过滤。
❖ 放线菌发酵液菌丝细而分枝，交织成网络状。 如链霉素发酵液菌丝仅0.5~1.0μm左右，还含 有很多多糖类物质，粘性强，过滤较困难，一 般需经预处理，以凝固蛋白质等胶体。
✓该法不适于大规模操作，因为放大后，要输入
很高的能量来提供必要的冷却，这是困难的。
• 撞击破碎法
✓一种改进的高压方法是将浓缩的菌体悬
浮液冷却至-25˚C至-30 ˚C形成冰晶体， 利用500 MPa以上的高压冲击，冷冻细 胞从高压阀小孔中挤出。细胞破碎是由 于冰晶体的磨损，包埋在冰中的微生物 的变形所引起的。
一般工艺过程
❖ 一般说来，下游加工过程可分为4个 阶段：培养液(发酵液)的预处理和固 液分离；初步纯化(提取)；高度纯化 (精制)；成品加工。
生物物质分离与纯化
多糖发酵产物包括右旋糖酐及多糖 包括右旋糖酐及多糖 右旋糖酐及多糖B-1459等。多糖是医药和工业上重要粘性 等
物质来源之一，右旋糖酐经过部分水解后供代血浆用。多糖B-1459是水溶性、高分 是水溶性、 物质来源之一，右旋糖酐经过部分水解后供代血浆用。多糖 是水溶性 子量的胞外异多糖。 子量的胞外异多糖。 维生素发酵产物有核黄素、维生素 和维生素 和维生素B12. 维生素发酵产物有核黄素、维生素C和维生素 为甾体激素，是重要的产品。 醋酸可的松、氢化可的松、 甾体氧化的产物为甾体激素，是重要的产品。如醋酸可的松、氢化可的松、 醋酸泼尼松、氢化泼尼松等促皮质激素及肾上腺皮质激素制剂、 黄体酮、 醋酸泼尼松 、 氢化泼尼松等促皮质激素及肾上腺皮质激素制剂 、 黄体酮 、 甲孕酮 安宫黄体酮）等性激素、炔诺酮等避孕药。 （安宫黄体酮）等性激素、炔诺酮等避孕药。
生化生产过程的最后一个环节是把目标产物从培养液或反应液
中分离提取出来。多数生化产品在生产过程中需经微生物发酵、 中分离提取出来。多数生化产品在生产过程中需经微生物发酵、酶反应过 程或动植物细胞大量培养，并通过包括产物回收、粗分离、 程或动植物细胞大量培养，并通过包括产物回收、粗分离、纯化及精制等 处理后，才能符合一定的质量标准。 处理后，才能符合一定的质量标准。在生物产品生产过程中一般将微生物 发酵、酶反应过程或动植物细胞大量培养称为“上游过程” 发酵、酶反应过程或动植物细胞大量培养称为“上游过程”，而与之相应 的产物回收、粗分离、纯化及加工等后续过程就称之为“下游过程” 的产物回收、粗分离、纯化及加工等后续过程就称之为“下游过程”，或 称之为生化分离和纯化过程。众所周知，要使生物技术走向产业化， 称之为生化分离和纯化过程。众所周知，要使生物技术走向产业化，必须 要上下游过程兼容、协调、以使全过程能优化进行。 要上下游过程兼容、协调、以使全过程能优化进行。
谷氨酸发酵的工艺流程
谷氨酸发酵的工艺流程
《谷氨酸发酵的工艺流程》
谷氨酸是一种重要的氨基酸，广泛应用于食品、医药和化工等领域。
发酵工艺是生产谷氨酸的主要方法之一，下面将介绍谷氨酸发酵的工艺流程。
1. 选择菌株：选择适合发酵生产的菌株是谷氨酸发酵工艺的第一步。
通常采用属于放线菌属或棒状杆菌属的菌株进行发酵。
这些菌株具有较高的谷氨酸产量和较好的耐受性。
2. 发酵培养基的配制：发酵培养基是支撑谷氨酸发酵的重要基础。
一般包括碳源、氮源、无机盐、生长因子等组成成分。
常用的碳源包括葡萄糖、麦芽糖等，氮源包括氨基酸、尿素等。
3. 发酵条件控制：发酵过程中的温度、pH值、氧气供应等条件都会影响谷氨酸的产量。
通常采用恒温发酵，温度一般控制在28-32摄氏度。
同时控制好培养基的pH值，通常在6.5-7.5之间。
氧气供应也是非常重要的，通过控制搅拌速度和通气量来保证充足的氧气供应。
4. 发酵过程监测：在发酵过程中需要对微生物生长、培养基中各种成分的消耗和产物的生成进行持续监测。
通过检测微生物生长曲线和培养基中各成分的浓度变化来掌握发酵情况，及时调整发酵条件以提高产量。
5. 发酵产物的提取与精制：发酵结束后，需要对发酵产物进行
提取和精制。
通常采用离心、过滤等方法将微生物分离，然后通过酸碱调节、浓缩、结晶等工艺步骤来得到纯净的谷氨酸产物。
通过以上工艺流程，谷氨酸发酵生产可以实现高效、稳定的产量，并且能够得到高纯度的产物，满足市场需求。
【发酵工程】余龙江版 第11章 发酵产物的分离纯化
凝聚原理：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
胶体就会凝聚成较大、较密实的粒子。
凝聚技术
扩散双电层的结构模型图
胶粒能保持分散状态的原因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 它们的扩散层部分重叠时，即产生使两个粒子分开：从而 阻止了粒子的聚集。ζ电位越大，电排斥作用就越强，胶 粒的分散程度也越大，
第11章 发酵产物的提取与精制
11.1 下游加工过程概述
发酵产物的提取与精制属于发酵工程 的下游加工技术。 下游加工亦称发酵后处理，是指从发 酵液或酶反应中分离纯化目的产物并 加工成成品的过程。 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 组成，其中有许多是经典的化工单元 操作。
•
絮凝剂是一种能溶于水的高分子聚合物，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 有许多活性官能团，包括带电荷的阴离子（如---COOH） 或阳离子（如---NH2）基团以及不带电荷的非离子型基 团。 常用的絮凝剂：明胶、甲基纤维素、多聚丙烯酸、聚胺 衍生物、氯化钙、磷酸氢二钠
+ +
贵，注意回收。
去除镁离子：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。
例如：环丝氨酸的提取。
去除铁离子：可加入黄血盐，使其形成普鲁士蓝沉淀而 除去。
2. 杂蛋白质的除去
（1）沉淀法
① 加热变性
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pH，加酒精等有机 溶剂或表面活性剂等 。 在链霉素生产中，在pH3.0时，加热至70～75‴，维持 30min，黏度降为1/6，过滤速度提高3倍。 变性法的局限性：加热法只适合于对热较稳定的目的产 物；极端pH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 较少的场合。
《发酵工程》学习通课后章节答案期末考试题库2023年
《发酵工程》学习通课后章节答案期末考试题库2023年1.在发酵过程中，pH的变化有一定规律，一般来说，延迟期：pH值基本不变；对数生长期：pH值下降；产物生产阶段：pH变化较小，基本趋于稳定；菌体自溶阶段：随着基质的耗尽，菌体蛋白酶的活跃，培养液中氨基氮增加，致使pH又上升。
参考答案:对2.是菌种退化的重要原因之一参考答案:连续传代3.使用高压锅灭菌时，打开排汽阀的目的是参考答案:排尽锅内冷空气4.大多数芽孢细菌形成芽孢在哪个时期参考答案:对数期5.从自然界中筛选菌种时，采样后通常会对样品进行预处理，请问如果采集到的目的微生物在样品中的含量非常少时，就需要用到一种特殊的方法，即对样品中的微生物进行。
参考答案:富集培养6.在发酵中有关氧的利用正确的是参考答案:微生物只能利用发酵液中溶解氧7.菌种分离方法常用的有、、单孢子或单细胞分离法等。
参考答案:稀释分离法###划线分离法###涂布分离法8.我们在选择培养基的灭菌温度时，一般采用参考答案:高温快速9.什么是富集培养法？参考答案:根据微生物的生理特点，通过控制培养基的营养成分或培养条件，使目的微生物迅速地生长繁殖、数量增加，由原来自然条件下的劣势种变成人工环境下的优势种，以利于分离到所需要的菌株。
10.通过影响微生物膜的稳定性，从而影响营养物质吸收的因素是参考答案:pH11.如果在发酵过程中，发酵液经检验发现耐热的芽孢杆菌，则导致染菌原因的最大可能是参考答案:培养基或设备灭菌不彻底12.高温对培养基成分的有害影响，表现在参考答案:形成沉淀###破坏营养###提高色泽###改变培养基的pH值###降低培养基浓度13.通气搅拌强度大，泡沫就会减少参考答案:错14.最适氧浓度是指最适合产物合成的溶解氧浓度范围。
参考答案:对15.抗生素的合成是在微生物生长的参考答案:稳定期16.能影响发酵过程中温度变化的因素是参考答案:微生物分解有机物释放的能量###机械搅拌###水分蒸发###发酵罐散热17.使用淀粉质原料生产酒精时，通常会对原料进行蒸煮，蒸煮的过程是淀粉的和过程、参考答案:糊化###液化18.菌种的选育方法包括2大类，分别为：、参考答案:自然选育###菌种改良；遗传选育19.发酵过程中污染杂菌的途径可能有参考答案:种子带菌###无菌空气带菌###设备渗漏###培养基和设备灭菌不彻底###操作不当20.生产酒精的原料有参考答案:淀粉###糖蜜###纤维素###工业废液21.补料有利于控制微生物的中间代谢，补料的内容有参考答案:碳源###氮源###微量元素或无机盐###诱导酶的底物22.（）、（）参考答案:连续灭菌###分批灭菌23.目前发酵过程已经实现在线测量和控制的参数是参考答案:温度###pH值###溶解氧浓度###消泡###流量24.在生产中，连续灭菌也叫（）参考答案:连消25.菌种分离方法常用的有、、单孢子或单细胞分离法等。
发酵工程 下游工程技术知识点
第十二章发酵工程下游工程技术第一节发酵液的预处理与固-液分离1.1 概述发酵产物的提取与精制属于发酵工程的下游加工技术。
下游加工亦称发酵后处理，是指从发酵液或酶反应中分离纯化目的产物并加工成成品的过程。
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组成，其中有许多是经典的化工单元操作。
上游加工下游加工一、下游加工过程的重要性1.获得商业产品的关键环节。
2.促进发酵工程上游加工技术或工艺的改进。
3.拥有市场竞争力的重要保证。
二、下游加工过程的特点1. 发酵液是复杂的多相系统，属非牛顿液体，从中分离所需产品困难大。
2. 发酵产品在培养液中具有浓度低，稳定性差，对酸碱等外界环境十分敏感，容易失活。
3. 下游加工过程代价昂贵，产品回收率不是很高。
4. 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。
三、下游加工的原则和要求原则：1）短时间内处理2）分离时尽量低温3）选择生物物质稳定的pH4）要程序化进行清洗，消毒，包括厂房，设备，管路要求：1）达到所需的纯度2）成本要低，得率高3）工艺过程要简便，对分离物质特性清楚4）废弃物要易处理，能够做到综合利用（零排放；清洁生产）5）实验室产品能够放大生产四、下游加工工程的一般流程1. 粗分离阶段（1）发酵液的预处理和固-液分离。
（2）产物的初分离。
2.纯化精制阶段（3）产物的高度纯化。
（4）成品加工。
1.2 发酵液的预处理与固-液分离一、发酵液的一般特征1. 含水量高，一般可达90％～99%，处理体积大。
2. 产品浓度低。
3. 悬浮物颗粒小，密度与液体相差不大。
4. 固体粒子可压缩性大，一压缩就变形。
5. 液体黏度大，大多为非牛顿型流体。
易吸附在滤布上。
6. 产物性质不稳定，不耐热、酸碱敏感、易被氧化、易被微生物污染及酶分解。
二、发酵液预处理的目的和要求1.预处理的目的（1）改变发酵液的物理性质，促进悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离器的效率；（2）尽可能使产物转入便于后处理的某一相中（多数是液体）；（3）去除发酵液中部分杂质，以利于后续各步操作。
9发酵产物的提取与纯化
密度/（kg/m3） 适用
干 湿
240~280 7.5~10
吸水率
备注
硅藻 土 珍珠 岩
130~190
250%
110~150
240~260
7.5
常用于抗 生素等提 取
• （二）细胞分离及破碎 • 固液分离操作常用方过程才能进一步进行产物 的提取分离，细胞分离往往是生物分离 的辅助步骤。 • 细胞破碎手段主要有机械法、酶法、物 理法和化学法等四大类。
• （二）萃取分离技术
• 溶剂萃取 • 双水相萃取 • 超临界萃取
• 1、溶剂萃取
• 利用欲提取的组分在溶剂中与原料液中 溶解度的差异来实现分离目的。
• 单级萃取 • 多级萃取
• 2、双水相萃取
• 用于蛋白质和核酸等生物大分子提取 • 常用的双水相有：PEG－葡聚糖和PEG －无机盐（磷酸盐、硫酸盐）。 • 双水相不仅可用于澄清发酵液处理，而 且还可以从含有菌体的原发酵液或细胞 匀浆中直接提取蛋白质。
• 3、使用助滤剂 • 发酵液中的胶体微粒被吸附到助滤剂微 粒上，而后者是不可压缩的，因而使压 缩性高的微生物菌体形成的滤饼可压缩 性大大降低，故可大大提高过滤速率。 • 常用助滤剂有硅藻土、珍珠岩等，对于 单细胞蛋白生产以及产物不能含硅的场 合，可使用淀粉作助滤剂。
常用助滤剂物化特性及助滤性能
• 3、盐析沉淀
利用各种生物分子在浓盐溶液中溶解度 的差异，通过向溶液中引入一定数量的 中性盐，使目的物或杂蛋白以沉淀析出， 达到纯化的目的。 • 优点：经济，不需特殊设备，操作简单， 安全，较少引起变性。通常蛋白质的分 离采用此法。
• 对于蛋白质的盐析沉淀，盐类选择原则为：
• （1）阴离子的沉淀效果顺序为： 柠檬酸根离子>PO33->SO42->CH3COO->Cl->NO3• （2）阳离子的沉淀效应顺序为NH4+>K+>Na+ • （3）加入固态盐类，以减少溶液的稀释。 • （4）加入盐的浓度应根据蛋白质大概浓度采用实 验或经验公式确定。
发酵产物的提取和精制工作
• ③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。
（2）常用的细胞破碎方法
• 细胞破碎的方法很多，根据外加作用力的 方式可分为机械法和非机械法两大类。
• 前者有珠磨法、高压匀浆法、超声波法、 X-press法；
• 后者有酶解法、化学法、物理法、干燥法 等。
• 滤饼过滤中，过滤介质为滤布。悬浮液通过 滤布时，固体颗粒被滤布阻挡而逐渐形成滤 饼。滤饼至一定厚度时即起过滤作用。
（1）影响发酵液过滤的因素
• 发酵液属非牛顿性液体，粘度大，过滤速 度慢。
• 过滤速度与菌体细胞体积、发酵条件、未 利用完的培养基浓度、消沫剂、发酵周期 等有关。
（2）改善发酵液过滤性能的方法
• ④助滤剂法：助滤剂如硅藻土吸附细菌细胞 改变滤饼结构，降低过滤阻力，加快过滤速 度。
• ⑤反应剂法：
3．细胞破碎与分离
• 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。
• （1）微生物细胞壁的组成与结构： • ①细菌细胞壁： • ②酵母菌细胞壁比G+菌稍厚，主要成分是
• （3）含有色素、热源物质、毒性物质等有 机杂质。
• （4）发酵产物稳定性低，对热、酸、碱、 有机溶剂、酶、机械力等敏感，不适宜条件 下易失活或分解。
2．提取和精制
• 提取和精制是为了从发酵液中获得高纯度 的、符合质量标淮要求的发酵成品。
• 发酵产物存在形式不同，用途各异，产品 质量要求不同，分离纯化步骤有所不同。
• ②变性法：加热变性、酸碱变性、有机溶 剂变性等。
• ③吸附法：吸附剂和沉淀剂的吸附作用。
• （3）色素及其他物质的去除
微生物制药试题+参考答案
微生物制药试题+参考答案一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、常用的生理碱性物质（）不仅可以调节发酵液pH值，还可以补充氮源。
A、葡萄糖B、硫酸铵C、硝酸钠D、NaOH正确答案：C2、铁离子对青霉素合成有毒，在生产过程中，浓度要控制在（）以下。
A、10-20μg/mlB、0-10μg/mlC、20-30μg/mlD、30-40μg/ml正确答案：A3、培养基灭菌方式主要可分间歇、连续灭菌，实际操作时哪种灭菌温度更高（）A、没有规律B、两者无差别C、间歇灭菌D、连续灭菌正确答案：D4、属于生物次级代谢产物的药物是（）。
A、维生素B、核苷酸C、抗生素D、氨基酸正确答案：C5、在发酵过程中，不断进行通气和为调节发酵液的pH而加入酸碱溶液外，与外界没有其它物料交换。
这种培养方式操作简单，是一种最为广泛使用的方式，称之为（）。
A、分批发酵B、连续发酵C、半连续发酵D、补料分批发酵正确答案：A6、用于谷氨酸发酵的培养基中需添加的生长因子是（）A、氨基酸B、生物素C、碱基D、核苷酸正确答案：B7、链霉素的提取采用（）A、离子交换法B、沉淀法C、萃取法D、膜过滤正确答案：A8、（）是在每批培养基全部流入发酵罐后，就在罐内通入蒸汽加热至灭菌温度，维持一定时间，再冷却到接种温度。
A、空消B、实消C、连消D、连续灭菌正确答案：B9、生产谷氨酸的培养基中，其中（）要保持在适量状态，若缺乏，则菌体生长十分缓慢，若过量，则为乳酸发酵。
A、生长因子B、水和无机盐C、碳源D、氮源正确答案：A10、生产链霉素的菌种是（）A、绿色链霉菌B、白色链霉菌C、金色链霉菌D、灰色链霉素正确答案：D11、青霉素发酵时，适宜pH是（）A、4.4-4.6B、7.4-7.6C、5.4-5.6D、6.5-6.9正确答案：D12、谷氨酸发酵培养基的碳氮比一般为（）A、100:15～30B、100:4～5C、100:0.2～0.3D、100:21～42正确答案：A13、管碟法测抗生素效价时，量-反应直线斜率越小，直线越平缓，生物反应的灵敏度（ )A、不变B、越低C、越高正确答案：C14、单位体积培养液在单位时间内消耗氧的量称为( )A、呼吸强度B、摄氧率C、最大比耗氧速率D、比好氧速率正确答案：B15、（）的特点是微生物所处的环境是不断变化的，可进行少量多品种的发酵生产。
发酵名词解释-
发酵工业：就是利用生物的生命活动产生的酶，对无机或有机原料进行酶加工（生物化学反应过程），获得产品的工业。
其主体是利用微生物进行生化反应的工业。
现代发酵工程：现代发酵工程是将传统发酵技术和现代DNA重组、细胞融合等新技术相结合并发展起来的现代生物技术，并通过现代化学工程技术，生产有用物质或直接用于工业化生产的一种大工业体系。
高技术：世界所拥有的先进技术构成的一个强大的、活跃的技术群体，叫做高技术。
高技术凝聚着人类早期的发明和近期的创造，代表着当代的科技文明。
生物技术：关于生物技术，目前能广泛接受的定义是由国际经济合作及发展组织在1982年提出来的。
生物技术是应用自然科学和工程学的原理，依靠生物作用剂的作用将物料进行加工以提供产品或为社会服务的技术。
生物工程：狭义的生物工程仅指以基因工程技术为核心的现代生物技术的总称。
广义的生物工程：泛指运用生物科学知识及工程学的原理，开发利用生物材料为人类社会提供产品和服务的工程技术自然选育:是指生产中根据菌种自发突变进行菌种筛选的过程。
诱变育种:是通过物理或化学等诱变剂处理，使诱变对象细胞内的遗传物质发生变化，分为点突变或染色体畸变。
点突变分为碱基对置换和码组错位突变；染色体畸变包括缺失、倒位、重复、易位及染色体数目变化等结构变化，通过分离筛选获得具有优良性状的变异菌株。
菌种退化现象：菌种退化通常是指在较长时期保藏后，菌株的一个或多个生理性状和形态特征减退或消失的现象。
在生产实践中体现的是菌种的发酵力（如糖、氧的消耗）或繁殖力（如孢子的产生）下降，或是发酵产品的得率降低。
菌种退化：是指群体中退化细胞在数量上占一定比例后，所表现出菌种生产性能的下降。
因此,完全有可能采取一些相应措施，使退化菌株复壮培养基：是提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需要的按一定比例配制的多种营养物质的混合物。
酸解法：又称酸糖化法，它是以酸（无机酸或有机酸）为催化剂，在高温高压下将淀粉水解转化为葡萄糖的方法。
项目7发酵产物的提取与精制工艺
27
发酵工艺技术（第一版）
出版社 医学分社
⑶ 超声波破碎法 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15-25千赫（kHz）的频率下操作。 原理：在超声波作用下液体发生空化作用，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
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 时，至使细胞破碎。
发酵工艺技术（第一版）
出版社 医学分社
d.吸附法 加入某些吸附剂或沉淀剂吸附杂蛋白质而除去。 在四环素类抗生素中，采用黄血盐和硫酸锌的协同作用生 成亚铁氰化锌钾的胶状沉淀来吸附蛋白质；
在枯草杆菌发酵液中，加入氯化钙和磷酸氢二钠，两者生
成庞大的凝胶，把蛋白质、菌体及其他不溶性粒子吸附 并包裹在其中除去。
17
发酵工艺技术（第一版）
出版社 医学分社
(3)有色物质的去除 培养基本身可能带有色素，如糖蜜、玉米浸出液等都带 有颜色 ；微生物在代谢过程中，本身也可能产生有色物质。 常用的脱色方法为吸附法，如活性炭吸附，树脂吸附等 a.大网格树脂 -----食品工业上的糖浆脱色 b.利用某些离子交换树脂 ----胶酶溶液脱色
液，生成不溶性颗粒而沉降析出的过程。
优点： 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。
缺点：于过滤困难、产品质量较低、需要重新精制。 作用： 浓缩作用大于纯化作用，是初步分离的一种手段 。
35
发酵工艺技术（第一版）
出版社 医学分社
（一）等电点沉淀
原理：利用两性电解质在在低离子强度下，调节至等电点， 可使各种两性电解质所带净电荷为零，能大大降低其溶解 度，形成沉淀。 不同的两性电解质具有不同的等电点，从而将其分离开。 优点：操作简单，试剂消耗少，引入杂质少。 缺点: 不能完全沉淀析出，常与盐析法、有机溶剂沉淀法或 其他沉淀剂一起配合使用，以提高沉淀能力和分离效果。
第十一章 发酵产物的提取与精制方法1
第一节萃取第二节吸附第三节离子交换法第四节膜分离法第五节层析法第六节浓缩第七节沉淀法第八节结晶第九节干燥第十节蒸馏第十章发酵产物的提取与精制方法1 萃取一、原理•以分配定律为基础。
即，物质因溶解度不同，从一种溶剂转入另一溶剂而被分离。
•分配定律：在恒温、恒压下，一种物质在两种溶剂中的分配浓度比是常数。
常数中溶质的浓度下层溶剂中溶质的浓度上层溶剂===BA C CB A K )()(•为了提出经过多次操作后,能较完全地提取物质的结论，我们不妨假设：•原溶液体积为：V(ml)•被提取物质的总重量：W0(g)•每一次提取所用的提取液的体积：S(ml)(萃取液的体积)。
•提取一次后，被提取物质在原溶液中剩余量：W1(g)•由此有：•在提取过程中，经一次提取后分配系数K的表达式为：SKV KVW W SW W V W K +⋅=⇒-=01101)()(经过第二次提取后，分配系数的表达式为：20212212)()()(SKV KV W W S KV KVW W SW W V W K +⋅=⇒+⋅=⇒-=•依次类推：可得经几次提取后，原溶液中残留物质量W n 。
nn SKV KV W W )(0+⋅=•如果知道某物质的分配系数和给定的提取率，则可计算出能达到此条件的最适萃取次数。
二、常用溶媒萃取工艺（1）单级提炼法（2）多次提炼法（3）多极对流萃取•萃余相顺序通过各级，并与新鲜溶剂接触进行萃取，传质推动力大，萃取效果好；•各级所得萃取相分别排出，然后汇集在一起脱除溶剂得萃取液，溶剂回收循环使用，溶剂回收设备简单；•因每级均加入新鲜溶剂，故溶剂耗用量大，回收费用高，而且萃余液组分浓度低。
一、下游加工技术的重要性➢1.产品分离纯化是最终获得商业产品的环节。
➢2.投资费用高（抗生素、乙醇、柠檬酸占60%）。
➢3.分离纯化技术落后会阻碍发酵工程技术的发展。
（4）分馏萃取右边重相富集溶质左边萃取相从重相中萃取溶质（5）微分萃取（塔式萃取）溶媒逆流萃取，溶质随流动相连续变化可用较少的萃取剂达到较高的萃取率，应用较广①喷淋塔优点：•结构简单，塔体内除各流股物料进出的连接管和分散装置外，别无其它内部构件。
第十二章发酵产物的提取与精制概论(6)
物 些目标产物存在于细胞内部。目前重组
的 提
DNA技术表达的产品（如肤岛素、干扰素、
取 白细胞介素等），都是胞内产物。首先必
与 精 制
须将细胞破碎，使产物得以释放，才能进 一步提取。
概
论
第四篇 发酵产物的提取与精制
第
十
二 章
（一）细胞壁的组成与结构
发 酵
细胞破碎 用物理、化学、酶或机械的方
产 法来破坏细胞壁或细胞膜。细胞壁的破碎
制 温度；细胞的变化(因处理时间的不同面引起
概 论
的)也同样影响着对破碎的敏感度。
第四篇 发酵产物的提取与精制
第
十
二 章
破碎方法
发 酵 产
细胞的破碎按照是否外加作用力可分为机 械法与非机械法两大类；机械法中高压匀
物 浆器和珠磨机在工业上得到应用，超声波
的 提
法和非机械法大多处在实验室应用阶段。
取
与
发 酵
（1）特点
产
物 ①自动化程度高、操作连续、处理量大；
的 提 取
②适合于固体含量较大（＞10%）的悬浮液 的分离；
与 ③一般不适合于菌体较小和粘度较大的细菌
精 制 概
发酵液的过滤。（可以离心） ④所得固相的干度较差。
论
第四篇 发酵产物的提取与精制
第 十 （2）工作过程 二 章
发 酵 产 物 的 提 取 与 精 制 概 论
第
十 三、菌体分离方法
二
章 （一）菌体和发酵醪的分离方法
发 酵
离心 过滤
产 物
（二）离心分离
的 提
离心分离可分为以下三种形式：
取 ①离心沉降
与 精 制
②离心过滤 ③离心分离和超离心
发酵工程 11 发酵产物的提取与精制
的分配，萃取剂与溶质间的化学反应包括离子
交换和络合反应等。
2、双水相萃取 溶剂萃取法，一般是将水溶液中的溶质萃取到 有机溶剂中，这会使许多生物大分子在有机溶 剂中失活变性。双水相系统中多聚物的水溶液
给生物分子提供温和的环境。双水相萃取可直
接从细胞破碎匀浆中萃取蛋白质，无需分离细 胞碎片。
3、反胶束提取纯化技术 将表面活性剂溶于非极性溶剂（有机溶剂）中， 并使其浓度超过临界胶束浓度，便会在有机溶 剂内形成聚集体，这种聚集体即为反胶束。在
常用的中性盐有硫酸铵、硫酸钠、硫酸镁、 磷酸钠、磷酸钾、氯化钾、醋酸钠、硫氰 化钾等。在蛋白质的盐析中，以硫酸铵应 用最广。
盐析的操作：pH
蛋白质、酶等经过盐析沉淀分离后，产品 夹带有盐分，需脱盐处理。常用的方法有 透析法、电渗析法和葡聚糖凝胶过滤法等。
3、有机溶剂沉淀分离法 与无机沉淀剂相比，有机沉淀剂的优点在于： （1）选择性比较高，即一定浓度的有机沉淀 剂只沉淀分离某一种或某一类溶质组分；（2） 沉淀后所得产品不需脱盐，残留的沉淀剂通过 挥发而易于去除。 有机沉淀剂的缺点是对有些生物大分子如酶类 有失活作用，因而常需在低温下操作。
反 渗 透 RO ） 压 力 差 （ 2-10M P a） （ 透 析 （ DS） 浓度差
电 渗 析 ED ） 电 位 差 （
2、膜分离技术的特点 膜分离技术一般在常温下操作，不需加热，被 分离的物质能保持原来的性质，能保持生物物 质的活性。其选择性强，操作过程简单，适用
范围广。膜分离技术在分离物质过程中不涉及
一、发酵液的预处理
发酵液的特性：
①菌体细小且可压缩，其相对密度与培养
液相似；
②发酵液粘稠，大多为非牛顿流体； ③发酵产物浓度底，处理体积大。
(完整版)发酵工程填空题
一．填空题第一章1.发酵工业的发展经历了（自然发酵），纯培养技术的建立，（好气性）发酵技术的建立，人工诱变育种，（代谢控制）发酵技术的建立，开拓新型发酵原料时期，与（基因操作）技术相结合的现代发酵工程技术等六个阶段2.工业发酵方式根据所用菌种是单一或是多种可以分为单一（纯种发酵）和（混合）发酵。
3.微生物培养（发酵）方式，可以分为（分批培养）（发酵），（连续培养）（发酵），补料分批培养（发酵）三种类型。
4.（发酵工程）是连接生物技术上下游过程的重要枢纽；（发酵工程）是生物技术产业化的一个主要途径。
5.发酵工程发展史可分为三个发酵技术阶段：在1910以前为（自然）发酵技术阶段；深层培养生产青霉素属于（近代）发酵技术阶段；现代生物技术的技术特征就是以（基因工程）为首要标志。
第二章1.常用工业微生物可分为：（细菌）、酵母菌、霉菌、（放线菌）四大类。
2.在培养基中掺入可溶性淀粉、酪素或CaCO3可以分别用于检测菌株产（淀粉）酶、产（蛋白）酶或产（酸）能力的大小。
3.（自然选育）是指对自然界中的微生物（未经人工诱变或杂交处理的情况下）进行分离和纯化，择优选取微生物菌种的方法。
4.工业微生物育种的基本方法包括自然选育、（诱变育种）、代谢控制育种、（基因重组）和定向育种等；原生质体融合技术、基因工程技术而进行的诱变育种称为（杂交育种）。
5.由于自发突变的作用而引起某些优良特性变弱或消失的现象称（菌种衰退）。
6.常用菌种保藏方法有（斜面）、沙土管、（液体石蜡）、真空冷冻等保藏法等。
7.（自然选育）方法简单易行，但获得优良菌种的几率小，一般难以满足生产的需要。
8.获得纯培养的方法有（稀释法）、划线法、（单细胞）挑选法、选择培养基分离法等方法。
9.富集培养目的就是让（目的菌）在种群中占优势，使筛选变得可能。
10.工业微生物菌种可以来自（自然分离），也可以来自从微生物菌种保藏机构与（工业单位）获取。
11.从自然界（获得目的菌的）分离和筛选微生物菌种，一般分为采样、（富集培养）、纯种分离、（初筛和复筛）等步骤。
简述发酵产物分离与纯化的一般流程
简述发酵产物分离与纯化的一般流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!简述发酵产物的分离与纯化流程发酵技术在生物工程、制药、食品工业等领域中有着广泛的应用，其核心步骤之一就是发酵产物的分离与纯化。
食品科学技术：发酵工程找答案(强化练习)
食品科学技术：发酵工程找答案（强化练习）1、填空题对于白味美思，特别是清香产品，一般采用新鲜的，贮存期短的白葡萄原酒，为此，贮存期间应添加（），以防止白葡萄酒的氧化.正确答案：二氧化硫2、名词解释核仁正确答案：细胞核中一个（江南博哥）没有膜包裹的圆形或椭圆形小体，这一区域rRNA含量很高，是合成核糖体的场所3、问答题微生物工程的发展经历了哪几个时期？正确答案：1.自然发酵时期2.纯培养技术的建立3.通气搅拌好气性发酵工程技术建立4.人工诱变育种与代谢调控发酵工程技术的建立5.发酵动力学、发酵的连续化自动化工程技术的建立6.基因工程阶段。
或答微生物酶反应生物合成和化学合成反应相结合工程技术建立4、单选下列酒的品种中，属于黄酒的是：（）.A.绍兴酒B.茅台C.汾酒D.五粮液正确答案：A5、判断题发酵产物的提取和精制过程也就是产物浓缩和纯化过程正确答案：对6、名词解释鸟枪法技术正确答案：将目的DNA随机地处理成大小不同的片段，再将这些片段的序列连接起来的测序方法7、名词解释生物芯片正确答案：是根据生物分子间特异相互作用的原理，将生化分析过程集成于芯片表面，从而实现对DNA、RNA、多肽、蛋白质以及其他生物成分的高通量快速检测。
8、问答题酱油酿造过程中色、香、味、体的形成机理是什么？正确答案：酱油是由曲霉、酵母和乳酸菌等微生物综合作用的产物。
原料中的淀粉质经米曲霉分泌的淀粉酶的糖化作用，水解成糊精和葡萄糖。
这些糖对酱油的色、香、味、体起重要作用。
糖化作用完全，酱油的甜味好，体态浓厚，无盐固形物高。
色：酱油色素的形成，有两条主要的途径：一是糖与氨基酸结合发生美拉德反应，形成褐色物质；二是酶促褐变反应，由曲生成的多酚氧化酶将蛋白质的水解产物酪氨酸氧化成黑色素。
味：原料中的蛋白质经过米曲霉所分泌的蛋白酶作用，分解成氨基酸，构成酱油的鲜味。
香：乳酸菌利用葡萄糖发酵生成乳酸、醋酸、琥珀酸、葡萄糖醛酸等。
酵母菌发酵葡萄糖生成酒精。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
发酵醪预处理的要求:
（1）菌体的分离 （2）固体悬浮物的去除
（3）蛋白质的去除
（4）重金属离子的去除
（5）色素、热原质、毒பைடு நூலகம்物质等有机杂质的去除
（6）改变发酵醪的性质 （7）调节适宜pH值和温度
预处理的方法
1，凝聚和絮凝技术 2，杂蛋白质的去除 3，高价无机离子的去除方法
（一）凝聚和絮凝技术
高度纯化 ：去除与产物的物理化学性质比较接近的杂质。 成品制作 ：成品形式由产品的最终用途决定。
选择下游加工工艺的原则：
是胞内产物还是胞外产物
原料中产物和主要杂质浓度
产物和主要杂质的物理化学特性及差异 产品用途和质量标准 产品的市场价格 废液的处理方法等
第一节 发酵醪的预处理和菌体分离
发酵工业下游技术的一般工艺过程
下游加工过程由各种化工单元操作组成。 由于生物产品品种多，性质各异，故用到 的单元操作很多，其中如蒸馏、萃取、结 晶、吸附、蒸发和干燥等属传统的单元操 作，理论比较成熟，而另一些则为新近发 展起来的单元操作，如细胞破碎、膜过程 和色层分离等，缺乏完整的理论，介于两 者之间的有离子交换过程等。
（二）杂蛋白质的去除方法
1．等电点沉淀 蛋白质在等电点时溶解度最小，能沉淀而除去。 2．变性沉淀 使蛋白质变性的方法有：加热、大幅度改变pH，加有机溶 剂（丙酮、乙醇等）、加重金属离子如Ag＋ 、Cu2＋ 、 Pb2＋ 等、加有机酸如三氯乙酸、水杨酸、苦味酸、鞣酸、 过氯酸等及表面活性剂。 3. 加各种蛋白质沉淀剂 加入某些化学试剂使蛋白质与之形成复合物沉淀 4．吸附 在发酵液中，加入一些反应剂，它们互相反应生成的沉淀 物对蛋白质具吸附作用而使其凝固。 预处理的方法
第七章
产物的提取与精 制
概论
下游加工过程在发酵工程中的地位 下游加工过程的定义 发酵产品系通过微生物发酵过程、酶反应过 程或动植物细胞大量培养获得。从上述发酵液、 反应液或培养液中分离、精制有关产品的过程 称为下游加工过程(Down stream processing)。它由一些化学工程的单几操作 组成，但由于生物物质的特性，有其特殊要求， 而且其中某些单元操作一般化学工业中应用较 少。
2、絮凝作用 絮凝是指使用絮凝剂（通常是天然或合成的大分子 量聚电解质），在悬浮粒子之间产生架桥作用而使 胶粒形成粗大的絮凝团的过程。 常用的絮凝剂 聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、聚胺衍生物、氯化钙、 磷酸氢二钠
絮凝技术预处理发酵液的优点不仅在于过滤 速度的提高，还在于能有效地去除杂蛋白质 和固体杂质，如菌体、细胞和细胞碎片等， 提高了滤液质量
地位 传统发酵工业(如抗生素、乙醇、柠 檬酸)，分离和精制部份占整个工厂 投资费用的60%。 对重组DNA发酵、精制蛋白质的费 用可占整个生产费用的80%~90%。
下游加工过程的特点
1、成分复杂：细胞、代谢产物、残余培养基
2、产品浓度低：传统发酵一般1～10％
3、失活问题 4、不稳定性 5、纯度和生物安全问题 6、收率低：50％左右
影响絮凝的因素
絮凝剂的添加量
发酵液的pH
絮凝剂的分子量
搅拌转速
搅拌时间
絮凝剂加量对絮凝效果(滤速)的影响 料液中，絮凝 剂浓度增加有 助于架桥充分， 但是过多的加 量反而会引起 吸附饱和，在 每个胶粒上形 成覆盖层而使 胶粒产生再次 稳定现象。
发酵液pH对阴离子聚丙烯酰胺絮凝效果的影响 溶液pH的变化常会影响离子型絮凝剂中功能团的电 离度，从而影响分子链的伸展形态。电离度增大， 由于链节上相邻离子基团间的电排斥作用，而使分 子链从卷曲状态变为伸展状态，所以架桥能力提高。
3，高价无机离子的去除方法 钙离子，可用草酸。 镁离子，可用三聚磷酸钠它和镁离子形 成可溶性络合物，用磷酸盐处理，也能 大大降低钙离子和镁离子的浓度。此法 可用于环丝氨酸的提取。 铁离子，可加入黄血盐，使形成普鲁士 蓝沉淀。
二、发酵液的固液分离
微生物发酵液中含有大量菌体、细胞或细胞 碎片以及残余的固体培养基成分。 固液分离是指将发酵液（或培养液）中的悬 浮固体，如细胞、菌体、细胞碎片以及蛋白 质等的沉淀物或它们的絮凝体分离除去
凝聚和絮凝能有效改变细胞、菌体和蛋白质 等胶体粒子的分散状态，破坏其稳定性，使 它们聚集成可分离的絮凝体，再进行分离。 常用于细小菌体或细胞（分泌胞外产物）、 细胞的（分泌胞内产物）碎片以及蛋白质等 胶体粒子的去除。 但是应当注意，凝聚和絮凝是两种方法，两 个概念，其具体处理过程也是有差别的。
（一）影响过滤速度的因素
1、发酵液中粒子的直径 2、发酵液黏度
培养基的组成
一般工艺过程 一般说来，下游加工过程可分为4个 阶段：培养液(发酵液)的预处理和固 液分离；初步纯化(提取)；高度纯化 (精制)；成品加工。
工艺过程的划分：
预处理和固液分离 ：目的是除去发酵液中的菌体细胞
和不溶性固体杂质。
初步分离 ：目的是除去与产物性质差异较大的杂质，为
后道精制工序创造有利条件
目
的
（1）改变发酵液的物理性质，促进悬浮液中分
离固形物的速度，提高固液分离器的效率
（2）尽可能使产物转入便于后处理的某一相中
（多数是液体）
（3）去除发酵液中部分杂质，以利于后续各步
操作。
一、 发酵液的预处理
采用理化方法设法增大虚浮液中固体粒子 的大小、或降低粘度，以利于过滤。 去除会影响后续提取的高价无机离子。
1、凝聚作用 凝聚是指在某些电解质作用下，破坏细胞、菌体和 蛋白质等胶体粒子的分散状态，使胶体粒子聚集的 过程。 凝聚剂主要是一些无机类电解质，由于大部分被处 理的物质带负电荷（如细胞或菌体一般带负电荷）， 因此工业上常用的凝聚剂大多为阳离子型，分为无 机盐类、金属氧化物类。 常用的无机盐类凝聚剂有：Al2（SO4）318H2O （明矾）、AlCl36H2O、FeCl3、ZnSO4、MgCO3： Al(OH)3、FeSO4、Ca(OH)2或石灰等。