生物工程下游技术复习
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②调PH； ③加有机溶剂如酒精、丙酮等。
（3）吸附法 加入某些吸附剂或沉淀剂吸 附杂蛋白而除去。
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*发酵液预处理的目的是什么？主要有那几 种方法？ 预处理的目的： • 分离细胞、菌体和其它悬浮颗粒（细胞
碎片、核酸和蛋白质的沉淀物）， • 除去部分可溶性杂质和改变滤液的性质，
以利于后继各步操作。 调酸（等电点）、热处理、电解质处理、
添加凝聚剂、添加表面活性物质、添加 反应剂及添加助滤剂等。
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区别澄清过滤和滤饼过滤？
澄清过滤：
• 所用的过滤介质为硅藻土、砂、颗粒活性炭、 玻璃珠、塑料颗粒等，填充于过滤器内即构 成过滤层；也有用烧结陶瓷、烧结金属、粘 合塑料等组成的成型颗粒滤层。
• 当悬浮液通过时，固体颗粒被阻拦或吸附在 滤层的颗粒上。
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*膜过滤的种类及微滤的优缺点？ 目前主要有3种膜过滤： 微孔过滤（简称‘微滤’）用于分离固体颗粒 如细胞、细胞碎片、包含体及蛋白沉淀物；微孔 膜（0.1～10μm） 超滤 分离浓缩大分子物质如蛋白质、核酸、多 糖；超滤膜(0.001～0.1 μm) 。 反渗透 用于小分子如抗菌素、氨基酸溶液中脱 除水分。反渗透膜(<0.001 μm)
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微生物发酵液的特性？ ① 发酵产物浓度较低，大多为1%-10%，悬浮
液中大部分是水； ② 悬浮物颗粒小，相对密度与液相相差不大； ③ 固体粒子可压缩性大（细胞在很大程度上
属于可压缩的粘稠物料）； ④ 液相粘度大； ⑤ 性质不稳定，随时间变化，如易受空气氧
化、微生物污染、蛋白酶水解等作用的影 响。
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*具体的产品分离提取需考虑的问题? （1）是胞内产物还是胞外产物； （2）原料中产物和主要杂质浓度； （3）产物和主要杂质的理化学特性及差异； （4）产品用途和质量标准； （5）产品的市场价格； （6）废液的处理方法等。
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第二章 发酵液的预处理
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*改变发酵液过滤特性的主要方法有哪些？ 其简要机理如何？ • 改善发酵液过滤特性的物理化学方法有：
调酸（等电点）、热处理、电解质处理、 添加凝聚剂、添加表面活性物质、添加 反应剂及添加助滤剂等。 ① 降低液体粘度 根据流体力学原理，滤液通过滤饼的速 率与液体的粘度成反比，可见降低液体 粘度可有效提高过滤速率。
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下游技术的一般工艺过程？ （1）产物的预处理和固液分离 过滤 、离心、加
热、调PH、絮凝， （2）提取（初步分离）
目的是除去与产物性质差异较大的杂质，得到目 标产物含量较高提取物的过程。沉淀、吸附、萃 取、超滤、结晶。 （3）精制（高度纯化） 目的是去除与产物的物理化学性质比较接近的杂 质。通常采用对产物有高度选择性的技术，如色 谱分离技术。 （4）成品制作 浓缩、干燥、无菌过滤、成型。成品形式与产品 的最终用途有关。
在酸性溶液中，能与一些阴离子如三氯 乙酸盐、水杨酸盐等形成沉淀； 在碱性溶液中，能与一些阳离子如Ag+、 Cu2+、Zn2+、Fe3+和Pb2+等形成沉淀。 （2）变性法：蛋白质从有规则的排列变成 不规则结构的过程称为变性。
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①加热。不仅使蛋白质变性，同时降低液体粘度， 提高过滤速率。
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絮凝机理：絮凝剂（能溶于水的高分子聚合物， 长链结构）— 链节上含有许多活性官能团，阴离 子（-COOH）或阳离子（-NH3+）、不带电的非离 子型基团—通过静电引力、范德华力、氢键等吸 附在胶粒表面— 当许多链节分别吸附在不同胶 粒表面上——产生桥架联接——较大絮团
*滤饼：当悬浮液通过过滤布时，固体颗粒被滤布 所阻拦而逐渐形成滤饼（或称滤渣），当滤饼至 一定厚度时即起过滤作用。
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第一章 生物工程下游技术概述
生物工程下游技术复习
*什么是生物工程下游技术?
也称为下游工程或下游加工过程，是对于 由生物界自然产生的或由微生物菌体发酵 的、动植物细胞组织培养的、酶反应等各 种生物工业生产过程获得的生物原料，经 提取分离、加工并精制目的成分，最终使 其成为产品的技术。
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下游技术产品的特性？
1.有些产品，在待处理物料中浓度很低，比杂质含 量还低，分离、纯化较困难。 2.小分子产品因分子结构简单，性质相对稳定，分 离技术可选范围较大。 3.产品性质限制下游技术的可选范围。 4.产品共存物有可能引起产物的破坏和降解，导致 发酵液的变质，给下游操作带来不必要的困难。
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②调整pH pH值直接影响发酵液中某些物质的电离度和电荷 性质，从而改善其过滤特性。
③凝聚与絮凝 是目前工业上最常用的预处理方法之一。 凝聚是指在电解质作用下，由于胶粒之间双电层 排斥作用降低，电位下降，而使胶体体系不稳定 的现象。 絮凝则是在某些高分子絮凝剂存在下，基于桥架 作用，使胶粒形成较大絮凝团的过程。
1 、名词解释
*凝聚:是指在电解质作用下，由于胶粒之间双电层排斥 作用降低，电位下降，而使胶体体系不稳定的现象。
*絮凝:则是在某些高分子絮凝剂存在下，基于桥架作用， 使胶粒形成较大絮凝团的过程。
凝聚值（表示电解质的凝聚能力）：使胶粒发生凝聚作 用的最小电解质浓度（mmol/L）。
凝聚原理：加入电解质——异电离子作用下，原双电层 电位降低——胶体稳定性下降——相互碰撞而凝聚。
• 过滤介质起着主要的过滤作用。适合于固体 含量少于0.1g/100ml、颗粒直径在5-100um的 悬浮液的过滤分离，如河水、麦芽汁、酒类 和饮料等的澄清。
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滤饼过滤： • 过滤介质为滤布，包括天然或合成纤维
织布、金属织布、石棉板、玻璃纤维纸、 合成纤维等无纺布。 • 当悬浮液通过过滤布时，固体颗粒被滤 布所阻拦而逐渐形成滤饼（或称滤渣）， 当滤饼至一定厚度时即起过滤作用。 • 悬浮液本身形成的滤饼起着主要的过滤 作用。适合于固体含量大于0.1g/100ml 的悬浮液的过滤分离。
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④ 加入助滤剂 悬浮液中大量的细微胶粒被吸附在助滤剂表
面，从而改变滤饼结构，过滤阻力下降了。 wenku.baidu.com 加入反应剂
加入某些不影响目的产物的反应剂，可消 除发酵液中某些杂质对过滤的影响，从而提高 过滤速率。
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*除去发酵液中杂蛋白的常用方法有哪些？ （1）沉淀法：蛋白质是两性电解质。
（3）吸附法 加入某些吸附剂或沉淀剂吸 附杂蛋白而除去。
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*发酵液预处理的目的是什么？主要有那几 种方法？ 预处理的目的： • 分离细胞、菌体和其它悬浮颗粒（细胞
碎片、核酸和蛋白质的沉淀物）， • 除去部分可溶性杂质和改变滤液的性质，
以利于后继各步操作。 调酸（等电点）、热处理、电解质处理、
添加凝聚剂、添加表面活性物质、添加 反应剂及添加助滤剂等。
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区别澄清过滤和滤饼过滤？
澄清过滤：
• 所用的过滤介质为硅藻土、砂、颗粒活性炭、 玻璃珠、塑料颗粒等，填充于过滤器内即构 成过滤层；也有用烧结陶瓷、烧结金属、粘 合塑料等组成的成型颗粒滤层。
• 当悬浮液通过时，固体颗粒被阻拦或吸附在 滤层的颗粒上。
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*膜过滤的种类及微滤的优缺点？ 目前主要有3种膜过滤： 微孔过滤（简称‘微滤’）用于分离固体颗粒 如细胞、细胞碎片、包含体及蛋白沉淀物；微孔 膜（0.1～10μm） 超滤 分离浓缩大分子物质如蛋白质、核酸、多 糖；超滤膜(0.001～0.1 μm) 。 反渗透 用于小分子如抗菌素、氨基酸溶液中脱 除水分。反渗透膜(<0.001 μm)
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微生物发酵液的特性？ ① 发酵产物浓度较低，大多为1%-10%，悬浮
液中大部分是水； ② 悬浮物颗粒小，相对密度与液相相差不大； ③ 固体粒子可压缩性大（细胞在很大程度上
属于可压缩的粘稠物料）； ④ 液相粘度大； ⑤ 性质不稳定，随时间变化，如易受空气氧
化、微生物污染、蛋白酶水解等作用的影 响。
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*具体的产品分离提取需考虑的问题? （1）是胞内产物还是胞外产物； （2）原料中产物和主要杂质浓度； （3）产物和主要杂质的理化学特性及差异； （4）产品用途和质量标准； （5）产品的市场价格； （6）废液的处理方法等。
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第二章 发酵液的预处理
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*改变发酵液过滤特性的主要方法有哪些？ 其简要机理如何？ • 改善发酵液过滤特性的物理化学方法有：
调酸（等电点）、热处理、电解质处理、 添加凝聚剂、添加表面活性物质、添加 反应剂及添加助滤剂等。 ① 降低液体粘度 根据流体力学原理，滤液通过滤饼的速 率与液体的粘度成反比，可见降低液体 粘度可有效提高过滤速率。
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下游技术的一般工艺过程？ （1）产物的预处理和固液分离 过滤 、离心、加
热、调PH、絮凝， （2）提取（初步分离）
目的是除去与产物性质差异较大的杂质，得到目 标产物含量较高提取物的过程。沉淀、吸附、萃 取、超滤、结晶。 （3）精制（高度纯化） 目的是去除与产物的物理化学性质比较接近的杂 质。通常采用对产物有高度选择性的技术，如色 谱分离技术。 （4）成品制作 浓缩、干燥、无菌过滤、成型。成品形式与产品 的最终用途有关。
在酸性溶液中，能与一些阴离子如三氯 乙酸盐、水杨酸盐等形成沉淀； 在碱性溶液中，能与一些阳离子如Ag+、 Cu2+、Zn2+、Fe3+和Pb2+等形成沉淀。 （2）变性法：蛋白质从有规则的排列变成 不规则结构的过程称为变性。
生物工程下游技术复习
①加热。不仅使蛋白质变性，同时降低液体粘度， 提高过滤速率。
生物工程下游技术复习
絮凝机理：絮凝剂（能溶于水的高分子聚合物， 长链结构）— 链节上含有许多活性官能团，阴离 子（-COOH）或阳离子（-NH3+）、不带电的非离 子型基团—通过静电引力、范德华力、氢键等吸 附在胶粒表面— 当许多链节分别吸附在不同胶 粒表面上——产生桥架联接——较大絮团
*滤饼：当悬浮液通过过滤布时，固体颗粒被滤布 所阻拦而逐渐形成滤饼（或称滤渣），当滤饼至 一定厚度时即起过滤作用。
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第一章 生物工程下游技术概述
生物工程下游技术复习
*什么是生物工程下游技术?
也称为下游工程或下游加工过程，是对于 由生物界自然产生的或由微生物菌体发酵 的、动植物细胞组织培养的、酶反应等各 种生物工业生产过程获得的生物原料，经 提取分离、加工并精制目的成分，最终使 其成为产品的技术。
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下游技术产品的特性？
1.有些产品，在待处理物料中浓度很低，比杂质含 量还低，分离、纯化较困难。 2.小分子产品因分子结构简单，性质相对稳定，分 离技术可选范围较大。 3.产品性质限制下游技术的可选范围。 4.产品共存物有可能引起产物的破坏和降解，导致 发酵液的变质，给下游操作带来不必要的困难。
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②调整pH pH值直接影响发酵液中某些物质的电离度和电荷 性质，从而改善其过滤特性。
③凝聚与絮凝 是目前工业上最常用的预处理方法之一。 凝聚是指在电解质作用下，由于胶粒之间双电层 排斥作用降低，电位下降，而使胶体体系不稳定 的现象。 絮凝则是在某些高分子絮凝剂存在下，基于桥架 作用，使胶粒形成较大絮凝团的过程。
1 、名词解释
*凝聚:是指在电解质作用下，由于胶粒之间双电层排斥 作用降低，电位下降，而使胶体体系不稳定的现象。
*絮凝:则是在某些高分子絮凝剂存在下，基于桥架作用， 使胶粒形成较大絮凝团的过程。
凝聚值（表示电解质的凝聚能力）：使胶粒发生凝聚作 用的最小电解质浓度（mmol/L）。
凝聚原理：加入电解质——异电离子作用下，原双电层 电位降低——胶体稳定性下降——相互碰撞而凝聚。
• 过滤介质起着主要的过滤作用。适合于固体 含量少于0.1g/100ml、颗粒直径在5-100um的 悬浮液的过滤分离，如河水、麦芽汁、酒类 和饮料等的澄清。
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滤饼过滤： • 过滤介质为滤布，包括天然或合成纤维
织布、金属织布、石棉板、玻璃纤维纸、 合成纤维等无纺布。 • 当悬浮液通过过滤布时，固体颗粒被滤 布所阻拦而逐渐形成滤饼（或称滤渣）， 当滤饼至一定厚度时即起过滤作用。 • 悬浮液本身形成的滤饼起着主要的过滤 作用。适合于固体含量大于0.1g/100ml 的悬浮液的过滤分离。
生物工程下游技术复习
④ 加入助滤剂 悬浮液中大量的细微胶粒被吸附在助滤剂表
面，从而改变滤饼结构，过滤阻力下降了。 wenku.baidu.com 加入反应剂
加入某些不影响目的产物的反应剂，可消 除发酵液中某些杂质对过滤的影响，从而提高 过滤速率。
生物工程下游技术复习
*除去发酵液中杂蛋白的常用方法有哪些？ （1）沉淀法：蛋白质是两性电解质。