发酵工程下游加工过程概论资料讲解.pptVIP

离子交换工作原理 根据物质的酸碱性、极性不同，在水溶液中所带阴阳离子不同，电荷不同的物质对层析柱上的离子交换剂有不同的亲和力，改变洗脱液的离子强度或pH，不同物质就能依次从层析柱中分离出来。 在离子交换过程中，离子首先扩散到树脂表面，通过树脂扩散到交换位置，在交换位置进行离子交换。被交换的分子所带电荷越多，它与树脂的结合越紧密，也就越不容易被其它离子所取代。被交换的离子扩散到树脂表面，洗脱液通过，被交换的离子扩散到外部溶液中。 三、精制（高度纯化） （二）色谱分离法 用微量注射器针头或微细管把样品点一小点在层析床的一端。要求层析床必须完全干燥，点样之后转入装有展层剂的玻璃槽中。当展层剂的前沿跑到滤纸全长的80％-90％时，将层析床取出。 纸层析 可以用相对迁移率（Rf）来表示一种物质的迁移： 或者也可以用相对于一种已知迁移率的标准物的迁移（Rx）来表示： 待测物移动的距离 标准物移动的距离 Rx = 组分移动的距离 溶剂移动的距离 Rf = 薄层扫描仪 快速； 可用腐蚀性试剂显色； 易于制备少量样品。 薄层层析 十六元环大环内酯类抗生素的薄层色谱图 1 :乙酰螺旋霉素;2 :麦迪霉素;3 :麦白霉素; 4 :吉他霉素;5 :乙酰吉他霉素 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 一般所需代谢产物在培养液中的浓度很低，并且稳定性低，而培养液中杂质含量却很高 * 应当注意，凝聚和絮凝是两种方法，两个概念，其具体处理过程也有差别，应该明确区分开来，不可混淆。 * 压滤机 板器 洗布 * * 中性盐对蛋白质的溶解度有显著影响，一般在低盐浓度下随着盐浓度升高，蛋白质的溶解度增加，此称盐溶； 当盐浓度继续升高时，蛋白质的溶解度不同程度下降并先后析出，这种现象称盐析.  * * * * 第十二章 发酵工程下游加工过程简介 一、发酵工程下游加工过程概论 1、发酵工程下游加工过程的特点 1）所需产物在培养液中浓度较低，且稳定性差 2）普遍存在下游工程代价高，回收率较低等问题 发酵液是复杂的多相系统 2、发酵工程下游加工过程的一般程序 成品加工 发酵液的预处理和过滤 提取 精制 采用凝聚和絮凝技术加速固、液分离；如产物在细胞内，还要进行细胞破碎 提取（初步纯化）目的是除去与目标产物性质差异大的杂质 精制（高度纯化）是采用对产品有高度选择性的分离技术，除去与产物化学性质和物理性质相近的杂质 最终获得质量合格的产品 3、主要操作单元： 絮凝 离心 过滤 细胞破碎 萃取 沉淀 层析 结晶 干燥 二、发酵液预处理和过滤 为什么要对发酵液进行预处理？ 预处理的目的是什么？ 发酵液的基本特性 产物浓度低 具有极性 黏度大 表面张力大 性质不稳定 一）发酵液的预处理 1、目的： 发酵液中杂质多且成分复杂，其中对纯化影响最大的是高价无机离子(Ca 2+、Mg 2+、Fe 3+等)和杂蛋白等 改变发酵液的物理性质，加快悬浮液中固形物沉降的速度； 尽可能使产物转入便于以后处理的相中；（一般为液相） 能够除去部分杂质。 2、高价无机离子的去除 镁离子的去除： ? 常用草酸 与钙离子生成草酸钙沉淀 ? 草酸为弱酸，对发酵产物的破坏较小，草酸钙沉淀还能促进蛋白质凝固，有利于提高滤液的过滤速度； ? 草酸的溶解度较小，需大用量时，可用草酸钠取代；草酸价格较高，生产上一般需回收 钙离子的去除： 铁离子的去除： ? 常用三聚磷酸钠 与镁离子形成可溶性络合物 Na5P3O10 + Mg 2+ = MgNa3P3O10 + 2Na+ ?常用黄血盐 与铁离子形成普鲁氏蓝沉淀 3K4Fe(CN)6 + 4Fe 3+ = Fe4[Fe(CN)6]3↓ + 12K+ 3、可溶性杂蛋白的去除 杂蛋白的存在会降低离子交换树脂和大网格树脂的吸附量，如采用溶剂萃取，会发生乳化，影响两相分离。此外，在常规过滤和膜过滤时，还会使滤速下降，使膜受到污染。 1）沉淀法 ? 调等电点 因羧基的电离度比氨基大，所以大多数蛋白质的等电点都在酸性范围(pH4.0-5.5) ? 但仅靠调等电点还不能使大部分蛋白质沉淀 蛋白质是两性物质，在酸性溶液中，能与一些阴离子物质如三氯乙酸盐、水杨酸盐、钨酸盐、苦味酸盐、鞣酸盐和过氯酸盐等形成沉淀；在碱性溶液中，能与一些阳离子如A