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高等教育生化工程产品分离技术绪论会计学第1页/共105页绪 论第一节 概述第二节 生化产品分离技术的一般过程第三节 生化产品分离技术的发展第2页/共105页第一节 概述一、生化分离技术的概念二、生化产品的特点三、生化分离技术的特点四、生化分离技术的重要性第3页/共105页一、生化分离技术的概念 生化分离技术是指从发酵液或酶反应液中，分离纯化生物产品的过程。它是生物技术转化为生产力不可缺少的重要环节，又称为生物技术下游加工技术。第4页/共105页二、生化产品的特点1)、应用面广。 医药卫生、环保、动植物生长调节、食品和试剂等2)、生化产品种类繁多，包括了大、中、小分子量的结构和性质复杂又各异的生物活性物质，生物活性各异。3)、目的产物在初始物料中的含量低。 青霉素（4.2%）、庆大霉素 （0.2%）、干扰素（50ug/ml）。4)、产品价格与产物浓度呈反比:第5页/共105页5)、初始物料成分复杂。除少量产物外，还有大量的细胞及碎片、其他代谢物（几百上千种）、培养基成分、无机盐等。6)、生物活性物质的稳定性低。易变质、易失活、易变性，对温度、pH值、重金属离子、有机溶剂、剪切力、表面张力等非常敏感。7)、产品的质量要求高，尤其是药品等。成品青霉素对其强致敏原 –青霉噻唑蛋白必须控制RIA值（放射免疫测定）小于100（1.5×10-6），蛋白类药物（杂质 2%）、重组胰岛素（Humulin）中杂蛋白小于0.01%。第6页/共105页三、生化分离技术的特点1. 纯化步骤多，操作繁琐，产品收率低、生产成本高。2. 分离纯化的产品通常稳定性差，容易失去生物活性，或被分解、降解。3. 从发酵液中分离产品时，不宜存放太久，应尽快提取。第7页/共105页条件温和，特别对具有生物活性的物质，在后处理过程中必须保持其生物活性；分离纯化技术的选择性好、专一性强，能从复杂的混合物中有效地将目的产物分离出来，以达到较高的分离纯化倍数；目的产物的量和活性具有较高的收率；第8页/共105页四、生化分离技术的重要性1)、生化产品的必经的过程。2)、回收率不高。抗生素(80%左右)，蛋白质(60-90%)。3)、分离纯化昂贵。下游研究费用占整个费用的50%以上；产品的成本构成中分离纯化的成本站全部成本的40-80%; 精细和药用产品的成本比率更高; 大多数酶70%。第9页/共105页4)、基因工程的费用，下游占50-80%。基因工程表达产品成本85-90%；劳动力和物力成本占整个劳动力的70-90%。5)、中药现代化的重要技术平台。农学、分离科学、生化分析、药学等6)、提供产品竞争力的关键技术之一，降低生产成本、提高产品标准。7)、环境污染的治理 。第10页/共105页五、发酵醪(发酵液)的一般特征 利用微生物发酵生产各种发酵产品，由于菌种不同和发酵醪特性不同，其预处理方法和提取、精制方法的选择也有差异。应针对发酵醪的特性来合理选择处理方法，大多数发酵产物存在发酵醪中，也有少数发酵产物存在菌体中，或发酵醪和菌体都 含有，例如四环类抗生素。各种发酵产物无论在发酵醪或是在菌中体现往往浓度较低，并与种种的溶解和悬浮的杂质混在一起，要分离提纯发酵产物，首先要针对发酵醪的特性进行预处理。第11页/共105页发酵醪的特性一般可归纳为：1、发酵醪大部分是水，一般含量达90%-99%.2、发酵醪中发酵产物浓度较低，尽管由于菌种、原料、工艺条件不同，发酵产物于发酵醪中浓度的高低也有差异，但总的来说发酵醪中发酵产物浓度都是比较低的，除了酒精、柠檬酸、葡萄糖酸等发酵产物浓度在10%以上外，其余的都在10%以下，而抗生素的浓度更低，一般在1%以下。 第12页/共105页3、发酵醪中的悬浮固体物主要含有菌体和蛋白质胶状物。由于发酵醪中存在一定数量的菌体和蛋白质胶体物质，不仅使发酵醪粘度增加，不利于过滤，而且增加提取和精制后工序的操作困难，在浓缩过程中变得更粘稠，同时容易产生泡沫。采用溶媒萃取法提炼时，蛋白质的存在夺产生乳化，使溶媒相和水相分层困难；采用离子交换法提炼时，蛋白质的存在也会增加树脂的吸附量，加重树脂的负担第13页/共105页4、发酵醪的残留成分中还含有无机盐类，非蛋白质大分子其降解产物培养基对提取和精制均有一定的影响。5、发酵醪中除了发酵产物外，常有其他少量的代谢产物。发酵过程中除了主代谢产物外，尚伴有一些其他的副代谢产物。这些少量的副产物，有时其结构特性与发酵主产物极为近似，这就会给分离提纯操作带来困难。6、发酵醪中还含有色素、热原质、毒性物质等有机杂质。尽管它们的确切组成还不十分明了，但它们对提炼影响相当大。为了保证发酵产品的质量和卫生标准，应通过预处理将色素、热原质、毒性物质等有机杂质先除去。第14页/共105页六、发酵产物的分类 发酵成熟醪中常含有各种样的杂质