《发酵产物后处理》PPT课件

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1、第九章发酵产物后处理（即下游加工）p39-46本章内容：第一节下游加工过程概论第二节发酵液的预处理和固液分离第三节细胞破碎第四节发酵产物的初级纯化第五节发酵产物的精制第六节成品加工第七节发酵废液的排放目的要求了解发酵产物后处理的意义掌握发酵产物后处理的基本过程掌握发酵产物后处理常见处理方法及原理了解发酵工业废液的特点及其处理的方法几个问题：1、发酵产物后处理的重要性2、发酵产物后处理的一般过程3、发酵产物后处理常用的方法第一节下游加工过程概论一、下游工程二、下游加工的目的及研究意义三、下游工程的特点四、下游加工的基本要求五、

2、下游工程加工的基本流程发酵产物的后处理一、下游工程下游工程:从发酵液或培养液中分离、精制有关产品的过程，称为下游工程。（或下游技术、下游加工过程、或生化分离和纯化过程）。它是由一些化学工程的单元操作组成。由于发酵产品种类繁多，性质各异，其单元操作很多，如蒸馏、结晶、吸附等。二、下游加工的目的及研究意义（一）下游加工的目的（二）下游加工的研究意义（一）下游加工的目的目的：发酵液中杂质含量较多，代谢产物的浓度较低，低浓度的发酵产品不能直接作为工业生产的原料或产品。获得合格生化产品，保证发酵产品的质量和卫生标准，并且不浪费其它有用

3、的物质。必需对需要的生化产品进行分离和纯化等下游加工。发酵产物的产量主要取决于发酵工程的上游技术——菌种和发酵，而其质量、收率和成本则决定于下游工程——提取（初步纯化）和精制。（二）研究的意义1、发酵产物后处理关系到发酵工业的经济效益：在发酵产品的生产中，分离和精制过程所需的费用占成本的很大部分。如传统发酵工业（如抗生素、乙醇、柠檬酸），分离和精制部分占整个工厂投资费用的60%，而对重组DNA发酵、精制蛋白的费用可占整个工厂生产费用的89%～90%。因此，下游加工过程的落后有可能会阻碍发酵工业以及酶、动植物细胞工程的发展。2

4、、下游加工过程的先进与否将关系到整个生物技术产业兴衰。发酵产物后处理的研究开发已逐步成为一个新的和重要的科技领域和产业。许多国家都很重视下游加工过程。3、清洁生产与下游加工技术密切相关。随生物技术产业规模的扩大，废水污染问题越来越突出，它与下游加工技术密切相关。三、下游工程的特点（一）发酵液的特点（二）下游工程后处理技术的特点（三）下游工程目的产物的特点（一）发酵液的特点（p40）1、发酵液大部分是水，一般含水量达到90%～99%，发酵产物浓度较低。2、发酵液中的悬浮固形物主要是菌体和蛋白质的胶状物质。3、发酵液中还有培养基

5、的残留成分，如无机盐、蛋白质、其他大分子杂质及其降解产物。4、发酵代谢副产物，特别是与发酵产物的结构相似。5、色素、热源质、毒性物质等有机杂质。（二）下游工程后处理技术的特点（p40）1、下游工程技术难度大因为，目标成分在发酵液中的含量低，但其他成分的含量和数量都大大超过目标成分，极大的增加了分离工作的难度。2、发酵液是复杂的多相体系有机体、菌体、胶体、固体、液体、细胞内、细胞外。在分离中要充分考虑这些因素。3、目标成分的稳定性较差。因此，要在产物后处理中采用较为温和的分离技术措施。4、由于产品纯度要求高，在分离中损失较大

6、，甚至超过20%。所以寻找新的、特异性强的分离技术是下游加工的趋势。（三）下游工程目的产物的特点（p41）1、一般多为有生理活性的有机化合物，这些物质往往不稳定、易变性、易失活。2、相对分子质量较大。3、目的成分在制备液中的浓度很低，但产品要求的纯度却很高（95%以上）。附加值高。4、含有目的产物的生物制剂中亦含有丰富的营养成分，易被微生物污染和分解。5、成分复杂。6、其目的产物往往参与人体机能的精细调节，任何性质和数量的偏差将造成严重影响。四、下游加工的基本要求1、操作简单费用低。2、提取率高，能够达到要求纯度，废液中最

7、终产品含量低。3、不影响产品质量。4、提取所用试剂对设备腐蚀性小。5、产生废物能够处理，对环境污染少。五、下游加工的基本流程（p41～42）发酵液预处理细胞分离细胞破碎细胞碎片分离初步纯化高度纯化成品加工产物后处理方法胞外产物成品加工高度纯化初步纯化细胞碎片分离细胞破碎细胞分离预处理发酵液提取精制离心、萃取、过滤、错流过滤高压匀浆、珠磨、超声、酶解、化学渗透、渗透压冲击沉降、离心分离，过滤、错流过滤加热、调pH、絮凝沉淀、萃取、离子交换吸附、超滤各种层析、电泳措施无菌过滤、超滤、结晶冷冻干燥、喷雾干燥下游加工的单元操作发酵

8、液的预处理和固液分离初步纯化（提取）吸附法离子交换法沉淀法溶剂萃取法双水相萃取法超临界流体萃取超滤法高度纯化（精制）色谱分离结晶成品加工浓缩无菌过滤和去热原干燥第二节发酵液的预处理和固液分离(p41～43)目的:1）分离细胞、菌体和其它悬浮颗粒2）除去部分可溶性杂质3）改变滤液性质总之，