第八章發(fā)酵工程下游加工工程(downstreamprocessing)第一節(jié)概述一.重要性1.產(chǎn)品分離純化是最終獲得商業(yè)產(chǎn)品的環(huán)節(jié)2.發(fā)酵液是復(fù)雜的多相系統(tǒng)2.生物產(chǎn)物的特殊特點(diǎn)：濃度、穩(wěn)定性等幾種產(chǎn)品在發(fā)酵液中的濃度產(chǎn)品典型濃度（g/L）抗生素25氨基酸100酒精100有機(jī)酸100酶20蛋白質(zhì)104.投資費(fèi)用高抗生素、乙醇、檸檬酸占60%純化蛋白質(zhì)80~90%5.分離純化技術(shù)落后會(huì)阻礙發(fā)酵工程技術(shù)的發(fā)展二.基本原理根據(jù)混合物中不同組分分配率的差異將其分配于幾個(gè)物相中，如溶劑提取、鹽析、結(jié)晶等或?qū)⒒旌衔镏糜谀骋晃锵嘀校ㄒ合啵垢鹘M分分配于不同區(qū)域，如電泳、超離心、超濾等三.一般程序1.預(yù)處理和固液分離：加速固液相分離2.細(xì)胞破碎分離胞內(nèi)產(chǎn)物3.初步純化（提?。撼ヅc目的產(chǎn)物性質(zhì)差異很大的雜質(zhì)4.高度純化（精致）：除去與產(chǎn)物性質(zhì)相似的雜質(zhì)5.產(chǎn)品加工第二節(jié)發(fā)酵液的預(yù)處理和固液分離一.預(yù)處理分離菌體和其它懸浮顆粒去除部分可溶性雜質(zhì)改變?yōu)V液的性質(zhì)（一）過(guò)濾特性的改變

產(chǎn)物濃度低1~10%懸浮顆粒小液相粘度大性質(zhì)不穩(wěn)定4.加入助濾劑不可壓縮的多孔顆粒硅藻土、纖維素、石棉粉、珍珠粉、白土、炭粒、淀粉等5.加入反應(yīng)劑消除雜質(zhì)對(duì)過(guò)濾的影響新霉素發(fā)酵液中加入氯化鈣和磷酸鈉磷酸鈣：助濾劑，使某些蛋白質(zhì)凝固（二）去除高價(jià)無(wú)機(jī)離子1.Ca2+、Mg2+、Fe2+等影響樹(shù)脂的交換容量2.用草酸去除鈣離子，草酸鈣還能促進(jìn)蛋白質(zhì)凝固3.三聚磷酸鈉與鎂形成可溶性絡(luò)合物Na5P3O10+Mg2+=MgNa3P3O10+2Na+4.黃血鹽與鐵離子形成普魯土鹽沉淀3K4Fe(CN)6+4Fe3+=Fe4[Fe(CN)6]3+12K+4.鹽析親水膠體，加入堿金屬中性鹽，脫水劑5.熱變性一般蛋白質(zhì)在70~80C發(fā)生不可逆變性如鏈霉素發(fā)酵液在pH3.0，加熱到70C保持0.5h后過(guò)濾檸檬酸發(fā)酵液在80C處理6.加入絮凝劑7.吸附作用（三）去除色素及其它物質(zhì)1.色素產(chǎn)生微生物生長(zhǎng)代謝產(chǎn)生，培養(yǎng)基帶來(lái)2.去除方法離子交換劑、離子交換纖維、活性炭等吸附如DEAE-纖維素從含酶溶劑中吸附色素物質(zhì)時(shí)，可同時(shí)去除非活性蛋白質(zhì)二.發(fā)酵液固液分離（一）離心（二）過(guò)濾菌種對(duì)過(guò)濾速度影響很大真菌容易過(guò)濾，放線菌則難培養(yǎng)基組成對(duì)過(guò)濾也有影響2.高壓勻漿法（Highpressurehomogenization）

大規(guī)模細(xì)胞破碎方法高壓勻漿器對(duì)于酵母等難破碎及高濃度細(xì)胞可采用多次循環(huán)方法絲狀真菌、較小的G+菌，含有包含體（Inclusionbody）的基因工程菌不宜用此法3.超聲波破碎（Ultrasonication）桿菌比球菌容易破碎G-比G+容易破碎酵母菌不易破碎實(shí)驗(yàn)室較常用的方法，樣品溫度？？4.酶溶法（Enzymaticlysis）lysozymeproteasecellulasezymolyase

價(jià)格高，通用性差，產(chǎn)物抑制的存在自溶法（Autolysis）5.化學(xué)滲透法（chemicalpermeation）改變細(xì)胞壁或細(xì)胞膜的通透性TritonX-100：結(jié)合、溶解磷脂，破壞膜脂