微生物或動(dòng)植物細(xì)胞在合適的培養(yǎng)基、PH值、溫度和通氣(或厭氣)等發(fā)酵條件下進(jìn)行生長(zhǎng)和合成生物活性物質(zhì),在其發(fā)酵液中包含了菌(細(xì)胞)體、胞內(nèi)外代謝產(chǎn)物、胞內(nèi)的細(xì)胞物質(zhì)和剩余的培養(yǎng)基殘分等,不管人們所需要的產(chǎn)物是胞內(nèi)還是胞外的,都要首*行發(fā)酵液的預(yù)處理和固液分離開,才能進(jìn)行后續(xù)操作。
1、發(fā)酵液的預(yù)處理:
(1)發(fā)酵液的基本特性:
1)發(fā)酵產(chǎn)物濃度較低,大多為1%~10%。
2)懸浮物顆粒小,細(xì)胞的相對(duì)密度與培養(yǎng)液相似。
3)可壓縮。
4)液體粘度大,大多為非牛頓流體。
5)懸浮狀態(tài)穩(wěn)定。
(2)發(fā)酵液預(yù)處理的必要性:
由于所需要的產(chǎn)物在發(fā)酵液和菌體中濃度很低,并與許多雜質(zhì)夾雜在一起,發(fā)酵液或生物溶液屬于非牛頓流體,所以必須進(jìn)行預(yù)處理。
(3)發(fā)酵液預(yù)處理的目的:
1)改變發(fā)酵液的物理性質(zhì),促進(jìn)從懸浮液中分離固形物的速度,提高固液分離效率。
2)盡可能使產(chǎn)物轉(zhuǎn)入便于后處理的一相中(多數(shù)是液相)。
3)去除發(fā)酵液中的部分雜質(zhì),以利于后續(xù)操作。
(4)發(fā)酵液預(yù)處理的方法:
1)凝聚和絮凝。
2)加熱。
3)調(diào)節(jié)懸浮液PH值。
4)去除雜蛋白質(zhì)。
5)去除高價(jià)無(wú)機(jī)離子。
6)加入助濾劑和反應(yīng)劑。
2、發(fā)酵液的固液分離:
(1)發(fā)酵液固液分離的目的:
1)收集胞內(nèi)產(chǎn)物的細(xì)胞或菌體,分離除去液相。
2)收集含生化物質(zhì)的液相,分離除去固體懸浮物,如細(xì)胞、菌體、細(xì)胞碎片、蛋白質(zhì)的沉淀物和它們的絮凝體等。
(2)影響發(fā)酵液固液分離的因素:
1)發(fā)酵液中懸浮物顆粒的大小。
2)發(fā)酵液的粘度。
(3)常見的固液分離方法:
1)離心沉降。
2)過(guò)濾。
3)膜分離。
4)雙水相萃取。
5)擴(kuò)張床吸附。