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恒鑫牌THI消泡剂

发酵液与生物发酵消泡剂的预处理与过滤

发布时间:2012-09-27 14:56:38

由于发酵代谢产物的多样性和每一种代谢产物性质的多样性,因而提取与精制生物发酵消泡剂与发酵产物的方法也是多种多样的。但是,任何一种提取的方法,都是利用目的物与杂质特性上的差异,采用不同的方法和工艺路线,使目的物与杂质移于不同的相中而得到分离、浓缩及纯化。通常目的物的分子量、结构、极性、两性电解质性质,在各种溶剂中的溶解性、沸点以及对pH、温度和溶剂等化学药物的敏感性等都是决定分离、提取与精制的基本因素。 生物发酵消泡剂及发酵液是否需要预处理和过滤是根据不同的方法需要而定的。一般说,发酵液预处理与过滤的目的主要有三种:其一是除去可溶性杂质。在生物发酵消泡剂及发酵液的杂质中,对提炼影响较大的是可溶性蛋白质、高价金属离子和有机杂质等。如用离子交换法提炼时,蛋白质和高价金属离子的存在会影响树脂的吸附量;用溶媒萃取法提炼时,蛋白质存在会产生乳化,使溶媒相与水相分离困难;用钙盐法提取柠檬酸时,生物发酵消泡剂及发酵液中如有过量草酸存在,则会降低柠檬酸钙盐的纯度;其二是由于发酵液中含残糖,含植物油等消沫剂;或发酵周期过长,菌体自溶或发酵液染噬菌体后,使得核酸、蛋白质及其它粘性有机物质增多,粘性增强,都会给过滤造成困难;其三是有些发酵产物如胞内酶、核酸、蛋白质等是细胞内物质,需要先分离收集菌体细胞,并把细胞破碎后才能进一步提取。 (一)发酵液的预处理 1.蛋白质的沉淀:可用等电点法、热沉淀和盐析法。此外,还有采用加酒精、丙酮等有机溶剂使蛋白质变性沉淀。
  2.高价金属离子的沉淀:如加草酸或磷酸使生成草酸钙或生成磷酸钙、镁沉淀,草酸钙还能促进蛋白质的凝固。铁离子加入黄血盐,形成普鲁士蓝沉淀而除去。
  3.有机杂质的沉淀:生物发酵消泡剂及发酵液中的有机杂酸(如葡萄糖酸、草酸和柠檬酸能与Ca2+,Mn2+和Zn2+等阳离子形成胶凝沉淀而充分清除,同时还能吸附包着大量铁离子、色素等物质)。
  4.细胞破碎:破坏细胞理想的方法是仅仅破坏微生物的细胞壁,而对所需产物无破坏作用。破碎细胞的方法很多,有化学法(碱或去污剂裂解、溶剂浸出法)、酶法、物理法(冷冻与加热交替溶化法、加热裂解法、渗透压破裂法和超声波破裂法)、机械法(振荡摩擦法、磨碎法、格压法)和脱水干燥法(溶剂干燥、气流干燥和冷冻干燥)。
(二)发酵液过滤 发酵液的过滤特性受菌种、培养基成分和发酵状况等多种因素制约。菌种中细菌过滤最难;其次是放线菌。过滤速度还随残糖、消泡油、菌丝自溶、生物发酵消泡剂及发酵液染菌胶粘物质增加而降低。 改善过滤性能的方法是加入一些反应剂或助滤剂。助滤剂是一种不可压缩的多孔微粒,其作用在于形成一层极为微密的滤层,截留悬浮物质,隔离了可压缩的胶体物质与过滤介质的直接接触,保证了过滤作业的顺利进行。工业上使用的助滤剂是硅藻土(硅酸盐粉末)、珍珠岩粉、活性炭、纸浆等。加入反应剂的目的在于它们相互作用或和某些可溶性盐类发生反应生成不溶性沉淀,其沉淀能防止菌丝粘接成块状,沉淀本身也可作助滤剂。例岔口,发酵液中加入磷酸氢二钠和氯化钙,形成磷酸三钙沉淀,这种新生的磷酸钙盐有较大的吸附表面,能将菌体及其它悬浮的粒子相互凝聚而沉降。 本文参考《发酵微生物学》一书。
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