《生物分離提取技術》課件-1第一章緒論

生物提取分離技術

濱州職業(yè)學院生物工程學院課程目錄第一章

緒論第二章發(fā)酵液預處理與固液分離第三章微生物細胞的破碎第四章細胞碎片與包含體的分離第五章

沉淀分離第六章膜分離第七章萃取第八章

色層分離生物提取分離技術

第一章

緒論

本章概要1.1 生物工程的技術體系1.2 生物分離工程的定義1.3 生物分離工程在生物技術中的地位1.4 生物分離過程概述1.5 生物分離工程的發(fā)展方向1.1

生物工程的技術體系生物工程（

Biotechnology）也稱生物技術,是在分子生物學和細胞生物學基礎上發(fā)展起來的一個新的技術領域。傳統(tǒng)生物技術：發(fā)酵工程生化工程生物化學微生物學生物新技術：固定化技術基因重組技術雜交瘤技術動植物細胞培養(yǎng)技術現(xiàn)代生物技術應用領域：生物材料醫(yī)藥、醫(yī)療食品、農業(yè)輕工、化工、冶金環(huán)境保護1.1

生物工程的技術體系（1）基因工程——主要是基因重組技術遺傳物質（基因）↓（剪切、組合、拼接）重新組合↓（載體）轉入微生物或動植物細胞↓（無性繁殖）新基因表達↓改良或創(chuàng)建生物新種1.1

生物工程的技術體系（2）細胞工程——包括細胞水平的遺傳操作技術和動植物細胞、組織培養(yǎng)技術。（3）酶與蛋白質工程——主要包括蛋白質的結構與功能、酶的活性調節(jié)、酶與蛋白質的分子改造與修飾技術，酶的固定化、酶的開發(fā)與應用等。（4）微生物發(fā)酵工程——包括菌種選育、菌體生產、代謝產物的生產、微生物機能的利用等。（5）生化工程——主要包括生物反應器的設計、傳感器的研制與生物反應工程控制、產品分離與精制三部分。各技術體系之間的關系基因工程是主導，發(fā)酵工程是基礎，生化工程是保證改良創(chuàng)建生物新種基因工程微生物或動植物細胞微生物發(fā)酵工程酶工程或蛋白質工程細胞工程細胞工程生化工程產品農業(yè)工業(yè)1.2

生物分離工程的定義（1）從生物產品的生產技術看，指生物產品的下游加工過程（Downstream

processing）微生物發(fā)酵工程——發(fā)酵液酶反應工

程——反應液動植物細胞培養(yǎng)——培養(yǎng)液生物產品分離、精制（2）從生物工程的新技術看，主要指工程菌和動植物細胞產品的分離與純化。（3）從研究對象看，主要指生物大分子產品的分離與純化。1.3

生物分離工程在生物技術中的地位（1）對于生物新產品，分離工程所占成本最大?！鯝類：液體或固體混合物產品。下游加工占總成本10~20%■B類：小分子生物產品、非活性大分子產品和細胞產品（即傳統(tǒng)發(fā)酵工廠產品）。投資占60%左右下游過程成本占30%左右能源消耗占60~80%1.3

生物分離工程在生物技術中的地位■C類：生物活性物質產品。下游過程成本占80~95%生物制品純度越高分子量越大為活性物質下游加工成本越高1.3

生物分離工程在生物技術中的地位（2）分離工程的落后阻礙生物技術的發(fā)展?！鲈S多生物工程上游技術的新成果由于沒有合適的提取與精制方法而不能轉化為生產力?！鲇捎谔崛『途品椒ǖ穆浜?，使某些生物產品收率低、成本高，缺乏竟爭力。1.4

生物產品分離過程概述本門課程解決的問題生物產品生產過程示意圖1.4

生物產品分離過程概述1.4.1

生物分離過程特點：①成分復雜，固液分離困難；②濃度低，分離能耗大；③收率低；④易失活；⑤不穩(wěn)定性。1.4

生物產品分離過程概述1.4.2

分離過程設計基本原則：①時間短——設備生產能力大，傳遞過程快；②溫度低；③pH適宜；④清潔衛(wèi)生。1.4

生物產品分離過程概述1.4.3

基因產品與傳統(tǒng)發(fā)酵產品分離方法比較：①培養(yǎng)基組成更加復雜；（？）②生物大分子產品，其理化性能數(shù)據(jù)缺乏；③多為胞內產品；④存在生物安全（bio-safety）問題?！渡锓蛛x工程》的提出1.4

生物產品分離過程概述1.4.4

生物產品分離過程一般操作流程：1.4

生物產品分離過程概述1.4.4

生物產品分離過程一般操作流程：①培養(yǎng)液預處理與固液分離——過濾、離心、勻漿、研磨、破碎、膜分離（MF）、雙水相萃取等；②初步純化（提?。恋?、吸附、離子交換、膜分離（UF）、萃取等；③高度純化（精制）——沉淀、離子交換、膜分離（UF，NF，RO）、色譜分離、電泳、結晶等 ；④成品加工——濃縮、無菌過濾、干燥、包裝等。1.5

生物分離工程的發(fā)展方向1.5.1新型分離方法的研究與開發(fā)①膜分離技術完善與推廣應用②親和技術③色譜分離技術④吸附技術⑤新型萃取技術⑥復合（集成）分離技術的研究1.5

生物分離工程的發(fā)展方向1.5.2上游技術對下游過程的影響①將胞內產物變?yōu)榘猱a物②選擇便于產品分離的培養(yǎng)基③通過代謝工