生物分离技术

生物分离技术黑龙江生物科技职业学院生物制药技术专业第一章绪论学习重点：•生物分离技术的基本含义•生物分离的基本原理•生物分离的一般工艺过程•生物分离技术的特点及作用第一节概述一、生物分离技术的基本含义1、定义生物分离技术是指从动植物与微生物的有机体或器官、生物工程产物（发酵液、培养液）及其生物化学产品中提取、分离、纯化有用物质的技术过程。也称生物工程下游技术。实质：是研究如何从混合物中把一种或几种物质分离出来的科学技术。2、生物分离技术的主要内容（1）包括离心分离、过滤分离、泡沫分离、萃取分离、沉淀（析）分离、膜分离、层析（色谱）分离、电泳分离技术以及产品的浓缩、结晶、干燥等技术。（2）每一种分离技术根据操作形式或分离机理的不同，又可以分为若干分离方法。3、被分离的对象•可以是动植物与微生物原料，也可以是反应产物、中间产物或废物料；•可以是小分子，也可以是大分子；•可以是具有生物活性的物质（如酶类），也可以是不具有生物活性的物质。二、生物分离的基本原理•生物分离的原理有很多，主要是依据离心力、分子大小（筛分）、浓度差、压力差、电荷效应、吸附作用、静电作用、亲和作用、疏水作用、溶解度、平衡分离等原理对原料或产物进行分离、纯化。三、生物分离技术的发展历史•产业部门利用生物分离技术至今已有几百年的历史。•从鲜花与香草中提取天然香料•从牛奶中提取奶酪•发酵制酒精以及有机酸分离提取•大规模深层发酵生产抗菌素•基因工程菌生产人造胰岛素，人与动物疫苗等第二节生物分离的过程与特点一、生物分离的基本过程发酵液（培养液）预处理固-液分离细胞破碎固-液分离动植物原料细胞破碎萃取与预处理初步纯化精制成品加工固-液分离固-液分离沉淀分离静态吸附静态离子交换萃取分离膜分离吸附层析离子交换层析凝胶层析亲和层析疏水层析高效液相色谱脱盐、浓缩结晶、干燥二、生物分离技术的特点•需要实现目标产物的快速分离纯化。•需要对原料液进行高度浓缩。•需要借助新型的分离技术。•需要除去有害人类健康的物质。•需要采用利于保持目标产物产品质量的操作条件。第三节生物分离方法的选择与评价一、生物分离方法的选择1、对于一个未知化学结构和性质的组分的分离制备设计，大致可按以下六个基本步骤进行：•查找与待分离组分相关的基础性研究资料，建立相应的分析鉴定方法；•开展制备物的理化性质稳定性的预备试验；•开展材料处理及抽提方法的选择试验；•进行分离纯化方法、程序的摸索及其分离效果的评价；•进行产物均一性的测定；•进行中间试验和工业生产应用的放大设计，确定最佳的分离方法。2、分离纯化方法的选择•提取是分离纯化目的物的第一步所选用的溶剂应对目的物具有最大溶解度•分离纯化是生化制备的核心操作早期分离方法的选择原则是从低分辨能力到高分辨能力各种分离方法要交叉使用二、生物分离技术的评价•分离效率及其选择性•产品质量•产品安全•生产工艺•生产成本第四节生物分离技术的作用与发展趋向一、生物分离技术的重要作用•生物分离技术是开展食品精深加工，生产高价值加工品的必备技术。•生物分离技术是开展生物制药或生化产品制备的必备技术。•生物分离技术是食品分析与检测的重要手段或前期的手段。•生物分离技术是食品生物技术中必不可少的重要组成部分和极为重要的过程环节。•生物分离技术是开展生物活性物质研究的必要手段。二、生物分离技术的发展趋向•生物分离技术取得了长足的进展•新型分离技术的研究和开发已有较大进展产品生产所依赖的生物技术果胶的提取乙醇沉淀分离技术酪蛋白的提取等电点沉淀分离技术酶制剂（菠萝蛋白酶、溶菌酶、果胶酶等）的提取离心分离、沉淀分离、膜分离、吸附层析、离子交换层析色素、黄酮、活性多糖低聚糖的提取萃取分离、沉淀分离、吸附层析、离子交换层析茶多酚的提取萃取分离、沉淀分离、离子交换层析表1一些新型食品和添加剂生产所依赖的生物技术