发酵液的预处理主要方法

生物秀论坛： 发酵液预处理的主要方法 1 加水稀释法和加热法加水稀释法能降低液体粘度，但会增加悬浮液的体积，加大后继过程的处理任务。而且，单从过滤操作看，稀释后过滤速率提高的百分比必须大于加水比才能认为有效，即若加水一倍，则稀释后液体的粘度必须下降50％以上才能有效提高过滤速率。加热是发酵液预处理最简单最常用的方法。加热可有效降低液体粘度，提高过滤速率。同时，在适当温度和受热时间下可使蛋白质凝聚，形成较大颗粒的凝聚物，进一步改善了发酵液的过滤特性。对于粘度较高的发酵液，稀释或者加热可以降低发酵液黏度，有利于输送和过滤等后续操作。史鹏等 [2] 的研究比较了热处理和酸处理两种方法对HA 分子量降低的影响。 2 离心法国内在这方面的报道,主要反映了高速离心能耗大、设备昂贵，因而得不到推广应用。国内有些厂家仿效国外的做法,采用高速蝶片式喷嘴离心机分离菌体,虽对谷氨酸菌体的除去有一定效果,但对菌丝较轻细的肌苷菌体至今未取得满意的结果且设备价格昂贵[3]。 3 絮凝和凝聚及混凝方法絮凝预处理能显著加快发酵液中固体颗粒的沉降，提高过滤速度。李凡锋等 [4] 处理 1， 3­丙二醇发酵液后，其中絮凝样的滤饼湿基、干基重量分别比对照样增加了41.13%、 51.88%。江龙法等 [1] 采用壳聚糖作为絮凝剂对 L­ 乳酸发酵液进行预处理,取得了较好的结果。江龙法等[5]用壳聚糖作絮凝剂处理谷氨酸发酵液，经处理后的发酵液菌体减少95%以上,谷氨酸浓度没有降低。周荣清等[6]的研究证明:透明质酸发酵液经絮凝预处理后,不仅可以大大改善发酵液的固液分离效果,同时其滤清液的纯度亦有一定幅度的提高,在超滤过程中污染程度明显减少,渗透通量增加。 4 调节 PH值调节pH值可以改善发酵液吸附性质和使蛋白变性。对于加入离子型絮凝剂的发酵液，调节pH可改变絮凝剂的电离度，从而改变分子链的伸展状态。郝健等 [7] 的研究表明， pH越低，相同操作电压下工作电流越大，脱盐操作时间也越短，发酵液初始pH 调至6 左右为宜。李向平等[8]以壳聚糖为絮凝剂进行了单因素絮凝实验，结果表明pH值和絮凝剂用量对絮凝效果影响很大。 5 加入助滤剂助滤剂是一种不可压缩的多孔微粒，它能使滤饼疏松，吸附胶体，扩大过滤面积，滤速增大。助滤剂的添加可以改善发酵液过滤性质。助滤剂作为胶体粒子的载体，均匀地分布于滤饼层中，相应地改变了滤饼结构，降低了滤饼的可压缩性，也就减小了过滤阻力。王晓静等[9]针对絮凝预处理后过滤速率慢的问题,采用添加助滤剂的方法。以粗、细2 种粒度的硅藻土进行掺浆法实验,即把助滤剂直接投到悬浮液中,目的是增大滤饼的孔隙,使液相能够快速流出。 6 加入反应剂改善过滤性能较好的方法是加入一些反应剂，它们能相互作用，或和某些溶解性盐类发生反应生成不溶解的沉淀。生成的沉淀能防止菌丝体粘结，使菌丝具有块状结构，沉淀本身即可作为助滤剂，并且还能使胶状物和悬浮物凝固。例如发酵液中有不溶解的多糖存在，则最好用酶将它转化为单糖，以提高过滤速度。加入淀粉酶后，能使过滤速度加快。生物秀论坛： 在发酵液中加入某些盐类，可除去高价无机离子。如除去钙离子，可加入草酸钠，生成的草酸钙能促进蛋白质凝固，提高溶液质量。除去镁离子，可加入三聚磷酸钠Na5P3O10，它与镁离子形成不溶性络合物。用磷酸盐处理，也能大大降低钙离子和镁离子的浓度。除去铁离子，可加入黄血盐，使其形成普鲁士蓝沉淀。 7 膜处理膜分离技术是近三十多年来发展起来的高新技术，具有高效、节能、过程简单、容易操作和控制、不污染环境等优点。由于这些优点、使膜分离技术在短短的时间迅速发展起来，已广泛有效地应用于石油化工、生化制药、医疗卫生、冶金、电子、能源、轻工、纺织、食品、环保、航天、海运、人民生活等领域，形成了独立的新兴技术产业。张月萍等 [7，10] 用超滤膜对VB12发酵滤液进行分离,使纯度提高50. 3%,收率提高12. 5%。冯建立等 [11] 采用自制的超滤膜对红霉素发酵液去乳化进行研究, 解决了絮凝法去除蛋白和多糖效果较差的问题, 同时提高了萃取的收率和质量。以上这些方法各有特点，通常是几种方法综合使用，以提高发酵液预处理效率。冯闻铮等 [12] 考察了温度、酸度、絮凝剂和凝聚剂等对过滤速度和滤液效价的影响。实验发现过滤液效价随过滤温度和pH值不同而变化，实验还发现,不同絮凝剂影响滤液效价,以聚丙烯酰胺为最好,外加溶剂也影响滤液效价,乙醇使效价降低,而丙酮和甲醛可使效价升高。