食品生物技术导论第八章分析

第一节固液分离和细胞破碎固液分离离心分离高速冷冻离心机转速<10

000r/min,低速离心机100

000r/min>转速>10

000r/min，高速离心机转速>100

000r/min，超速离心机12/6/2020低温离心机的转子1.1.2碟式离心机可连续和分批操作连续操作时，固相部分含水量高半连续操作时，出渣和清洗困难1.1.3倾析式离心机连续操作，特别适合固形物较多的悬浮液的分离；液相澄清度差。判断题：倾析式离心机属于间歇式操作离心机（

）高速冷冻离心机是发酵工业最广泛应用的离心机（

）填空题：碟式离心机和倾析式离心机是发酵工业最广泛采用的离心设备。过滤分离压力过滤设备特点：过滤面积大；能承受的压力高；固相含水量低；劳动强度大；不能连续操作。简答题：简述板框过滤机的特点？2.2真空过滤设备特点：可连续操作；处理能力强；自动化程度高；不适合高黏度、高细胞密度发酵液的过滤。2.3错流过滤设备特点：采用高分子材料作为过滤介质；靠剪切力自动除渣；无需手动除渣或除渣设备；可连续操作；可导致蛋白质物质失去生物活性。细胞破碎机械破碎法珠磨法破碎的动力来自玻璃珠和石英砂对细胞的冲击作用。特点：破碎效率高；可连续生产；温度升高快，需要冷却装置；1.2.1.2高压匀浆法破碎的动力来自细胞对匀浆阀的撞击作用；细胞的动能来自于高压泵的静压能；特点：可连续操作，破碎率比球磨法低。1.2.1.3超声波破碎法破碎的动力来自于空穴压力对细胞的冲击作用；特点：对革兰氏阳性菌破碎程度有限；破碎过程产热量高，可导致活性蛋白物质失去活性。1.2.1.4酶溶法溶菌酶：作用于细菌葡聚糖酶：作用于酵母菌壳聚糖酶：作用于霉菌该方法成本高，仅仅在实验室水平上应用。1.2.1.5

化学渗透法作用机制：通过改变或破坏细胞膜的透性是细胞内的物质释放出来。常用试剂：Triton

X-100、SDS、EDTATritonX-100和SDS属于表面活性剂，能溶解磷脂，破坏细菌内膜的磷脂双分子层，从而导致细胞内物质的泄露。EDTA能螯合Ca2+和Mg2+，导致革兰氏阴性菌外膜大量脂多糖脱落，形成了空

穴，这导致内膜的磷脂向外膜转移，来填补空洞。这使细胞内膜透性增强，导致一些细胞内物质的外泄。优点：对产物的释放具有一定的选择性，多肽和小分子酶可以通过，核酸等大分子物质停留在细胞内。缺点：时间长，效率低，细胞内物质释放率低于50%。填空题细胞破碎方法有机械和非机械法。机械法包括球磨法、高压匀浆法、超声波法等，非机械法包括酶溶法和化学

透法等。化学

透法常用的化学试剂有TritonX-100、SDS、EDTA等。判断题溶菌酶可用于细菌和酵母菌的破壁处理（

）第二节初步纯化萃取有机溶剂萃取一般用非极性溶解对目标物进行提取；能电离的物质需要调节发酵液的pH，以使其转化为分子态形式（非极性）；增加盐含量能够降低目标物在水相中的溶解度，促进其有机相中转移。1.2双水相萃取当两种聚合物、一种聚合物与一种亲液盐在适当的浓度下混合在一起时形成的两相称为双水相。常用的双水相体系有聚乙二醇/葡聚糖、聚乙二醇/硫酸盐、聚乙二醇/磷酸盐。双水相萃取主要用于蛋白类和核苷酸类物质的提取。优点：蛋白类物质不容易失活。1.3反胶束萃取常用的有机溶剂：辛烷、异辛烷、庚烷、环己烷、苯常用的表面活性剂有：丁二酸-2乙基己基磺酸钠(AOT)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、三辛基甲基氯化铵(TOMAC)、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺。判断题在反胶束萃取过程中所使用的表面活性剂属于非离子型表明活性剂（

）在反胶束萃取过程中，如果所使用的表面活性剂为阴离子型表面活性剂，则应该将发酵液的pH值校正至蛋白质的等电点以上（

）吸附普通吸附剂吸附常用的普通吸附剂有活性炭和硅藻土等。活性炭是含碳材料在高温下经碳化和活化形成的；活化是碳化材料在高温下与水蒸气或二氧化碳反应形成的；活性炭对含有极性基团物质的吸附能力较强；硅藻土是由古代硅藻的遗骸所组成。其化学成分以SiO2为主，其是白土的主要成分，化学性质稳定，主要用于液相物质的脱色和脱异味。离子交换吸附什么是离子交换（名词解释）借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换，以达到提取或去除溶液中某些离子的目的，是一种属于传质分离过程的单元操作。离子交换的应用从发酵液中纯化有机酸；从发酵液中纯化抗生素；从发酵液中去除杂质。离子交换的种类阳离子交换树脂：包含磺酸根的苯乙烯制成的阳离子交换树脂；阴离子交换树脂：包含季铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂。12/6/2020离子交换设备（上）及离子交换树脂（右下）沉淀盐析什么是盐析（名词解释）向蛋白质溶液中加入大量中性盐后，使蛋白质脱去水化层而聚集沉淀的现象称为盐析。盐析的特点不引起蛋白质变性。当盐除去后，沉淀的蛋白可复溶。12/6/2020+++++++-----+---蛋白质胶体颗粒的沉淀（沉淀）（疏水胶体）（疏水胶体）3.2有机溶剂沉淀法一些亲水性有机溶剂能够破坏蛋白质胶粒上的水化层，从而导致蛋白质分子相互聚集而沉淀下来。常用的有机溶剂：乙醇、丙酮。乙醇用量大，且容易导致蛋白变性；丙酮用量少，不容易导致蛋白变性。膜分离透析:截留分子量1

000-100

000微滤:20-1000

nm超滤:2-20

nm纳滤:1-2

nm反

透:0.1-1

nm12/6/2020透析原理示意图12/6/2020第三节精细纯化凝胶层析葡聚糖凝胶层析主要用于蛋白质和多糖的纯化，以及成品中热源的去除；对蛋白质的分离范围200-800

000

Da，多多糖的分离范围700-200

000；使用pH范围2-9。使用后的凝胶，如短期不用，应加入0.02%的叠氮化钠，防止霉菌生长。使用后的凝胶，如长期不用，用梯度敬酒浸泡，最高至95%酒精，然后烘干。1.2琼脂糖凝胶层析主要用于蛋白质的纯化；对蛋白质的分离范围10