二、固液分离的要求
滤液澄清—便于后续处理 速度快－多数抗生素不稳定
三、影响固液分离的因素
固液分离速度通常与粘度成反比，粘度越大， 固液分离越困难。
１、微生物的种类： ①真菌：比较粗大,易过滤分离,通常不需特殊处理 ②放线菌:细而分枝(1um),较黏,较难.需处理—加 助滤剂或蛋白絮凝剂 ③细菌:体积细小,过滤最难,可考虑离心
过滤除去
２.可溶性：Pr. aa. 金属离子等 萃取，分离，离子交换
第二节 发酵液预处理的方法
一、发酵液预处理的目的 １、固液分离：分离菌丝体、未用完培养基及其它
代谢产物等，尽可能使发酵产物转入后续工序处 理的相中（多为液相） ２、能够除去部分杂质：主要去除蛋白质和金属离 子，减少后续处理的负荷。
Mg2+： 草酸、 磷酸盐（在碱性条件下，生成磷酸镁盐沉
淀）、三聚磷酸钠。
Fe3+： 加入黄血盐，形成普鲁士蓝沉淀。
第三节 发酵液的液固分离
一、固液分离的目的
收集胞内产物的细胞或菌体，分离除去液相 （胞内抗生素）
收集含生化物质的液相，分离除去固体悬浮物 如，细胞、菌体、细胞碎片、蛋白质的沉淀物 和它们的絮凝体等。 （胞外抗生素）
2. 变性沉淀（凝固）：
①加热，但多数抗生素不耐热，只适用于热稳定
抗生素。如：灰黄霉素
②加酒精、丙酮等有机溶剂或表面活性剂等
3．加沉淀剂沉淀： 对酸性发酵液：可加阴离子，如三氯乙酸，
鞣酸等
对碱性发酵液：可加阳离子，如Ag+、 Cu2+、Zn2+等
4．加入凝聚剂（金属盐） 凝集剂的作用：粒子表面电荷中和；消除
3）错流过滤： 又称切向流过滤（Cross-Flow Filtration） 传统过滤时过滤液体垂直于过滤介质，过滤阻
力主要来之滤饼。错流过滤打破了传统过滤的 机制，即液体的流向和滤膜相切。 在压力推动下，悬浮液以高速在管状滤膜的内 壁作切向流动，利用流动的剪切作用将过滤介 质表面的固体（滤饼）移走，而附着在滤膜上 的滤饼很薄，因而能在长时间内保持稳定不变 的过滤速度
1）常规过滤： 料液流动方向与过滤介质垂直。通常适于过滤直
径较大的悬浮粒子。如放线菌、霉菌发酵液。 对细小菌体或黏度较大的发酵液，需使用助滤剂。
2）滤饼过滤： 当悬浮液通过滤布时，固体颗粒被滤布阻拦而逐
渐形成滤饼（滤渣）。
在滤饼过滤中，当滤饼至一定厚度时即起主要的 过滤作用
适合于固体含量大于0.1%的悬浮液的过滤分离。
２、菌体细胞:通常细胞破碎或细胞自溶后粘度增大。 因此细胞破碎的程度应控制，发酵放罐时间要适宜。
3、培养基成分：如用黄豆粉、花生粉作氮源，淀粉作 碳源，粘度都会升高。
四、固液分离常用方法：过滤和离心
过滤：悬浮液通过过滤介质时固态颗粒与溶 液分离。分为澄清过滤和滤饼过滤。
离心分离：在离心力场的作用下，将悬浮 液中的固相与液相加以分离，多用于颗粒 较小的悬浮液和乳浊液的分离。
二、发酵液预处理的要求
1、菌体分离 发酵液中除发酵产物外，还含有大量的菌体， 为方便提取和精制，首先要将菌体与发酵液分 离。
为保证离心和过滤顺利进行，要正确控制发 酵终点。否则对目标物的回收均不利。
２、蛋白质的去除
发酵液中去除菌体和固体悬浮物后，一些 可溶性蛋白质仍留在滤液中，需设法去除。
除去蛋白质的滤液要保证在一定的pH 范围 内不发生混浊，否则影响溶媒提取和离子交换 提取。
粒子表面稳定的双电荷层；使胶体粒子的 排斥电位降低而发生聚沉。
金属盐特别是重金属盐较常用。如，硫酸 铝、三氯化铁等
5．加入絮凝剂
絮凝是指某些高分子絮凝剂能在悬浮 粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成 粗大絮凝团的过程。
近 荷密度高。
６、调整适当pH值和温度 避免引起产物的破坏和损失。多数抗生素
不耐热，对pH值要求高。
三、蛋白质的预处理（除杂蛋白）
1．等电点沉淀 2. 变性沉淀 3．加各种沉淀剂沉淀 4．加入凝聚剂（金属盐） 5．加入絮凝剂
1．等电点沉淀
调Ph到等电点，杂蛋白的净电荷为零，溶解 度最小，沉淀析出。
多数抗生素发酵液的等电点4.0-5.5之间， 一般加酸调。如：硫酸、盐酸、磷酸等。
３、重金属离子的去除
重金属离子的存在，会影响提取和精制， 同时会影响发酵产物的质量和回收率，故必须 除去。
４、色素、热原质、毒性物质的去除
针对药用发酵产品尤为重要。尤其是针剂。
５、改变发酵液性质，以利于提取和精制后续 工序的操作顺利进行 如，当发酵终了时，发酵产物可能在发酵 液中，也可以在菌体内部或两相同时存在。 常采用调节pH、酸性或碱性的方法使发酵产 物转入后续处理的相中。
（一）过滤：
在某一支撑物上放过滤介质，注入含固体 颗粒的溶液，使液体通过，固体颗粒留下。
过滤介质filter medium:过滤采用的多孔物质； 滤浆filter pulp: 所处理的悬浮液； 滤液filtrate: 通过多孔通道的液体； 滤饼或滤渣 filter cake:被截留的固体物质。
1、过滤分类
２.细胞内：积累于菌丝体内，且水 溶性小（少数）
①加酸、碱等使其转入细胞外 胞内抗生素：
②过滤→ 滤饼→提取
二、抗生素的稳定性
抗生素需在适宜的温度、pH值、压力等 条件下才稳定。提取、分离等过程应提供适 宜的条件。
eg.青霉素 pH值4.8-5.2，低温条件下 才稳定
三、发酵液中的杂质
较多包括： １.不溶性：菌丝体、剩余培养基等
第六章 发酵液的预处理及 固液分离
四川理工 生药2011
抗生素下游加工的一般过程
1、发酵液的预处理和固液分离 2、提取：沉淀、吸附、萃取 3、分离（精制：层析、离子交换） 4、最后纯化（成品加工：浓缩、结晶、干燥）
第一节 发酵液的性质
一、抗生素在发酵液中的存在部位
存在部位
１.细胞外：产生后被分泌到细胞外 （多数）
5．加入絮凝剂
絮凝是指某些高分子絮凝剂能在悬浮 粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成 粗大絮凝团的过程。
近年较常用。如，壳聚糖、海藻酸钠、 明胶的等（带有氨基、羧酸基等，电 荷密度高。
四、高价金属离子的去除 Ca2+： 加入草酸钠或草酸，生成的草酸钙沉淀还能促使
杂蛋白质凝固，提高滤速和滤液质量。