第1章生化分別工程概論

Chapter1OverviewofBioseperationProcess

概論書目1概論2生物技術的總論3生化分別工程在生物技術中的地位4生化分別工程的特點5生化分別工程的原則6生化分別工程的工藝流程7生化分別工程的單元操作匯總8生化分別加工過程的發展趨勢1概論學問點：l

生化分別工程在生物技術中的地位l

傳統生化產品和基因工程產品分別方法的比較l

生化分別工程的特點l

生化分別工程的一般流程和單元操作l

生化分別工程的發展趨勢重點：駕馭生化分別工程的概念、特點及其操作的常規程序

了解生化分別工程的地位及其發展趨勢難點：√不同種類的產品分別純化的一般流程和單元操作conceptionofbiotechnology（1）Biotechnology（2）Bioengineering（3）BiochemicalEngineering（4）Bioprocess

（5）BioseparationEngineeringconceptionofbiotechnologyGenicEngineeringCellEngineeringEnzymeEngineeringFermentationEngineeringProteinEngineeringBiochemicalEngineering自然產物探討研發平臺生物堿產品：有機酸產品:黃酮產品：皂苷產品：活性多糖產品：自然色素產品：現代分別組合技術和集成技術：①“銀杏葉綜合利用技術”項目銀杏葉黃酮銀杏內酯銀杏酸聚戊烯醇②“柚子全組分綜合利用技術”項目③“枇杷全組分綜合利用技術”項目不同蛋白質的溶解度與硫酸銨濃度關系2生物技術的總論

2.1生物技術樹2.2生物技術所涉及的行業種類2.3美國生物技術產品銷售預料2.4美國工業化生物技術探討與發展基金分布圖2.5生物技術的概念2.6生物技術(biotechnology)的定義與分類2.1生物技術樹生物科學與生物技術及其產業的關系生物技術多學科性2.2生物技術所涉及的行業種類2.3美國生物技術產品銷售預料2.4美國工業化生物技術探討與發展基金分布圖2.5生物技術的基本概念

（1）Biotechnology（2）Bioengineering（3）BiochemicalEngineering（4）Bioprocess

（5）BioseparationEngineering2.6生物技術分類

GenicEngineeringCellEngineeringEnzymeEngineeringFermentationEngineeringProteinEngineeringBiochemicalEngineering傳統發酵與現代發酵比較生物技術各分類間關系生物技術發展簡史傳統生物技術4000年前中國、埃及、兩河流域釀酒造醋初期生物技術1680年荷蘭Leenwenhoek顯微鏡1857年法國Pasteur酒精發酵滅菌法1897年德國Buchner酶近代生物技術1943年美英青霉素深層發酵現代生物技術1953年美Watson、英CrickDNA雙螺旋結構3生化分別工程在生物技術中的地位生物技術、生物工程的重要組成生化產品制備的關鍵步驟單位操作同化學工程

3.1生物技術的最新進展

(1)基因工程方面試管嬰兒、細胞融合、蛋白質序列分析，人參培育(2)生物反應器連續式，柱式、固定化酶、固定化細胞反應器(3)發酵技術如：固定化酶、固定化細胞技術

3.2生化分別工程的重要性傳統發酵工業占60%基因產品占80~90%3.3生化分別工程的探討現狀生物領域瓶頸產業化制約技術4生化分別工程的特點系統多相性非牛頓性流體低濃度穩定差生物變異性大5生化分別工程的原則時間短溫度低pH適中（生物物質的穩定性問題）勤洗消毒三廢處理（BOD和COD問題）生物平安問題(對基因工程產品)，防止菌體擴散6生化分別工程的工藝流程7生化分別工程的單元操作匯總離交蒸餾萃取結晶吸附沉淀濃縮干燥膜分別

2.發酵液的預處理和固液分別預處理的目的預處理的方法預處理的設備常用的凝合劑①無機鹽類②金屬無機鹽類③聚合無機鹽類陽離子對負電荷的膠粒凝合實力次序

1.聚丙烯酰胺（Polyacrylamide）衍生物：

2.苯乙烯類衍生物及其無機高分子聚合物絮凝劑3.自然有機高分子絮凝劑

常用絮凝劑的種類懸浮液的分別過程和分類2.細胞裂開技術裂開原理：裂開方法：生產設備：分別方法：各種微生物細胞壁的結構與組成

backback細胞裂開機理圖微生物細胞的裂開技術

細胞裂開主要方法機械法：物理處理法：化學法：酶解法：干燥法：

機械裂開法與非機械法比較裂開技術的將來發展方向①多種裂開方法相結合：②與上游過程相結合：③與下游過程相結合：裂開方法選擇原則(1)僅破壞或裂開存在目標生化物質的位置四周：(2)選擇性溶解目標生化物質：3.沉淀法（蛋白質）

（1）鹽析法（2）等電點沉淀法（3）有機溶劑沉淀法（4）非離子型聚合物沉淀法（5）聚電解質沉淀法（6）金屬離子沉淀法（7）典型實例（扁桃酸脫氫酶、環氧化物水解酶）

4.離子交換法（抗生素）

原理技術要點典型實例（卡那霉素、扁桃酸）5.溶劑萃取法（藥用植物）原理技術要點典型實例（銀杏葉提取物、荷葉堿）6.超濾

原理技術要點典型實例（大豆蛋白、紅曲色素）

濃差極化膜污染7.層析

原理技術要點典型實例（扁桃酸脫氫酶、苦瓜肽）8.結晶

原理技術要點典型實例（卡那霉素、扁桃酸）9.生化分別加工過程的發展趨勢1、膜分別技術的推廣運用2、親和技術的推廣運用3、優質層析介質的探討4、上游技術對生化分別過程的影響5、發酵于提取相結和：生物反應器方面作