概述

生物发酵提纯就是利用微生物的特定性状和功能，通过现代化工程技术和设备来生产有用物质或将微生物直接用于工业化生产获得目的产物的技术体系。包括发酵和提纯两个工序。提纯是将所需要的产物从发酵液中分离出来的过程，也称后处理。主要包括细胞破碎，分离，醪液输送，过滤除杂，离子交换电渗析，逆渗透，超滤，凝胶过滤（层析），沉淀分离，溶媒萃取，蒸发，结晶，蒸馏，干燥包装等过程和单元操作。

什么是发酵

发酵就是将微生物接种到合适的培养基中，通过控制其生长和代谢环境，来使微生物发挥起独特功能的过程。其主要内容包括菌种的选育，种子的扩大培养，培养基的配制与灭菌，接种及发酵控制等。

发酵的类型

从不同的角度可将发酵分成不同的类型。根据是否需要氧气可分为厌氧发酵（静置发酵）和好氧发酵（通气发酵）；根据发酵培养基的性质可分为固态发酵和液态发酵；根据发酵方式的不同可分为分批发酵、补料分批发酵及连续发酵等。

应用在化妆品方面的生物发酵方式

1、厌氧发酵

适用于厌氧或兼性厌氧微生物的发酵，如丙酮丁醇发酵、酵母菌的酒精发酵、乳酸发酵等。产生丙酮、丁醇的梭状芽孢杆菌（Clostridium）是一种专性厌氧微生物，它的菌体发酵和发酵应在无氧条件下进行。酵母菌是一类兼性厌氧微生物，根据其生理特点，在种子制备时应在搅拌通风的条件下进行以促使其生长繁殖，而酒精发酵则在缺氧条件下进行。乳酸菌大多属耐气性厌氧菌，它们的生长和代谢产物合成与氧的有无关系不大，但为了防止杂菌污染，还是以缺氧环境中发酵为宜。

2、液态发酵

指发酵培养基的状态为液体。绝大多数纯种发酵都为液态发酵，如青霉素发酵。早期的青霉素发酵在液体浅盘上进行，由于该法存在产量低、易污染且劳动强度大等缺点，现已被深层液体通风发酵法取代。

深层液体通风发酵在密闭通风发酵罐中进行，将种子接入灭菌的发酵培养基中，然后在适宜的温度、溶氧下发酵，发酵罐中有蛇管或夹套可以控温，溶解氧的浓度可以通过调节搅拌机转速或通入的无菌空气的风量来控制。

3、分批发酵

指在发酵过程中，除了不断进行通气（好氧发酵）和为调节发酵液的pH而加入酸碱溶液外，与外界没有其它物料交换的一种发酵方式。培养基的量一次性加入，产品一次性收获，广泛采用的一种发酵方式。其优点是：①对温度的要求低，工艺操作简单；②比较容易解决杂菌污染和菌种退化等问题；③对营养物的利用效率较高，产物浓度也比连续发酵要高。缺点是：①人力、物力、动力消耗较大；②生产周期较长，由于分批发酵时菌体有一定的生长规律，都要经历延滞期、对数生长期、稳定期和衰亡期，而且每批发酵都要经菌种扩大发酵、设备冲洗、灭菌等阶段；③生产效率低，生产上常以体积生产率（以每小时每升发酵物中代谢产物的g数来表示）来计算效率，在分批发酵过程中，必须计算全过程的生产率，即时间不仅包括发酵时间，而且也包括放料、洗罐、加料、灭菌等时间。

提纯的步骤

1、发酵液的固液分离

不管所需要的发酵产物是胞外代谢产物，还是胞内物质，甚至是菌体本身，首先都要进行固液分离，从发酵液中将细胞或其他固形物分开。其方法主要有预处理、过滤、离心和沉降。

2、有效成分的提取

（1）、细胞破碎要提取细胞内的酶、多糖和核酸等，必须首先破碎细胞。基因工程产物，大都积累在细胞内，要获得这些产物，也必须先把细胞破碎。