細胞破碎
應用介紹
細胞破碎
利用大腸桿菌、酵母等菌種進行發酵，然后經過破壁后提取細胞內酶、蛋白質等活性的產物是生物工程中的重要技術。而這些工藝中很重要的一步就是細胞破碎。
保持細胞活性
保持細胞活性的重要參數是溫度和時間，物料在高壓均質閥內部的約0.01秒的瞬間，在高壓的作用下溫度會上升到大約10～15℃。
通過均質閥后在經過換熱器的作用下，溫度在2~3秒作用會迅速下降，所以物料在溫度相對較高的條件下僅僅維持多3秒鐘。
細菌
幾乎所有細菌的細胞壁都是由肽聚糖（peptidoglycan）組成，它是難溶性的聚糖鏈（glycan chain），借助短肽交聯而成的網狀結構，包圍在細胞周圍，使細胞具有一定的形狀和強度。短肽一般由四或五個胺基酸組成，如L-丙氨醯-D-谷氨醯-L-賴氨醯-D-丙氨酸。而且短肽中常有D-胺基酸與二氨基庚二酸存在。 破碎細菌的主要阻力是來自于肽聚糖的網狀結構，其網結構的致密程度和強度取決于聚糖鏈上所存在的肽鍵的數量和其交聯的程度，如果交聯程度大。
酵母菌
酵母細胞壁的里層是由葡聚糖的細纖維組成，它構成了細胞壁的剛性骨架，使細胞具有一定的形狀，覆蓋在細纖維上面的是一層糖蛋白，外層是甘露聚糖，由1,6一磷酸二酯鍵共價連接，形成網狀結構。在該層的內部，有甘露聚糖-酶的復合物，它可以共價連接到網狀結構上，也可以不連接。與細菌細胞壁一樣，破碎酵母細胞壁的阻力主要決定于壁結構交聯的緊密程度和它的厚度。
真菌
霉菌的細胞壁主要存在三種聚合物，葡聚糖（主要以β-1,3糖苷鍵連接，某些以β-1,6糖苷鍵連接），幾丁質（以微纖維狀態存在）以及糖蛋白。外層是α-和β-葡聚糖的混合物，第2層是糖蛋白的網狀結構，葡聚糖與糖蛋白結合起來，第3層主要是蛋白質，內層主要是幾丁質，幾丁質的微纖維嵌入蛋白質結構中。與酵母和細菌的細胞壁一樣，真菌細胞壁的強度和聚合物的網狀結構有關，不僅如此，它還含有幾丁質或纖維素的纖維狀結構，所以強度有所提高。
植物細胞
對于已生長結束的植物細胞壁可分為初生壁和次生壁兩部分。 初生壁是細胞生長期形成的。 次生壁是細胞停止生長后，在初生壁內部形成的結構。 較流行的初生細胞壁結構是由Lampert等人提出的“經緯”模型，依據這一模型，纖維素的微纖絲以平行于細胞壁平面的方向一層一層敷著在上面，同一層次上的微纖絲平行排列，而不同層次上則排列方向不同，互成一定角度，形成獨立的網路，構成了細胞壁的“經”，模型中的“緯”是結構蛋白（富含羥脯氨酸的蛋白），它由細胞質分泌，垂直于細胞壁平面排列，并由異二酪氨酸交聯成結構蛋白網，徑向的微纖絲網和緯向的結構蛋白網之間又相互交聯，構成更復雜的網路系統。半纖維素和果膠等膠體則填充在網路之中，從而使整個細胞壁既具有剛性又具有彈性。 在次生壁中，纖維素和半纖維素含量比初生壁增加很多，纖維素的微纖絲排列得更緊密和有規則。因此次生壁的形成提高了細胞壁的堅硬性，使植物細胞具有很高的機械強度。
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