第13章發(fā)酵產(chǎn)物的提取與精制方法

1、第13章發(fā)酵產(chǎn)物的提取與精制方法 第一節(jié) 萃取萃取：利用溶質(zhì)在互不相溶的兩相之間分配系數(shù)的不同而使溶質(zhì)的得到純化或濃縮的方法根據(jù)參與溶質(zhì)分配的兩相不同分類： 液固萃取、溶媒萃取、雙水相萃取、反膠團(tuán)萃取、超臨界萃取一、溶媒萃取法1、溶媒萃取的基本原理 利用該物質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中溶解度的不同，使之從一種溶劑轉(zhuǎn)入另一種溶劑，從而使雜質(zhì)去除萃取效率是以分配定律為基礎(chǔ)的Nernst 分配定律（1891）：在一定溫度下，當(dāng)某一溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中分配達(dá)到平衡時(shí)，則該溶質(zhì)在兩相中的濃度之比為一常數(shù)，稱為分配系數(shù)。 對(duì)萃取操作來講：萃取相和萃余相中溶質(zhì)的濃度之比就是分配系數(shù)；用K表示。 在達(dá)到平衡

2、時(shí)，設(shè)溶質(zhì)在萃取相中濃度為CA ；在萃余相中為CB 。則：2、常用溶媒萃取的工藝（1）單級(jí)提煉法混合器溶劑發(fā)酵液分離器提取液殘余液（2）多次提煉法混合器溶劑發(fā)酵液分離器提取液混合器溶劑分離器提取液混合器分離器提取液殘余液溶劑殘余液殘余液（3）、多級(jí)對(duì)流萃取第一混合器分離器第二混合器分離器第三混合器分離器最后提取液提取液殘余液殘余液最后殘余液提取液溶劑發(fā)酵液一級(jí)二級(jí)三級(jí)A 90%A 70%A 50%3、影響溶媒萃取的主要因素(1)乳化與去乳劑乳化：液體分散在另一不相溶的液體中的分散體系乳濁液的形式：水包油、油包水常用的去乳化的方法：過濾和離心、加熱、稀釋法、加電解質(zhì)、吸附法、頂替法、轉(zhuǎn)型法常用去

3、乳劑：陽離子表面活性劑（溴代十五烷基吡啶） 陰離子表面活性劑（十二烷基硫酸鈉）（2）pH值 紅霉素在pH9.8時(shí)，在乙酸戊酯與水相間的分配系數(shù)等于44.7，而在pH5.5時(shí)，紅霉素在水相與乙酸戊酯間的分配系數(shù)等于14.4。 （3）溫度 （4）鹽析 （5）帶溶劑 帶溶劑是指這樣一種物質(zhì)，能和被萃取物質(zhì)形成復(fù)合物而易溶于溶媒中，形成的復(fù)合物在一定條件下又容易分解 例如：鏈霉素在中性下能與二異辛基磷酸酯結(jié)合，從而在水相萃取到三氯乙烷中，然后在酸性下再萃取到水相二、雙水相萃取1、發(fā)展歷史 始于20 世紀(jì)60年代,從1956 年瑞典倫德大學(xué)Albertsson 發(fā)現(xiàn)雙水相體系 1979 年德國GBF 的

4、Kula 等人將雙水相萃取分離技術(shù)應(yīng)用于生物產(chǎn)品分離 國內(nèi)自20世紀(jì)80 年代起也開展了雙水相萃取技術(shù)研究。2、雙水相的形成 將兩種不同的水溶性聚合物的水溶液混合時(shí)，當(dāng)聚合物濃度達(dá)到一定值，體系會(huì)自然的分成互不相溶的兩相，這就是雙水相體系 形成原因：由于高聚物之間的不相溶性，即高聚物分子的空間阻礙作用，相互無法滲透，不能形成均一相，從而具有分離傾向，在一定條件下即可分為二相。一般認(rèn)為只要兩聚合物水溶液的憎水程度有差異，混合時(shí)就可發(fā)生相分離，且憎水程度相差越大，相分離的傾向也就大。3、常用的雙水相體系 高聚物/高聚物體系：聚乙二醇(簡(jiǎn)稱PEG) / 葡聚糖(簡(jiǎn)稱Dextran) 和PEG/ Dextran 高聚物/無機(jī)鹽體系：硫酸鹽體系。常見的高聚物/ 無機(jī)鹽體系為: PEG/ 硫酸鹽或磷酸鹽體系。4、雙水相相平衡關(guān)系5、影響物質(zhì)分配平衡的因素（1）聚合物及其分子量的影響 不同聚合物的水相系統(tǒng)顯示出不同的疏水性，水溶液中聚合物的疏水性按下列次序遞增: 葡萄糖硫酸鹽 甲基葡萄糖 葡萄糖 羥丙基葡聚糖 甲基纖維素 聚乙烯醇 聚乙二醇P21萃取槽； 2膨脹閥；3分離槽； 4壓縮機(jī)T1T2P2溶質(zhì)13P124T1T2 P1=P21萃取槽； 2加熱器；3分離槽； 4泵；5冷卻器P2T2T15溶質(zhì)(3) 吸附法13P124T1=T2 P1=P21萃取槽； 2吸附劑；3分離槽； 4泵；P2T2T