生化分離工程2 萃取分離-預覽頁
【正文】 ②在疏水性環(huán)境中具有使親水性大分子如蛋白質(zhì)等保持活性的功能。是一種自我組織和排列而成的，并具熱力學穩(wěn)定的有序構造。 2021328 4 反膠團的形成 ? 反膠團的構造 ? 當向水溶劑中加入表面活性劑時，如表面活性劑的濃度超過一定的數(shù)值時，形成 正膠團（ normal micelle） 。 2021328 5 ? 常用的表面活性劑 ? AOT（ Aerosol OT），其化學名稱是琥珀酸二（ 2乙基己基）酯磺酸鈉（ Sodium di2ethylhexylsulfosuccinate），結(jié)構式下 ? CTAB（溴代十六烷基三甲銨）、 TOMAC（氯化三辛基甲銨）、 PTEA（磷脂酰乙醇胺）。 ? 反膠團“水池”中的水與普通水差異大。因為這一部分水被牢固地束縛著，所以粘度很大，流動性很差。這種方法的過程較快并可控制反膠團的平均直徑和含水量。 2021328 9 圖 215 蛋白質(zhì)溶解方式示意圖 2021328 10 反膠團萃取蛋白質(zhì)的基本原理 ? 反膠團萃取是有機相 水相間的分配萃取。 圖 216 反膠團萃取蛋白質(zhì)的示意圖 2021328 11 “ 水殼 ” 模型 （ watershell mode）） ? 蛋白質(zhì)向非極性溶劑中反膠團的納米級水池中的溶解，有圖 217所示的四種可能。因而包括立體性相互作用在內(nèi)，表 511中所有的相互作用關系雖都很重要，但在多數(shù)場合下，是它們之間的復合作用占主導地位。當 pH＜ pI時，即在蛋白質(zhì)帶正電荷的 pH范圍內(nèi)，它們幾乎完全溶入膠團內(nèi)。 ④降低 pH， 正電荷量增加，似乎有利于萃取率的提高。 2021328 17 ⑤ 添加 KCl等無機鹽，萃取率下降（圖 219）。與蛋白質(zhì)溶入與否沒有關系。 2021328 20 ? 疏水性相互作用對蛋白質(zhì)分配特性的影響不大 2021328 21 反膠團萃取過程 ? 多步間歇混合／澄清萃取過程 ? 圖 221是在 pH 9時，核糖核酸酶的溶解率很小，保留在水相而與其他兩種蛋白質(zhì)分離；相分離得到的反膠團相（含細胞色素 C和溶菌酶）與 mol/L的 KCl水溶液接觸后，細胞色素 C被反萃到水相，而溶菌酶的保留在反膠團相。 它是利用 超臨界流體（ supercritical fluid， SCF），即其溫度和壓力略超過或靠近臨界溫度（ Tc）和臨界壓力（ pc），介于氣體和液體之間的流體作為萃取劑，從固體或液體中萃取出某種高沸點或熱敏性成分，以達到分離和提純的目的。超臨界流體萃取的操作需在高壓下運行，但因萃取溶劑是“氣體”，操作中可以方便地改變其壓力和溫度，還可改變超臨界流體的組成，因此能自由地改變它對物質(zhì)的溶解能力。它無毒，無腐蝕性，不可燃燒，純度高且價格低。 2021328 29 ? 將 1≤Tr≤， 1＜ pr＜ 5的區(qū) 域作為 SCCO2 的工作區(qū)。因此，對動物或植物組織中有效成分進行萃取時，具有相當高的質(zhì)量傳遞速率。這使得 SCCO2萃取有可能在相對較短的時間內(nèi)完成。 2021328 34 SCCO2萃取流程 ? SCCO2萃取基本工藝流程 ? 超臨界萃取工藝過程主要由萃取釜和分離釜二部分組成，并適當配合壓縮裝置和熱交換設備所構成。 圖 227 萘在超臨界 CO2 中溶解度等壓線圖 2021328 37 ? 對比等溫、等壓和吸附 3種基本流程的能耗可見，吸附法理論上不需壓縮能耗和熱交換能耗，應是最省能的過程。 ? 通常超臨界 CO2萃取過程大多采用改變壓力的等溫法流程。為此，人們開發(fā)了 SFE與其他分離手段的聯(lián)用工藝技術。 ? 通過這種聯(lián)用技術，可大大提高分離效率，如在魚油精制中，采用該技術可得二十碳五烯酸（ EPA）和二十二碳六烯酸（ DHA）純度達到 90％以上的產(chǎn)品。 ③ 超臨界萃取與色譜分離聯(lián)用 ? 如從向日葵種子中提取維生素 E時同硅膠吸附柱聯(lián)用； ? 從美麗豬屎豆種子中萃取單豬屎豆堿時同離子交換柱聯(lián)用。 ①萃取過程可以連續(xù)操作 ②實現(xiàn)萃取過程和精餾過程一體化，可以連續(xù)獲得高純度和高附加值的產(chǎn)品。 ? 自 1978年德國 HAG公司第一套超臨界 CO2萃取咖啡因工業(yè)化裝置問世以來，世界各國紛紛推出各具特色的實用化裝置，萃取釜規(guī)模從 200L到 7m3不等，主要以食品工業(yè)的應用為主。液體 CO2和 SCCO2抽提的酒花萃取物顏色為微欖綠，在 20～ 25MPa， 40℃ 萃取 4h， 浸膏得率可 14％， α酸提取率近 99%，硬樹脂萃取率僅為 %，而且不萃取農(nóng)藥，芳香成分不氧化。根據(jù)目前的工作， SCCO2作為酶催化反應的介質(zhì)有以下優(yōu)點： 2021328 54 ①脂溶性底物和產(chǎn)物可溶于 SCCO2中，酶蛋白不溶解，有利于三者的分離。 ? 目前研究的有酯化反應、酯水解反應等。 SCCO2的以下一些性質(zhì)有利于細胞破碎： ①在近臨界點， SCCO2的微小壓力變化導致其體積變化很大，其能量變化很大，所以 SCCO2可破壞較厚的細胞壁，如常見的酵母等。
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