反相微膠團萃取技術(shù)(編輯修改稿)
2025-06-17 20:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 白質(zhì)表面電荷與反膠束內(nèi)表面電荷間的靜電作用和增加反膠束大小的表面活性劑 。 2） 還應考慮形成反膠束及使反膠束變大 (由于蛋白質(zhì)的進入 )所需的能量的大小 、 反膠束內(nèi)表面的電荷密度等因素 ， 這些都會對萃取產(chǎn)生影響 。 目前研究中常用的 AOT反膠束體系和其他體系有許多不足 ，如不能用于分子量較大的蛋白質(zhì)的萃取和往往在兩相界面上形成不溶性的膜狀物等等 ， 為克服這些不足 ,可通過在單一表面活性劑中加入具有親和作用的生物表面活性劑或另一種非離子型表面活性劑的方法來改善萃取性能 。 增大表面活性劑的濃度可增加反膠束的數(shù)量 ， 從而增大對蛋白質(zhì)的溶解能力 。 但表面活性劑濃度過高時 ，有可能在溶液中形成比較復雜的聚集體 ， 同時會增加反萃取過程的難度 。 因此 ， 應選擇蛋白質(zhì)萃取率最大時的表面活性劑濃度為最佳濃度 。 總結(jié)反膠束體系對核糖核酸酶 a與伴刀豆球蛋白進行萃取的結(jié)果 ， 得到了分配系數(shù) K同表面活性劑濃度 [S]以及 pH值的關(guān)系式： 1nK＝ A十 B*pH十 (C十 D*pH)ln[S] 式中系數(shù) A、 B、 C、 D取決于蛋白質(zhì)的性質(zhì) ， 可通過實驗測定 。 陽離子的種類對萃取率的影響主要體現(xiàn)在改變反膠束內(nèi)表面的電荷密度上。通常反膠束中表面活性劑的極性基團不是完全電離的，有很大一部分陽離子仍在膠團的內(nèi)表面上 (相反離子締合 )。極性基團的電離程度愈大，反膠束內(nèi)表面的電荷密度愈大，產(chǎn)生的反膠束也愈大。 6. 影響反膠束結(jié)構(gòu)的其他因素 1） 有機溶劑的影響 :有機溶劑的種類影響反膠束的大小 ， 從而影響水增溶的能力 ， 所以可以利用因溶劑作用引起的不同膠束結(jié)構(gòu)實現(xiàn)選擇性增溶生物分子的目的 ， 如 α 胰凝乳蛋白酶隨溶劑的不同在反膠束中增溶的比率會出現(xiàn)顯著的差別 。 2） 助表面活性劑的影響 :當使用陽離子表面活性劑時 ，引入助表面活性劑 ， 能夠增進有機相的溶解容量 ， 這多半是由于膠束尺寸增加而產(chǎn)生的 。 3） 溫度的影響 :溫度的變化對反膠束系統(tǒng)中的物理化學性質(zhì)有激烈的影響 ， 增加溫度能夠增加蛋白質(zhì)在有機相的溶解度 ， 例如增加溫度可使 α 胰凝乳蛋白酶進入 NH4氯仿相并在轉(zhuǎn)移率上分別增加 50％ 。 4） 蛋白質(zhì)分子量的影響：當?shù)鞍踪|(zhì)分子量大于 30000時 ，最大萃取率低于 60%， 萃取效果明顯下降 。 因此 ， 如何使反相微膠團變得足夠大 ， 使其能包裹住蛋白質(zhì) ， 是反相微膠團萃取中需要解決的一個重要課題 。 四、反膠束萃取技術(shù)在食品科學上的研究 1 酶學研究中的應用 ? 在生物催化體系中 ， 酶的活性與穩(wěn)定性是實現(xiàn)酶催化反應并獲得高產(chǎn)率生成物的重要條件 。 酶的活性與穩(wěn)定性受到諸如底物種類 、 底物濃度 、 酶濃度 、 pH、 溫度 、 金屬離子 、緩沖液種類以及濃度等因素的影響 。 影響的結(jié)果可使酶活力大幅度升高或失去活性 。 這是酶的本質(zhì)與作用特點所決定的 。 利用反膠束就可以解決這個問題 ， 反膠束體系是光學透明的熱力學穩(wěn)定的體系 ， 可以很好地模擬酶的天然環(huán)境 ， 并有利于用光學方法如圓二色柱 、 熒光發(fā)散 、 紫外色譜跟蹤酶反應進程 。 因此 ， 很多科學家以反膠束體系來模擬生物膜酶的作用機理及構(gòu)象變化 ， 導致反膠束體系中酶系統(tǒng)的應用越來越廣 。 ? 已報道有 50多種酶的反膠束體系中具催化活性 。反膠束體系中核心水團分為自由水和結(jié)合水 。 W0較小時 ， 核心水團主要是結(jié)合水 ； 隨 W0增大 ， 自由水逐漸增加 。 核心環(huán)境逐漸接近水溶液 。 酶分子與表面活性劑間作用取決于酶分子與反膠束性質(zhì) ，酶活性主要取決于核心水團大小 ， 表面活性劑性質(zhì) ，反膠束濃度 。 ? Karpe 等用 AOT/異辛烷體系研究了 α凝乳蛋白酶的超活性 ， 認為酶超活性是由于： ① “水池 ” 中底物濃度高于水相中底物濃度； ② 帶負電的底物與帶負電的表面活性劑表面產(chǎn)生斥力作用于酶 ， 使酶活性增大 。 ? 輔酶再生：氧化還原酶催化反應中 ， 輔酶再生是決定反應過程經(jīng)濟性的關(guān)鍵因素 。PileniM等研究反膠束體系中輔酶 NADH的再生 。 氫的氧化與脂酰氨酶催化 NAD+還原結(jié)合 ， 再生的 NADH輔酶可以被氧化還原酶利用 。 2 在油脂的水解和合成中的應用 ? 眾所周知 ,脂肪酶能催化具有工業(yè)價值的反應，如低級、高級脂肪間的轉(zhuǎn)化，但脂肪酶僅能催化油水界面上的脂肪分子，對純樣脂肪體系無能為力。據(jù)此，科學家們想出了一種新的方法，就是以反膠束體系作為反應介質(zhì)，效果也比較理想。目前食品工業(yè)研究較多的是脂肪酶在反膠束體系中催化油脂的合成和水解反應 。 ? 脂肪酶催化油脂水解克服了高溫高壓蒸汽裂解工藝高能耗的缺點 ， 然而脂肪酶是一種作用于油水界面上的水解酶 ， 其底物油脂在水中不易分解 。 當長時間接觸有機溶劑又會使其失活 。 反膠束系統(tǒng)一方面提供了巨大的油水相界面 ， 另一方面增溶于其中的脂肪酶又能得到有效的保護 ， 并且在一定程度上排除了底物或產(chǎn)物對酶催化活性的抑制
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