文档介绍：第十三章发酵产物分离原理与技术
发酵产物分离原理与技术
第一节沉淀分离法
第二节吸附和树脂分离法
第三节离子交换法和离子交换膜电渗析分离法
第四节萃取与浸取分离法
第五节膜分离技术
第一节沉淀分离法
沉淀是物理环境的变化引起溶质的溶解度降低,生成固体凝聚物的现象。
沉淀法方法简单、成本低、使用广泛,一般作为初步分离的手段。
沉淀法的分类:
等电点沉淀法
盐析法
有机溶剂沉淀法
非离子型聚合物沉淀法
聚电解质沉淀法
生成盐复合物沉淀法
热变性及酸碱变性沉淀法
一、等电点沉淀法
原理:利用两性电解质在电中性时溶解度最低;
优点:许多蛋白的等电点都在偏酸范围内,而许多无机酸的价格低廉,并能为食品标准允许;
缺点:酸化时易引起蛋白失活。
不少蛋白质与金属结合后会发生等电点偏移,,在与Zn2+结合形成胰岛素锌盐,;故加入金属离子后选择等电点沉淀时,要注意调整pH。
等电点沉淀法的实例
从猪胰脏中提取胰蛋白酶原:胰蛋白酶原的pI=,可先于pH ,除去共存的许多酸性蛋白质(pI=)。工业生产胰岛素(pI=)时,,(同时加入一定浓度的有机溶剂以提高沉淀效果)。
碱性磷酸酯酶的pI沉淀提取:,离心收集沉淀物。 mol/L Tris-HCl缓冲液重新溶解,加入20~40%饱和度的硫酸铵分级,离心收集的沉淀Tris-HCl缓冲液再次沉淀,即得较纯的碱性磷酸酯酶。
等电点沉淀法
等电点沉淀法的适用范围:
明确pI的两性物质;
疏水性较大的蛋白质。
二、盐析法
蛋白质在高离子强度的溶液中溶解度降低,发生沉淀的现象称为盐析。
盐析法的原理
盐析法的影响因素
1、盐析法的原理
原理:
①盐离子与蛋白质分子争夺水分子,降低了用于溶解蛋白质的有效水量,减弱了蛋白质的水合程度,破坏了蛋白表面的水化膜,导致蛋白质溶解度下降;
②盐离子电荷的中和作用,使蛋白质溶解度下降;
③盐离子引起原本在蛋白质分子周围有序排列的水分子的极化,使水活度降低。
盐析原理示意图
盐析原理
图1 碳氧血红蛋白的溶解度与硫酸铵离子强度的关系图
蛋白质的溶解度与盐浓度间的关系可用Cohn方程式表示:
logS/S0 = -Ks·I
logS=β-KsI
S —离子强度为I时的蛋白溶解度(g/L);
S0 —纯溶剂(即I = 0)时蛋白的溶解度;
Ks —盐析常数,与温度和pH无关;
I —离子强度
当温度一定时,S0对于某一溶质是一常数,即logS0 = 
是溶质的特征常数,对于蛋白质而言,其大小主要取决于不同蛋白质的性质,它也与溶液的温度和pH值有关,但与盐的种类无关。