生化工程整理

1、緒論海洋生化工程：以海洋生物學(xué)為基礎(chǔ)， 利用陸地生化工程和工程原理，將海洋生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室研究成果推向產(chǎn)業(yè)化的一門新興的綜合性學(xué)科。生化工程(生物分離)的對(duì)象 ：1胞外產(chǎn)品：產(chǎn)物作為細(xì)胞的代謝產(chǎn)物被分泌于培養(yǎng)液中2.胞內(nèi)產(chǎn)品：產(chǎn)物被留在細(xì)胞內(nèi)部a.以包涵體(inelusion bodies)形式存在 b.在細(xì)胞周質(zhì)內(nèi)或細(xì)胞的其它部位 3.天然產(chǎn)物: 不需經(jīng)過細(xì)胞培養(yǎng)或發(fā)酵的體系，包括固體物、固體的提取物以及各類溶液分離分類：機(jī)械分離、輸送分離、平衡分離微藻及微藻生物技術(shù)微藻生物技術(shù)：概念：以微藻生物學(xué)為基礎(chǔ)，利用微藻生物體系和工程原理，提供商品和社會(huì)服務(wù)的綜合性科學(xué)。本質(zhì)：利用太陽能大量生產(chǎn)生物

2、量，用作人類的有機(jī)資源。微藻：概念:指在顯微鏡下才能辨別其形態(tài)的微小藻類類群。微藻的特點(diǎn)：具有葉綠素等光合器官；分裂式繁殖，周期短，易大規(guī)模培養(yǎng)；可用海水、咸水或半咸水培養(yǎng)；富含蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物等；能合成生物活性物質(zhì)。光生物反應(yīng)器：概念：指能用于光合微生物及具有光合能力的組織或細(xì)胞培養(yǎng)的一類裝置，與一般的生物反應(yīng)器有相似的結(jié)構(gòu)，有光、溫度、溶解氧、C02、pH值和營養(yǎng)物質(zhì)等培養(yǎng)條件的調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)。開放式光生物反應(yīng)器優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)建簡單、成本低廉、操作簡便缺點(diǎn)：易受外界環(huán)境影響，難以保持較適宜的溫度和光照會(huì)受到灰塵、昆蟲及雜菌的污染，不易保持高質(zhì)量的單藻培養(yǎng)光能及CO2利用率不高，無

3、法實(shí)現(xiàn)高密度培養(yǎng)密閉式光生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)無污染，能實(shí)現(xiàn)單種、純種培養(yǎng)培養(yǎng)條件容易控制培養(yǎng)密度高，易收獲適合于所有微藻的光自養(yǎng)培養(yǎng)，尤其適合于微藻代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)有較高的光照面積與培養(yǎng)體積之比，光能和CO2利用率高等微藻的生長動(dòng)力學(xué)研究是實(shí)現(xiàn)高密度培養(yǎng)、降低生產(chǎn)成本的理論基礎(chǔ)。微藻的生長動(dòng)力學(xué)：1微藻生長的特點(diǎn)：微藻是生化反應(yīng)過程的主體 2、微藻生長的本質(zhì)：復(fù)雜的酶催化體系 3、 微藻的生長過程：復(fù)雜的反應(yīng)過程微藻生物量產(chǎn)量的測(cè)量1藻體細(xì)胞計(jì)數(shù)：血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)2、吸光度值：最適波長；藻細(xì)胞密度與吸光度值的關(guān)系曲線3、生物量干重的測(cè)量：方法：取10ml培養(yǎng)液在4500r/min的轉(zhuǎn)速下離心15min

4、后棄上清液，以 pH=4的酸化水 洗2遍后用PallA/B膜過濾，于105C烘至恒重后以精密分析天平稱量。微藻大規(guī)模培養(yǎng)的三個(gè)關(guān)鍵因素：高效率地捕獲和利用光能；高效率地吸收和利用營養(yǎng)；優(yōu)化微藻的培養(yǎng)工藝條件 微藻的最適培養(yǎng)密度在特定的培養(yǎng)環(huán)境下能使微藻細(xì)胞能以最大或最高的速率生產(chǎn)微藻細(xì)胞生物量或某種所期 望的微藻產(chǎn)物時(shí)的培養(yǎng)密度。光反應(yīng)光反應(yīng)包括光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換等過程。其最終電子供體是（H20 ）,最終受體是（NADP+ ）。反應(yīng)結(jié)果產(chǎn)生了固定和還原C02所需的（能量ATP）和（還原力NADPH2）,即光合同化力，同時(shí)產(chǎn)生（02）。暗反應(yīng)暗反應(yīng)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)酶化學(xué)反應(yīng)過程，這一過程主要受C

5、02濃度、溫度和其他有關(guān)培養(yǎng)條件的影響和調(diào)控，是固定（C02）的具體過程，其基本轉(zhuǎn)化途徑就是（磷酸戊糖還原途徑或稱卡爾文途徑）。在一次循環(huán)中，必須動(dòng)用光反應(yīng)中合成的（12）分子NADPH和（18）分子ATP.Ic :光補(bǔ)償點(diǎn)，指光合作用形成的物質(zhì)與呼吸作用消耗的物質(zhì)相互抵償時(shí)的光強(qiáng)度，與微藻 的種類、生態(tài)型有關(guān)；Ik :光飽和點(diǎn)，表示光合作用達(dá)到最大速度時(shí)的光強(qiáng)度，也是光反應(yīng)最大速度和暗反應(yīng)最大速度的比值。光抑制當(dāng)光強(qiáng)達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)， 此時(shí)如果不設(shè)法改善暗反應(yīng)的條件，而是仍然繼續(xù)增加輻照，則會(huì)因?yàn)檫^強(qiáng)的光照導(dǎo)致光合色素的氧化和細(xì)胞中的某些酶受到氧化傷害而使光合速率開始下 降。光衰減現(xiàn)象定義：當(dāng)

6、光輻射通過培養(yǎng)液時(shí)，隨著光子的被吸收、反射和散射等而造成的光子通量密度（Photon flux density, PFD ）減少的現(xiàn)象?？刂仆鈦砩镂廴痉椒?、大量接種，利用數(shù)量優(yōu)勢(shì)使培養(yǎng)的微藻細(xì)胞快速達(dá)到最適培養(yǎng)密度從而有效地抑制外來生物的生長繁殖；2、控制培養(yǎng)溫度或某些特殊培養(yǎng)成分的含量，調(diào)節(jié)pH值或者利用高濃度的鹽分抵御外來生物的入侵；3、利用某些既不影響微藻細(xì)胞的生長又對(duì)外來生物具有殺滅作用的化學(xué)試劑。微藻毒素引發(fā)赤潮的微藻有 300多種；甲藻 硅藻 針胞藻 藍(lán)藻 定鞭藻等海洋生物活性物質(zhì)海洋生物活性物質(zhì)（ Marine Bioactive Substances）指海洋生物體內(nèi)所含有的

7、對(duì)生命現(xiàn)象具有影響的微量或少量物質(zhì)，主要包括海洋藥用物質(zhì)、 生物信息物質(zhì)、海洋生物毒素和生物功能材料等海洋生物體內(nèi)的天然產(chǎn)物。海洋生物活性物質(zhì)的特點(diǎn)種類繁多、結(jié)構(gòu)特異；活性高；資源有限，含量通常都很低；獲得難 五碳糖六碳糖DL型五碳糖吡喃型糖，C4位（從不對(duì)稱炭逆時(shí)針數(shù)）的羥基在上為L型，在下為D型，五碳糖呋喃型糖，C4位（從不對(duì)稱炭逆時(shí)針數(shù)）的羥基在上為D型，在下為L型，六碳吡喃型，C4位（從不對(duì)稱炭逆時(shí)針數(shù)）的羥基在上為D型，在下為L型，a , B型五碳糖6元吡喃型糖，乳醇基和 C4位羥基同面為a型，異面為B型 五碳糖5元呋喃型糖，乳醇基和 C4位R基同面為B型，異面為a型六碳糖6元吡喃型

8、糖，乳醇基和 C5位R基同面為B型，異面為a型微藻活性物質(zhì)不飽和脂肪酸（PUFA）:二十碳五烯酸（EPA）二十二碳六烯酸（DHA ）花生四烯酸（AA） 藻膽蛋白：藻紅蛋白（PE）藻藍(lán)蛋白（PC）藻紅藍(lán)蛋白（PC）別藻藍(lán)蛋白（PEC）微藻色素：葉綠素（占干重1%6%）葉黃素胡蘿卜素 藻膽素（藻藍(lán)素和藻紅素）其他色素（血球藻含有蝦青素）清除氧自由基抗氧化作用的物質(zhì)蝦青素、B -胡蘿卜素，維生素E，藻膽蛋白藻膽蛋白結(jié)構(gòu)測(cè)定方法直接測(cè)定測(cè)定相應(yīng)基因的核甘酸序列再反推其氨基酸序列 藻藍(lán)蛋白含量分析方法：紫外可見分光、滴定 原理：基于螺旋藻中藻膽蛋白吸收光譜不同。藻膽蛋白的應(yīng)用研究范疇用作天然色素；作為藥

9、物；作為熒光探針提取方法：反復(fù)凍熔、超聲波、溶菌酶等來破碎細(xì)胞；離心、過濾（粗提液）；鹽析、透析、離心、層析等（純化液）。通常采用的層析法是羥基磷灰石柱層析，所用的洗脫液為梯度濃 度的磷酸鹽緩沖液?？寡趸瘎築胡蘿卜素，蝦青素，海藻硫酸多糖，褐藻多糖海洋生物毒素：1內(nèi)源性2、外源性河豚毒素：胍胺類西加毒素：醚類海葵：肽類 箭毒蛙：甾體生物堿五大類生物毒素：麻痹性貝毒 PSP腹瀉性DSP 神經(jīng)性NSP 記憶性缺失 ASP 西加毒 素CFP特點(diǎn)：化學(xué)結(jié)構(gòu)新穎，作用機(jī)制特殊，高生物活性DHA二十二碳六烯酸：1、降壓、降脂、降膽固醇等，預(yù)防和治療心血管疾病2、預(yù)防和治療癌癥、炎癥、糖尿病等，提高人體的

10、免疫調(diào)節(jié)機(jī)能；3、促進(jìn)腦細(xì)胞的生長發(fā)育，改善腦的機(jī)能。不飽和脂肪酸 PUFA :傳統(tǒng)上：魚油；真正的生產(chǎn)者：微藻 魚油中提取的 PUFA存在的問題：1構(gòu)成和含量隨著魚的種類、季節(jié)、地理位置變化；2、膽固醇含量高，并帶有腥味；3、加工過程中的氫化處理降低了產(chǎn)量；4、復(fù)雜的處理過程，價(jià)格昂貴。 利用微藻生產(chǎn)PUFA的優(yōu)點(diǎn)：1含量高；2、無腥味，不含膽固醇；3、種類單一，分離純化容易；4、繁殖周期短，容易進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)；5、 可進(jìn)行基因改造，合成單一的PUFA第四章海洋生物活性物質(zhì)制備技術(shù) 海洋生化制備概念純化，獲得目的產(chǎn)物（主要是海洋生物活從海洋生物材料中對(duì)各種化合物進(jìn)行分離、提取、 性物質(zhì)）的方

11、法與技術(shù)。海洋生化制備技術(shù)的特點(diǎn)成分組成非常復(fù)雜；含量微；穩(wěn)定性差；制約因素多；分離程序復(fù)雜；均一性或純度的檢驗(yàn) 比較復(fù)雜海洋生化制備的一般過程發(fā)酵液或培養(yǎng)液或海洋生物材料 T （胞內(nèi)產(chǎn)物T細(xì)胞破碎）（胞外產(chǎn)物）T固液分離T濃縮 T初步純化T純化T精制T產(chǎn)品預(yù)處理方法粉碎或勻漿；凝集與絮凝；加熱；調(diào)節(jié) pH值；稀釋；加入助濾劑對(duì)干燥固體行原料先粉碎，新鮮海洋生物原料則需勻漿處理，對(duì)植物類物料細(xì)胞破碎 細(xì)胞破碎細(xì)胞破碎的阻力主要來自于細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)決定了其破碎方法的選?。环椒ǎ喊凑帐欠袷┘油饬煞譃闄C(jī)械法和非機(jī)械法兩大類。細(xì)胞破碎的目的是釋放出 細(xì)胞內(nèi)含物機(jī)械法：1、固體剪

12、切作用：珠磨法、壓榨2、液體剪切作用：高壓勻漿、超聲破碎非機(jī)械法1、干燥處理2、溶胞作用：化學(xué)法、物理法、酶溶法 離心機(jī)的種類低速離心機(jī)：細(xì)胞和細(xì)胞核；高速離心機(jī)：細(xì)胞器；超高速離心機(jī)：蛋白質(zhì) 離心分離法差速離心（最常用于生化工業(yè)）：污染（小分子粘附在大分子上），分離精度有限（相似性質(zhì) 的分子難以分開），振動(dòng)和對(duì)流的影響；密度梯度離心 （常用于生化研究，如蛋白質(zhì)、核酸分 離）;工業(yè)：管式-可以冷卻 碟式-可以連續(xù)操作過濾利用薄片形多孔介質(zhì)（如濾布）截留固體懸浮液中的固體顆粒；分為死端過濾和錯(cuò)流過濾 膜的過濾操作有死端過濾（用于無菌過濾，污染嚴(yán)重，用于金貴藥品提純，一次性）和錯(cuò)流 過濾（1、污染

13、輕2、便于連續(xù)操作 3、有效改善液體分離過程 4、提高過濾速度） 不同類型過濾裝置的特點(diǎn)：管式：優(yōu)點(diǎn) 易清洗，無死角 缺點(diǎn)保留體積大，單位體積過濾面積小中空纖維式：優(yōu)點(diǎn) 保留體積小，單位體積過濾面積大 缺點(diǎn) 需要預(yù)處理，單根纖維損壞時(shí)， 需調(diào)換整個(gè)膜件螺旋卷繞式：優(yōu)點(diǎn) 過濾面積大，換新膜容易缺點(diǎn) 需要預(yù)處理，易污染，清洗困難平板式：優(yōu)點(diǎn) 保留體積小，能耗在管式和螺旋之間缺點(diǎn)死體積較大膜分離利用半透膜作為選擇性隔離層，有選擇性地允許某些組分透過而保留混合物中其它組分，從而達(dá)到分離純化的目的。膜分離的特點(diǎn)及主要問題不涉及相變，對(duì)能量要求較低；無化學(xué)變化，分離條件較溫和；具有設(shè)備簡單、操作方便、易于

14、自動(dòng)化、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)。問題：1、膜易受污染 2、耐受性有限 3、效果有限膜材料的基本要求膜材料為惰性，不吸附溶質(zhì)（蛋白質(zhì)、細(xì)胞、細(xì)胞碎片等），膜不易污染，膜孔不易堵塞；起分離作用的有效膜厚度小，超濾和微濾膜的開孔率高，過濾阻力小；適用的pH和溫度范圍較廣，需要耐高溫滅菌，耐酸堿，穩(wěn)定性高，使用壽命長； 滿足分離的各種要求，如對(duì)菌體細(xì)胞的截留、對(duì)生物大分子的通透性或截留等；容易通過適當(dāng)?shù)那逑椿謴?fù)透過性能，重復(fù)利用率高。 膜分離的分類微濾膜孔徑20 10000nm 超濾250nm納濾 2反滲透 1滲透汽化 0.5濃差極化在膜分離過程中，一部分溶質(zhì)被截留， 在膜表面及靠近膜表面區(qū)域的濃度越來越高

15、，造成從膜表面到本體溶液之間產(chǎn)生濃度梯度，這一現(xiàn)象稱為濃差極化”。濃差極化不利影響，如何減小影響影響：操作壓力必須相應(yīng)提高，膜的傳質(zhì)阻力大為增加，膜的滲透通量下降 減?。?、提高液料的流速 2、增加湍流促進(jìn)器 3、采用膜沖形式進(jìn)料 4提高溫度 電滲析電滲析是一種電化學(xué)過程， 利用膜和電位差從水溶液和其它帶荷電的混合物中分離離子物質(zhì) 的膜過程。滲透汽化在膜兩側(cè)壓差（跨膜壓差）作用下，料液側(cè)混合物中優(yōu)先組分滲透通過膜，并在膜的另一側(cè)表面上汽化，達(dá)到混合物脫水（易揮發(fā)溶質(zhì)）與分離，獲得純化產(chǎn)物的一種新型膜分離技術(shù)。膜組件由膜、固定膜的支撐物、間隔物以及容納這些部件的容器構(gòu)成的一個(gè)單元（unit）。管

16、式、板框式、卷式、中空纖維式膜分離過程的影響因素（1）操作形式：減輕濃差極化或減小凝膠層厚度（2 ）流速：流速升高，傳質(zhì)系數(shù)增大，透過通量增大（3）壓力：因此操作壓差愈高，滲透通量增大，但壓差增大往往導(dǎo)致濃差極 化的增加；操作壓差的增大將導(dǎo)致能耗增加（4）其它：1、料液的預(yù)處理：處理料液以增加分離過程的效率。調(diào)整 pH值2、溫度：升高有利于降低濃差極化影響，提高膜的滲透通 量，但導(dǎo)致能耗增大，壽命影響3、膜的清洗：污染，導(dǎo)致膜通量的下降，需要清洗。膜清洗的方法有兩種：物理清洗和化學(xué)清洗（1、用草酸、檸檬酸或 EDTA等配制的清洗液除去金屬氧化物沉淀；2、加酶洗滌劑對(duì)有機(jī)物，特別是蛋白質(zhì)、多糖類

17、和油脂類污染物有較好的清洗效果。3、雙氧水溶液除有機(jī)物4、膠體堵塞，可用尿素、硼酸、醇等作清洗劑） 沉淀分離法沉淀法也稱溶解度法，其純化物質(zhì)的原理是根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)差異 （如蛋白質(zhì)分子表面疏水基 團(tuán)和親水基團(tuán)比例的差異）來改變?nèi)芤旱哪承┬再|(zhì)（如pH值、極性、離子強(qiáng)度、金屬離子等），使提取液中有效成份的溶解度發(fā)生變化，從而達(dá)到從提取液中分離有效成份的目的。沉淀分離的優(yōu)缺點(diǎn)技術(shù)成熟、設(shè)備簡單、成本低、原料易得、便于小批量生產(chǎn)；所得沉淀物中可能聚集有多種 物質(zhì)，含有大量鹽類或包裹著溶劑，產(chǎn)品純度低鹽析法一般在低鹽濃度的情況下， 各種生物分子的溶解度隨鹽濃度的升高而增加，這種現(xiàn)象稱為鹽溶；而當(dāng)鹽濃度升高

18、到一定程度后，生物分子的溶解度又隨著鹽濃度的升高而降低，結(jié)果使生物分子沉淀析出， 這種現(xiàn)象稱為鹽析作用。 在同一濃度的鹽溶液中， 不同生物分子的溶解 度不同，借此可達(dá)到彼此分離的目的。主要用于蛋白質(zhì)和酶的分離。硫酸銨作為鹽析劑的優(yōu)點(diǎn)1、硫酸銨在水中的溶解度很高，而且溶解度受溫度的影響很小2、沉淀中的硫酸銨可以在將沉淀重新溶解后，用透析、超濾、層析方法去除；3、高濃度的硫酸銨對(duì)細(xì)菌有抑制作用；4、硫酸銨溶于水不產(chǎn)生熱量；5、硫酸銨沉淀蛋白質(zhì)的能力很強(qiáng)，其飽和同業(yè)能使大多數(shù)的蛋白質(zhì)沉淀下來，使酶沒有破壞作用；6、價(jià)格便宜。影響蛋白質(zhì)鹽析的因素：1、蛋白質(zhì)濃度蛋白質(zhì)濃度高時(shí)，欲分離的蛋白質(zhì)常常夾雜著

19、其他蛋白質(zhì)一起沉淀出來（共沉現(xiàn)象）。因此在鹽析前要加等量生理鹽水稀釋，使蛋白質(zhì)含量在25 - 30g/L。2、離子強(qiáng)度和離子類型的影響離子強(qiáng)度增加，溶解度下降，鹽析易發(fā)生；不同蛋白質(zhì)鹽析時(shí)所需離子強(qiáng)度不同，可采用分步鹽析，通過逐步增加離子強(qiáng)度，使不同蛋白分步沉淀出來；離子強(qiáng)度相同時(shí)，高價(jià)離子，半徑小的離子鹽析力強(qiáng)3、pH的影響大多數(shù)蛋白質(zhì)在等點(diǎn)電時(shí)，在鹽溶液中的溶解度最低。所以鹽析時(shí)溶液pH值調(diào)到等電點(diǎn)效果最好。4、溫度的影響在低離子強(qiáng)度或純水中，溫度升高，溶解度增加；在高鹽溶液中，溫度升高，溶解度降低。 一般在室溫下進(jìn)行鹽析；溫度敏感的蛋白質(zhì)在低溫4C進(jìn)行；也有個(gè)別酶在低溫時(shí)失活，高溫有活性

20、，如血紅蛋白、肌紅蛋白、清蛋白在25 C比0 C時(shí)溶解度低，更容易鹽析。等電沉淀法利用蛋白質(zhì)等兩性活性物質(zhì)在等電點(diǎn)時(shí)溶解度最低以及不同的兩性物質(zhì)具有不同等電點(diǎn)一這特性，對(duì)其進(jìn)行分離純化的方法稱為等電點(diǎn)沉淀法。等電沉淀法經(jīng)常與鹽析法或有機(jī)溶劑沉淀法聯(lián)合使用。有機(jī)溶劑沉淀利用不同蛋白質(zhì)在不同濃度的有機(jī)溶劑中的溶解度不同而使蛋白質(zhì)分離的方法，稱為有機(jī)溶劑沉淀法。經(jīng)常使用的有機(jī)溶劑是乙醇和丙酮。優(yōu)點(diǎn)：比鹽析法析出的沉淀容易過濾或離心分離，分辨力比鹽析法好，溶劑也容易除去。缺點(diǎn)：易使蛋白質(zhì)和酶變性，所以操作必須在 低溫條件下進(jìn)行。選擇性變性沉淀法：選擇一定的條件使溶液中存在的某些雜蛋白變性沉淀而不影響所

21、需蛋白質(zhì)的方法稱為選擇 性變性沉淀法。PEG （聚乙二醇）非離子多聚物沉淀法：分離純化酶及核酸優(yōu)點(diǎn)：在室溫條件下可進(jìn)行；沉淀顆粒比較大，產(chǎn)物容易收集；可以提高被沉淀劑的穩(wěn)定性 缺點(diǎn)：比其他沉淀劑更難除去，需用超濾和液液萃取海洋生物活性物質(zhì)的提取技術(shù)將提取溶劑加入固相或另一液相中，使其中所含的一種或幾種組分溶出，從而使化合物得到完全或部分分離的過程。海洋生物活性物質(zhì)的提取特點(diǎn)1、生物系統(tǒng)的復(fù)雜性，包括組分的復(fù)雜性和相的復(fù)雜性；2、傳質(zhì)速率3、相分離困難。4、產(chǎn)物的不穩(wěn)定性。5、與時(shí)間有關(guān)的過程行為。提取溶劑的選擇：1、相似相溶2、堿性物質(zhì)易溶于酸性溶劑中，酸性物質(zhì)易溶于堿性溶劑中；3、在極性溶液

22、中，隨著溶劑的介電常數(shù)的減少，溶質(zhì)的溶解度也隨之減少；4、選用的溶劑對(duì)雜質(zhì)的溶解度盡量要小，不能與提取的物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)，而且是安全無毒的影響提取效果的因素浸提溫度、浸提壓力、浸提時(shí)間、浸提時(shí)固液兩相的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度煎煮法煎煮法適用于有效成分能溶于提取溶劑，對(duì)熱、濕均穩(wěn)定且不易揮發(fā)的原料。缺點(diǎn)：煎出液中雜質(zhì)較多；易霉變腐??；含淀粉類、黏液質(zhì)等成分的原料；煎煮后溶液黏度 大，不易過濾；一些不耐熱及揮發(fā)性成分在煎煮過程中易被破壞或揮發(fā)損失。浸漬法是將原料用適當(dāng)?shù)娜軇┰诔鼗驕責(zé)釛l件下浸泡出有效成分的一種方法。適宜有效成分遇熱易揮發(fā)破壞對(duì)的原料，不適用有效成分含量低的原料滲漉法將原料粉末濕潤膨脹后將于滲

23、漏器內(nèi)，浸出溶劑從滲漉器上部添加，溶劑滲過原料層往下流動(dòng)過程中將成分浸出的方法。水蒸氣蒸餾法將原料組分或碎片浸泡潤濕后，加熱蒸餾或通過水蒸氣蒸餾，也可在多功能提取器中邊煎煮邊蒸餾，原料中揮發(fā)成分隨水蒸氣蒸餾而帶出，經(jīng)冷凝后分層收集。該法適用于具有揮發(fā)性，能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞，難溶或不溶于水的化學(xué)成分的提取分離。適宜揮發(fā)性，遇水蒸氣不被破壞，難溶的化學(xué)成分提取雙水相萃取的特點(diǎn)與應(yīng)用兩相中水分含量高（85 %95 %）,活性蛋白或細(xì)胞在這種環(huán)境中不會(huì)失活；可直接在含菌 體的發(fā)酵液或培養(yǎng)液中萃取蛋白質(zhì)，甚至在不破碎的條件下， 提取胞內(nèi)酶；萃取原理及操作與普通溶劑萃取相同，易于連續(xù)操作，處理量大，

24、適合工業(yè)應(yīng)用；操作條件溫和，在常溫常 壓下進(jìn)行；若兩相密度差小，則相分離較困難；雙水相親和分配純化技術(shù)蛋白質(zhì)在上層相和下層相濃度之比稱為該蛋白質(zhì)的分配系數(shù)K ,將一些小分子配基共價(jià)連接到形成相的多聚物之上，使生物大分子在雙水相系統(tǒng)中的分配性能與生物識(shí)別原理相結(jié)合， 就是雙水相親和分配純化技術(shù)。反膠束反膠束，也稱反膠團(tuán)，是表面活性劑分散于連續(xù)有機(jī)相中自發(fā)形成的納米尺度的一種聚集體， 反膠束溶液是透明的、熱力學(xué)穩(wěn)定的系統(tǒng)。臨界膠束濃度膠束形成時(shí)所需表面活性劑的最低濃度。反相膠團(tuán)萃取的優(yōu)點(diǎn)成本低、選擇性高、操作方便、放大容易、萃取劑（反膠團(tuán)相）可循環(huán)利用、蛋白質(zhì)不易變性等優(yōu)點(diǎn)。影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的

25、主要因素1、水相pH值，對(duì)于帶有正電荷的表面活性劑，pH值高于等電點(diǎn)時(shí)，有利于蛋白質(zhì)溶于反膠束，陰離子表面活性劑則相反 2、離子強(qiáng)度3、溫度：低溫4、親和表面活性劑 超臨界流體萃取利用超臨界流體在超過氣液共存狀態(tài)時(shí)的性質(zhì)來溶解某種、液體或它們其中的某些組分，并且利用這種能力從固體或液體中萃取分離高沸點(diǎn)或熱敏性成分，或去除有害成分，從而達(dá)到分離、提純的目的。泡沫分離泡沫分離是以泡沫為分離介質(zhì)，以組分之間的表面活性差異作為分離依據(jù)，利用氣體在溶液中鼓泡來達(dá)到濃集物質(zhì)目的的一種分離技術(shù)。包括兩個(gè)：泡沫浮選，利用泡沫對(duì)微粒、離子、分子、膠體等的表面吸附作用進(jìn)行浮選分離；泡沫分餾，是泡沫有選擇性地將待分

26、離成 分吸附，泡沫層浮在溶液上部，然后將泡沫收集并進(jìn)行消泡處理。進(jìn)行泡沫分離的兩個(gè)充分必要條件：要有很大的氣液接觸表面；待分離的物質(zhì)具有表面活性，并且溶液中各組分的表面活性要有差異。 泡沫分離的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單；可連續(xù)操作；容易放大；能耗低；常溫或低溫下操作缺點(diǎn)：捕集劑難于回收；消耗量大；泡沫塔返混現(xiàn)象嚴(yán)重等。應(yīng)用：熱敏性和化學(xué)不穩(wěn)定性成分 （蛋白質(zhì)或酶），還特別適用于低濃度組分的濃縮和回收, 如從發(fā)酵液中回收生物大分子或生物制品等。親和作用生物分子間的特異性相互作用就稱為生物親和作用或簡稱為親和作用。通過親和作用發(fā)生的結(jié)合稱為特異性結(jié)合（specific binding）或親和結(jié)合

27、（affi nity bin di ng） 親和純化技術(shù)：基于親和作用的生物分離方法影響親和作用的因素離子強(qiáng)度 一一 靜電作用、疏水相互作用；pH 靜電作用；溫度一一靜電作用、氫鍵、配位鍵、疏水相互作用；抑制氫鍵物質(zhì)（脲和鹽酸胍）一一氫鍵；離液離子一一疏水相互作 用；螯合劑（EDTA）金屬離子的配位鍵抗原抗體反應(yīng)：指抗原與相應(yīng)抗體之間所發(fā)生的特異性結(jié)合反應(yīng)。特點(diǎn)：特異性、可逆性、比例性、階段性親和層析法的四要素配基；耦合反應(yīng)；雜質(zhì)；洗脫親和膜分離的不足膜的厚度有限，理論板數(shù)低；膜的污染和堵塞，使用壽命有限親和過濾的特點(diǎn)親和過濾=親和吸附+膜分離；以壓差為推動(dòng)力，速度快，易于放大和連續(xù)化操作；親

28、和載 體的引入大大提高了膜分離的選擇性；親和吸附中的內(nèi)擴(kuò)散阻力可以消除；一級(jí)吸附平衡， 分離效率不如親和層析；可以采用多級(jí)串聯(lián)的操作方式加以彌補(bǔ)吸附分離吸附分離是指混合物隨流動(dòng)相通過固定相時(shí)，因固定相對(duì)不同物質(zhì)吸附力的不同而使混合物分離的方法。吸附劑：活性炭、活性氧化鋁、硅膠、分子篩、活性白土、滑石粉、硅藻土、 大網(wǎng)格聚合物。濃縮低濃度溶液通過除去溶劑轉(zhuǎn)變?yōu)楦邼舛热芤旱倪^程。干燥把產(chǎn)品中的液體含量（水或有機(jī)溶劑），從開始時(shí)的某一值降低到允許值的過程。去除潮濕的固體、膏狀物、濃縮液及液體中的溶劑得到相對(duì)或絕對(duì)干燥產(chǎn)品的過程。冷凍干燥的基本原理使被干燥的液體在極低的溫度下，冷凍成固體；然后，在低溫、低壓下利用水的升華性能，使冰升華汽化而除去，以達(dá)到干燥的目的；冷凍干燥法適用于絕大多數(shù)生物產(chǎn)品的干燥和濃縮，可以最大限度地保證生物產(chǎn)品的活性。電泳分離：利用荷電溶質(zhì)在電場(chǎng)中泳動(dòng)速度的差別進(jìn)行分離電泳原理：帶電粒子在電場(chǎng)中朝與自身帶相反電荷的電極移動(dòng)的現(xiàn)象影響泳動(dòng)速度的因素：1、帶電顆粒