鹽析萃取技術及應用系列(一) - 人人焦點
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在生物化工學科領域,鹽析是指蛋白、酶、多糖等生物大分子被鹽從溶液中以沉澱的形式析出的過程。
例如加入硫酸銨可使蛋白質沉澱析出,主要原理是破壞蛋白質 ...
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鹽析萃取技術及應用系列(一):鹽析與鹽析萃取的概念
2021-02-19生物轉化與分離團隊
鹽析萃取技術及應用系列(一)鹽析與鹽析萃取的概念2020級碩士生劉桂敏提供部分資料,修志龍老師整理 1.鹽析(Saltingout)廣義地講,通過向溶液中加入一定量的無機或有機鹽,利用不同物質在高濃度鹽溶液中溶解度的差異,使溶質析出的現象。
與之相反的現象是,少量鹽有助於某些物質(尤其是生物大分子)在水中溶解,稱之爲鹽溶(Saltingin)。
在生物化工學科領域,鹽析是指蛋白、酶、多糖等生物大分子被鹽從溶液中以沉澱的形式析出的過程。
例如加入硫酸銨可使蛋白質沉澱析出,主要原理是破壞蛋白質表面的水化層,使蛋白質分子間利用疏水相互作用聚集沉澱。
最典型的生活案例是滷水點豆腐,將海鹽結晶的母液(富含鈣、鎂離子的滷水)加入煮沸的豆漿中,蛋白被鹽析出來,擠壓成爲豆腐。
實際上有些溶質從溶液析出不一定都是以沉澱的形式,也可能是液體或更濃的溶液形式與主體溶液分離。
例如向乙醇或2,3-丁二醇等水溶液加入一定量可溶性硫酸鹽、醋酸鹽或磷酸鹽後,就會出現分層現象,上層是富醇相,下層是富鹽相,這種現象也是鹽析。
2.萃取(Extraction)利用物質在兩個互不相溶的液相中溶解度的差異而達到分離目的的方法。
被分離物或目標產物在兩相的濃度比稱爲分配係數,兩相的體積比稱爲相比。
爲了提高分配係數,有時利用萃取劑或助劑與目標產物之間的化學反應、絡合作用或親和作用,相應的萃取稱爲反應萃取、絡合萃取或親和萃取。
將目標產物從有機萃取相轉入水相的操作稱爲反萃取。
萃取時使用的萃取劑除了常見的疏水性有機溶劑(如石油醚、乙酸乙酯等)外,有時還使用表面活性劑作助劑,在有機相中形成內部親水的反膠團,稱爲反膠團萃取。
也有單用表面活性劑作萃取劑,此時一般需要加鹽才易成相。
與此相似,親水性有機溶劑用作萃取劑時也需要鹽才能成相,這種方式也稱爲雙水相萃取。
當然雙水相萃取體系更多的是指兩種水溶性高聚物(如聚乙二醇和葡聚糖)或一種聚合物(PEG)和鹽形成的兩水相體系,多用於蛋白、酶的萃取。
另外超臨界流體也可用作萃取劑,從固體或液體中萃取低沸點或熱敏性成分,這類萃取方式稱作超臨界流體萃取。
萃取易與浸取(leaching)混淆,後者是用某種溶劑把有用物質從固體原料提取到溶液中的過程,如中藥熬製過程、溼法冶金等。
萃取是液-液兩相體系,而浸取是固-液兩相體系。
當然也有將浸取與萃取結合的集成操作,形成液-液-固或液-固-液三相或多相體系。
3.鹽析萃取(Salting-outextraction)狹義地講,鹽析萃取是有機溶劑(萃取劑)與鹽(鹽析劑)在一定濃度範圍內形成的分相行爲,因所用溶劑多爲親水性的,上下兩相含水量較大,所以早期常稱爲雙水相萃取。
廣義地講,萃取劑也可以是疏水性溶劑、表面活性劑、離子液體或高聚物,這些萃取體系都因水離子化、鹽析效應、鹽與萃取劑之間奪取水分子而導致目標產物分配行爲的差異,因此也可以歸爲鹽析萃取。
在蛋白質和酶的鹽析萃取中,鹽發揮了雙重作用:鹽析作用和萃取動力。
當萃取劑是有機溶劑時,往往伴隨有機溶劑沉澱作用,甚至使一些在有機溶劑中不穩定的雜蛋白變性。
此時有機溶劑沉澱、鹽析和萃取三個單元分離集成爲鹽析萃取一個單元操作,在特定蛋白/酶的分離中具有特殊的應用價值。
蛋白質有時以固相的形式被鹽析,有時被鹽驅使分配到其中一(液)相,或者二者兼具,這取決於體系組成、pH、蛋白類型和濃度等因素。
鹽的存在還使原本互溶的兩種溶劑(如正己烷和乙醇)在特定條件下形成三液相、甚至液-液-固-液四相系統,這有利於不同極性的複雜樣品的分離,例如南極磷蝦中油脂和蛋白的一步分離以及極性有差異的多種天然產物的同步分離。
另外,去除溶劑後的上相仍有少量鹽或者富含鹽的下相使溶解其中的蛋白/酶具有較強的疏水表面,有利於後續疏水作用層析或吸附固定化的銜接,形成鹽析萃取與疏水層析或固定化的偶聯新工藝。
基於有機溶劑作萃取劑的鹽析萃取系統具有如下特點:(1)溶劑成本低,原料豐富廉價;(2)溶劑粘度小,傳質和分相速度快,無乳化現象;(3)溶劑揮發度大,可省去反萃步驟,降低操作費用;(4)體系簡單,易放大,溶劑回收容易。
加入的鹽可以依據其性質進行回收,通用的方法是溶劑析出結晶,即向富鹽相加入過量的可溶性有機溶劑(也可以是萃取劑),使鹽從溶液中析出回收或循環使用。
另外,電滲析也是回收高鹽的一種新興方法。
4.鹽析萃取的應用(Applicationofsalting-outextraction)(1)天然產物:如丹參酮IIA/丹酚酸B、辣椒鹼/辣椒紅素、藍莓花青素、白藜蘆醇和薯蕷皂苷等天然產物的分離,一步萃取收率均高於90%。
(2)蛋白質、酶、油脂或脂肪酸等生物大分子:如白蛋白、抗體、青黴素醯化酶、南極磷蝦油、裂殖壺菌富含DHA油等。
可以利用有機溶劑/無機鹽體系使雜蛋白變性,從而去除雜質,如將發酵液中的雜蛋白去除有利於目標產物的回收或分離純化。
萃取油脂時往往使用疏水溶劑/親水溶劑/鹽組成的三液相鹽析萃取體系,油脂分配在上層的疏水溶劑相。
(3)生物基化學品:有機酸、醇和酮,如乳酸、琥珀酸、1,3-丙二醇、2,3-丁二醇、乙偶姻、丙酮/丁醇等,一步萃取產物回收率可達90%以上,並可以有效去除細胞和蛋白質。
常用甲醇、乙醇、丙酮或異丙醇等低沸點溶劑作萃取劑,用溶解度較高的磷酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、醋酸鹽作鹽析劑。
另外鹽析萃取也用於金屬離子、抗生素等分離,與多相萃取體系匹配的萃取器研發也非常重要。
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蛋白質鹽析與透析
蛋白質鹽析與透析一、 目的
萃取操作基礎
,應根據被萃取化合物的溶解度而定,同時要易於和溶質分開,最好用低沸點溶劑。
一般難溶於水的物質用石油醚等萃取;較易溶者,用乙醚等萃取;易溶於水的物質用乙酸乙酯等萃取。
每次使用萃取溶劑的體積一般是被萃取液體的1/5~1/3,兩者的總體 積不應超過分液漏斗總體積的2/3。
萃取及乾燥
),是一種用液態的萃取劑處理與之不互溶的雙組分或多組分溶液,實現組分分離的傳質分離過程,是一種廣泛應用的單元操作。
利用相似相溶原理,萃取有兩種方式:一、液-液萃取,用選定的溶劑分離液體混合物中某種組分,溶劑必須與被萃取的混合物液體不相溶,具有選擇性的溶解能力,而且必須有好的熱穩定性和化學穩定性,並有小的毒性和腐蝕性。
如用苯分離煤焦油中的酚;用有機溶劑分離石油餾分中的烯烴;用CCl4萃取水中的Br2.
一文了解8種工業酸性廢水處理方法
【中國環保在線技術前沿】每年我國大約要排出工業廢酸近百萬立方米,化工廠、化纖廠、金屬表面處理行業及電鍍行業等在其制酸用和酸的過程中,會排出大量的酸性廢水。
如果直接排放這些工業酸性廢水,會將管道腐蝕,損壞農作物,傷害魚類等的水生物,破壞生態環境,危害人體健康。
什麼是超臨界流體萃取技術?
超臨界流體萃取是一種新型萃取分離技術。
它利用超臨界流體,即處於溫度高於臨界溫度、壓力高於臨界壓力的熱力學狀態的流體作爲萃取劑,從液體或固體中萃取出特定成分,以達到分離目的。
超臨界流體萃取的特點是: 可調節壓力、溫度和引人夾帶劑等調整超界流體的溶解能力,並可通過逐漸密度交溫度和壓力把萃取組分引人到希望的產品中。
超臨界萃取的特點決定了其應用範圍十分廣闊。
咖啡金杯萃取理論-1.萃取的概念,原理及方式
蛋白質的變性與沉澱是兩個不同的概念
其實這是兩個完全不同的概念,變性的蛋白質並不一定發生沉澱,發生了沉澱的蛋白也未必一定是變性蛋白。
從生化的概念上來說,天然蛋白因受物理或化學因素影響,高級結構遭到破壞,致使其理化性質和生物功能發生改變,但並不導致一級結構的改變,這種現象稱爲變性。
也就是說,變性是以蛋白質的構象來定義的。
【選修一】高中生物必備知識點:5.3蛋白質提取與純化技術
一是得用混合物中幾個組分分配率的差別,把它們分配到可用機械方法分離的兩個或幾個物相中,如鹽析,有機溶劑提取,層析和結晶等;二是將混合物置於單一物相中,通過物理力場的作用使各組分分配於來同區域而達到分離目的,如電泳,超速離心,超濾等。
在所有這些方法的應用中必須注意保存生物大分子的完整性,防止酸、礆、高溫,劇烈機械作用而導致所提物質生物活性的喪失。
固相萃取技術基礎知識
今天推送的主要內容包括:01概述02基本原理、分離模式03操作步驟04基本裝置05方法的建立與應用接下來,讓我們逐一學習——所謂萃取法,就是從樣品中提取組分,傳統的方法是液-液萃取法(LLE),即用液體作爲提取劑。
船山區萃取液除油液液萃取裝置圖
現在使用廣泛的是水酚和糠醛兩種萃取劑。
1979年。
美國埃克森公司和德士古公司指出,採用一甲基吡咯烷酮作爲萃取劑的潤滑油精製過程,同其他溶劑作爲萃取劑的精製工藝過程相比,有許多優點,例如:可以降低精製過程的溶劑比;提高精製油的收率;可較大幅度降低能耗;可增加裝置處理能力:可減少對環境和人體的毒害等。
因此,現在工業生產中應用的萃取劑有三種:水酚(含水酚)、糠醛和N一甲基吡咯烷酮。
教你一招,做出流油鹹鴨蛋
但大家用鹽醃製鹹鴨蛋的時候,蛋內由於有了鹽分,蛋白質的溶解度會降低,也就會沉澱出來,這個過程也被稱爲「鹽析」。
而當蛋白質「鹽析」之後,其中的小油滴就會互相聚集在一起,慢慢變成大油滴,最後就會形成蛋黃油。
當我們打開鴨蛋的時候,就會出現「流油」的情況。
什麼是萃取?溶劑在萃取中又起什麼作用?
經常有客戶來電諮詢萃取用溶劑。
那到底什麼是萃取?我們的溶劑油在萃取的應用里到底起著什麼樣的作用?萃取在操作過程中有什麼樣的步驟?兩相又是指什麼?帶著疑問,一起來學習吧。
萃取,顧名思義就是提取精華的意思,在生產實踐和科學研究中,萃取一般分爲固液萃取和液液萃取,固液萃取在我們日常生活中比較常見,比如泡茶,茶葉經過開水沖泡,茶葉中的有機成分進入到水中,這就是一個簡單的固液萃取的過程,而液液萃取則是一個溶質,從一種溶劑中向另一種溶劑轉移的過程,依然以茶水爲例,經過浸泡茶葉中的有機成分溶到水中,此時,有機成分和水組成的這杯茶
滅草喹萃取萃取箱結構圖連續萃取反萃設備
鄭州天一萃取公司科研實力:鄭州天一萃取科技有限公司設有一個萃取應用研究中心、一個萃取中試(擴大試驗)基地、兩個現代化生產加工中心。
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3.5kw應用領域:煤化工行業2、四川某化工廠廢酸處理項目項目地址:四川購買機型:7台CWL650-M型離心萃取機處理量:28m3/h單台實際功耗:5kw應用領域:化工行業
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一、固相萃取SPE【原理】樣品在兩相之間的分配,即在固相(吸附劑)和液相(溶劑)之間的分配。
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一、固相微萃取法的基本原理及其特點分析 1.
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一、 前言 複雜樣品的前處理,常常是現代分析方法的薄弱環節,在以往的數年中,人們做了多種嘗試以期找到一種高效、快捷的方法以取代傳統的萃取法,例如,自動索氏萃取、微波消解、超聲萃取和超臨界萃取等。
值得注意的是,以上各法無論是自動索氏萃取,還是超臨界流體萃取······等,都有一個共同點,即與溫度有關。
在萃取過程中,通過適當提高溫度,可以獲得較好的結果。
例如,在自動索氏萃取中,由於萃取時是將樣品浸入沸騰的溶劑之中,因此,其萃取速度和效率較常規索氏萃取法快且溶劑用量少。
超臨界流體萃取可通過提高萃取時的溫度使其回收率得到改善。
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新華網烏魯木齊9月11日電(記者熊聰茹)記者從有關方面獲悉,一種稱爲超臨界CO2萃取的先進技術能使有「香草之後」美稱的薰衣草化「草」爲「金」,從而有望提升我國芳香產業的整體價值。
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