阴离子表面活性剂（十二烷基硫酸钠）


（2）pH值
红霉素在pH9.8时，在乙酸戊酯与水相间的分配系数等于44.7， 而在pH5.5时，红霉素在水相与乙酸戊酯间的分配系数等于14.4。


（3）温度
（4）盐析 （5）带溶剂
带溶剂是指这样一种物质，能和被萃取物质形成复合物而易溶于溶
媒中，形成的复合物在一定条件下又容易分解
第十章 发酵产物的提取的两相之间分配系数的不同而 使溶质的得到纯化或浓缩的方法

根据参与溶质分配的两相不同分类： 液固萃取、溶媒萃取、双水相萃取、反胶团萃取、超临
界萃取


一、溶媒萃取法
1、溶媒萃取的基本原理 利用该物质在两种互不相溶的溶剂中溶解度的不同，使 之从一种溶剂转入另一种溶剂，从而使杂质去除
相的分离并节省了能源开支。


5、双水相萃取技术的特点
(1) 系统含水量多达75 %～90 % ,两相界面张力极低(10 7～10 – 4
N· m - 1) ,有助于保持生物活性和强化相际间的质
量传递

(2) 分相时间短(特别是聚合物/ 盐系统) ,自然分相时间一般 只有5～15min。

(3) 双水相分配技术易于连续化操作。
只要两聚合物水溶液的憎水程度有差异，混合时就可发生
相分离，且憎水程度相差越大，相分离的倾向也就大。

3、常用的双水相体系
高聚物/高聚物体系：聚乙二醇(简称PEG) / 葡聚糖(简称
Dextran) 和PEG/ Dextran


高聚物/无机盐体系：硫酸盐体系。常见的高聚物/ 无机 盐体系为: PEG/ 硫酸盐或磷酸盐体系。

萃取效率是以分配定律为基础的

Nernst 分配定律（1891）：在一定温度下，当某一溶
质在两种互不相溶的溶剂中分配达到平衡时，则该溶质
在两相中的浓度之比为一常数，称为分配系数。
C 对萃取操作来讲：萃取相和萃余相中溶质的浓度之
B
K CA
比就是分配系数；用K表示。 在达到平衡时，设溶质在萃取相中浓度为CA ；在萃 余相中为CB 。则：

(4) 目标产物的分配系数一般大于3 ,大多数情况下,目标产
物有较高的收率。

(5) 大量杂质能够与所有固体物质一起去掉,与其它常用固 液分离方法相比,双水相分配技术可省去1～2 个分离步骤, 使整个分离过程更经济。

(6) 设备投资费用少,操作简单,不存在有机溶剂残留问题。


6、双水相萃取的工艺流程
的选择依赖于萃取过程的目的和方向，在PEG/DEX系统
中，蛋白质的分配系数随着DEX相对分子量的增加而增加。 若想在上相获得较高的蛋白质收率，对于PEG聚合物，应 降低它的平均分子量，相反，若想在下相获得较高的蛋白 质收率，则平均分子量应增加。



（2） pH 值的影响
改变两相的电位差
如体系pH 值与蛋白质的等电点相差越大，则蛋白质在 两相中分配越不均匀。

pH 值的变化也会导致组成体系的物质电性发生变化，也 会使被分离物质的电荷发生改变，从而影响分配的进行。


（3）离子环境对蛋白质在两相体系分配的影响
在双水相聚合物系统中，加入电解质时，其阴阳离 子在两相间会有不同的分配。同时，由于电中性的约束, 存在一穿过相界面的电势差(Donnan 电势) ,它是影响荷电
大分子如蛋白质和核酸等分配的主要因素。同样，对于粒
子迁移也有相似的影响，粒子因迁移而在界面上积累。故 只要设法改变界面电势，就能控制蛋白质等电荷大分子转 入某一相。

（4）温度的影响
分配系数对温度的变化不敏感
成相聚合物对蛋白质有稳定化作用,所以室温操作活性


收率依然很高,而且室温时粘度较冷却时(4 ℃) 低,有助于
K
CA
CB


2、常用溶媒萃取的工艺 （1）单级提炼法
溶剂 提取液
混合器
分离器
残余液 发酵液

（2）多次提炼法
溶剂
提取液
溶剂
提取液
溶剂
提取液
混合器
分离器
混合器
分离器
混合器
分离器
发酵液 残余液 残余液 残余液

（3）、多级对流萃取
溶剂 最后提取液 提取液 A 90% 第 一 混 合 器 分 离 器 A 70% 提取液 第 二 混 合 器 第 三 混 合 器
A 50%
分 离 器
分 离 器
发酵液 一级
残余液 二级
残余液 三级
最后残余液


3、影响溶媒萃取的主要因素
(1)乳化与去乳剂 乳化：液体分散在另一不相溶的液体中的分散体系 乳浊液的形式：水包油、油包水 常用的去乳化的方法：过滤和离心、加热、稀释法、加电 解质、吸附法、顶替法、转型法

常用去乳剂：阳离子表面活性剂（溴代十五烷基吡啶）

4、双水相相平衡关系


5、影响物质分配平衡的因素
（1）聚合物及其分子量的影响
不同聚合物的水相系统显示出不同的疏水性，水溶液中
聚合物的疏水性按下列次序递增:

葡萄糖硫酸盐< 甲基葡萄糖< 葡萄糖< 羟丙基葡聚糖< 甲基纤维素< 聚乙烯醇< 聚乙二醇< 聚丙三醇
同一聚合物的疏水性随分子量增加而增加，其大小

国内自20世纪80 年代起也开展了双水相萃取技术研究。


2、双水相的形成
将两种不同的水溶性聚合物（或盐溶液）的水溶液混合 时，当聚合物浓度达到一定值，体系会自然的分成互不相 溶的两相，这就是双水相体系

形成原因：由于高聚物之间的不相溶性，即高聚物分 子的空间阻碍作用，相互无法渗透，不能形成均一相，从 而具有分离倾向，在一定条件下即可分为二相。一般认为


例如：链霉素在中性下能与二异辛基磷酸酯结合，从而在水相萃
取到三氯乙烷中，然后在酸性下再萃取到水相



二、双水相萃取
1、发展历史
始于20 世纪60年代,从1956 年瑞典伦德大学Albertsson
发现双水相体系

1979 年德国GBF 的Kula 等人将双水相萃取分离技术应 用于生物产品分离
双水相萃取技术的工艺流程主要由三部分构成:目的产 物的萃取; PEG的循环; 无机盐的循环。


7、双水相的应用举例
分离和提纯各种蛋白质(酶） 用PEG/ -(NH4) 2SO4 双水相体系,经一次萃取从α- 淀粉 酶发酵液中分离提取α - 淀粉酶和蛋白酶, 萃取最适宜条件 为PEG1000 ( 15 %) -(NH4) 2SO4 (20 %) ,pH = 8 ,α- 淀粉 酶收率为90 % ,分配系数为19. 6 ,蛋白酶的分离系数高达 15. 1。比活率为原发酵液的1. 5 倍,蛋白酶在水相中的收