第四章 萃取技术
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料液 萃余液 萃余液 废液
混合分离器1
产物＋溶剂
混合分离器2
混合分离器n
溶剂
多级逆流萃取流程的特点：料液走向和萃取剂 走向相反，只在最后一级中加入萃取剂，萃取 剂消耗少，萃取液产物平均浓度高，产物收率 较高。工业上多采用多级逆流萃取流程。
五、液-液萃取的影响因素
（一）萃取剂S的选择性
（二）温度对液液萃取的影响 （三）原溶剂pH值对液液萃取的影响
用温水从甜菜中提取蔗糖
用乙醇从菌丝体中提取庐山霉素、曲谷霉素
用有机溶剂从大豆、花生等油料作物中提取食用油
用水或有机溶剂从植物中提取药物、香料或色素
日常生活中煎煮中药、泡茶叶等
液-液萃取
用溶剂从溶液中抽提物质叫液-液萃取，也称溶 剂萃取。经典的液-液萃取指的是有机溶剂萃取 应用 优点
比化学沉淀法分离程度高； 比离子交换法选择性好、传质快； 比蒸馏法能耗低； 生产能力大、周期短、便于连续操作、易实现自动化控制
• 萃取过程机理主要有以下四种类型： • (1) 简单分子萃取(物理萃取) • (2) 中性溶剂络合萃取 • (3) 酸性阳离心交换萃取 • (4) 离子络合萃取
三、液-液萃取过程
E－萃取相 E －脱去溶剂后的萃取相 ， R—萃余相 R —脱去溶剂后的萃余相
，
四、液-液萃取的基本流程
工业萃取的流程 混合 分离
双水相是如何形成的呢？
双水相体系的形成主要是原因是高聚物之间的不 相溶性。由于高聚物分子之间存在的空间阻碍作 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 为只要两聚合物水溶液的憎水程度有所差异，混
合时就可发生相分离，且憎水程度相差越大，相
分离的倾向也就越大。
分离器（如碟片式离心机）
溶剂回收
混合器 （如搅拌混合器）
溶剂回收装置 （如蒸馏塔）
1.单级萃取流程
使用一个混合器和一个分离器的萃取操作：
料液F与萃取溶剂S一起加入混合器内搅拌混合萃取； 达到平衡后的溶液送到分离器内分离得到萃取相 L和萃余
相R； 萃取相送到回收器，萃余相R为废液； 在回收器内产物与溶剂分离（如蒸馏、反萃取等），溶 剂则可循环使用。 S 萃取器 F 分离器 R 回收器 P（产物）
生物工业上常用的溶剂有酯类、醇类和酮类等。
• 萃取剂的条件：
• 一、萃取剂分子至少有一个萃取功能基，通过它 与被萃取物结合形成萃合物，常见的萃取功能基 是O、N、P、S等原子，其中以O原子为功能基的萃 取剂最多。
• 二、萃取剂分子中必须有相当长链的烃或芳烃， 其目的是萃取剂及萃合物容易溶于有机溶剂，而 难溶于水相。
双水相中蛋白质的分配
• 其中K为分配系数，和分别为被分离物质在上相、 下相的浓度。 • 分配系数K等于物质在两相的浓度比,由于各种物 质的K值不同,可利用双水相萃取体系对物质进行 分离。其分配情况服从分配定律，分离效果由分
配系数来表征。
二、双水相萃取的优点
双水相萃取作为一种新型的分离技术，对生物物质、 天然产物、抗生素等的提取、纯化表现出以下优势：
一、双水相基本原理
什么是双水相？
经研究发现，当一种亲水性高分子聚合物水溶液
浓度达到一定值后，与另一种亲水性高分子聚合
物的水溶液混合，可以形成互不相溶的两个相，
即形成双水相系统。在双水相体系中，两相中水
分均占很大比例，蛋白质两个水相中的溶解度有 很大的差别。故可以利用双水相萃取分离蛋白质
等亲水性生物物质。
• 在PEG/Dex中，无机盐离子在两相中也有不同的 分配(见表2-2)，因此在两相间形成电位差。由于 各相要保持电中性，这对带电生物大分子，如蛋 白质和核酸等的分配，产生很大的影响。
• 正离子 K＋ 一些无机离子的分配系数 分配系数K＋ 0.824 I－ 负离子 分配系数K－ 1.42
Na＋
NH4＋ Li＋
定条件下，水相也可以形成两相甚至多相。于是有可能将水
溶性的酶、蛋白质等生物活性物质从一个水相转移到另一水 相中，从而完成分离任务。
1896年Beijerinck观察到当把明胶与琼脂或把明胶和可溶 性淀粉的水溶液混合时，先得到一混浊不透明的溶液，随 后分成两相，上相含有大部分明胶，下相含有大部分琼脂 (或可溶性淀粉)。再如下图中，2.2％的葡聚糖水溶液与 等体积的0.72％甲基纤维素钠的水溶液相混合并静置后， 可得到两个粘稠的液层。
第四章 萃取技术
概述 溶液萃取技术 双水相萃取 反胶团萃取技术 超临界流体萃取 其他萃取技术
概念：萃取是利用溶质在互不混溶的两相之间分 配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的技术。
• 根据参与溶质分配的两相不同分类
• 液固萃取
• 萃 取 • 液液萃取
液-固萃取
概念：用某种溶剂把有用物质从固体原料中提 取到溶液中的过程称为固-液萃取，也称浸取 （Leaching）或浸出。 应用：
常用聚合物构成的双水相体系：
聚乙二醇
聚乙二醇
聚乙烯醇
聚丙二醇
+
葡聚糖
+
聚乙烯醇
+
+
羧甲基纤维素 甲氧基聚乙二醇
常用聚合物与无机盐构成的双水相体系：
聚乙二醇
聚乙二醇
聚乙二醇
聚乙二醇
+
磷酸钾
+
磷酸铵
+
硫酸钠
+
葡萄糖
某些有机物之间或有机 物与无机盐之间，在水 中以适当的浓度溶解后 形成互不相溶的两相或 多相水相体系，两相中 水的含量都很高，如下 图：由聚乙二醇6000与 葡聚糖两种混合物形成 的双水相体系示意图：
蛋白质、多肽、核酸等）的分离提取上。
一、基本概念
经典实验：四氯化碳萃取碘水中碘
• 料液、萃取剂、原溶剂、溶质、萃取液、萃余液、分 配系数、分离因素
• 案例
有机溶剂萃取发酵液中的青霉素
• 具有50多年历史的华北制药以抗生素（特别是青霉素） 生产而著称，目前华药主要抗生素原料药的生产技术指 标均接近或超过国际水平，在国内处于领先地位；青霉 素、阿莫西林等品种的产销量居世界前列。华药青霉素 采取独特的溶媒萃取工艺，确保了低过敏率；注射用头 孢唑林钠拥有从原料到制剂完整的产品生产链，做到了 全过程质量控制；阿莫西林胶囊在国内率先申报并获批 3年有效期，20亿粒的规模化生产带来了低成本优势。
二、基本原理
• 物理萃取 溶质根据相似相溶的原理在两相间达 到分配平衡而进行萃取的分离过程。 • 化学萃取 利用脂溶性萃取剂与溶质之间发生化 学反应生成脂溶性复合分子实现溶质向有机相 分配的过程。萃取剂与溶质之间的化学反应包 括离子交换和络合反应等。化学萃取中通常用 煤油、己烷、四氯化碳和苯等有机溶剂溶解萃 取剂，改善萃取相的物理性质，此时的有机溶 剂称为稀释剂 diluent 。
影响萃取操作的因素：
a. 温度 温度↑互溶性增大；
温度↓产物稳定性提高，粘度增加，扩散性能减小。
b. pH值 影响分配系数，影响物质解离情况 c. 溶媒比 溶媒比＝溶媒体积/萃取体积
溶媒比↑萃取效果↑溶媒回收费用↑
百度文库d. 盐分
无机盐类如硫酸铵、氯化钠等一般可降低产物 在水中的溶解度而使其更易于转入有机溶剂相 中，另一方面还能减小有机溶剂在水相中的溶 解度。盐分↑分配系数↑
作业：实验青霉素的萃取与萃取率的计算
双水相萃取
• 过滤和离心依赖于被分离颗粒的尺寸或密度的差异，当希望
收集微生物的细胞器、分离去除细胞碎片、提取和浓缩胞内 物质时，普通的过滤和离心技术就显得力不从心了。 • 溶剂萃取法难于应用于蛋白质分离。 • 值得注意的是溶液的分相不一定完全依赖于有机溶剂，在一
分离因数
• 若原来的料液中除溶质A以外，还含有溶质B，
则由于A、B的分配系数不同， A和B就得到了
一定程度的分离。如A的分配系数较B大，这样
萃取剂对溶质A和B分离能力的大小可用分离因 数β来表征：
β＝KA／KB
• β越大，A、B的分离效果越好，即产物与杂质越
容易分离。
（一）萃取剂的选择
一个良好的溶剂要满足以下要求： a. 有很大的萃取容量； b. 良好的选择性； c. 与被萃取的液相（通常是水相）存在一定的密 度差，且粘度低、界面张力适中，有利于相的 分散和两相分离； d. 溶剂的回收和再生容易； e. 化学稳定性好，不易分解，对设备腐蚀性小； f. 价廉易得； g. 安全性好，对人体无毒性或毒性低。
（四）盐析作用对溶剂萃取的影响
分配系数和分配因素
• 分配定律(表征萃取剂对溶质的萃取能力)
• 是指在一定温度、压力下，溶质分子分布在 两个互不相溶的溶剂里，达到平衡后，它在 两相的浓度之比为一常数K，这个常数称为 分配系数，即：
K ＝ 萃取相浓度/萃余相浓度＝ X／Y
• 应用条件：(1)稀溶液；(2)溶质对溶剂之互溶 度没有影响；(3)必须是同一种分子类型，即 不发生缔合或离解。
2.多级萃取
料液
为提高收率常采用多级萃取， 多级萃取又有多级逆流萃取和 多级错流萃取的区别。
萃余液 萃余液 萃余液
混合分离器 1
溶剂
混合分离器2
萃取液 溶剂 溶剂
混合分离器n
萃取液
萃取液
多级错流萃取流程的特点：每级均加新鲜溶剂， 故溶剂消耗量大，得到的萃取液产物平均浓度较 稀，但萃取较完全。
多级逆流萃取
2. pH的影响
• pH会影响蛋白质中可离解基团的离解度，因而改 变蛋白质所带电荷和分配系数；另外，pH还影响
系统缓冲物质磷酸盐的离解程度，从而影响分配
系数。 • pH微小的变化有时会使蛋白质的K改变2～3个数 量级。 • 体系pH与蛋白质等电点相差越大，蛋白质在两相 中分配越不均匀。
3.离子环境对蛋白质在两相体系分配的影响
0.889
0.92 0.996
Br－
Cl－ F－
1.21
1.12 0.912
4. 温度的影响
• 由于亲水聚合物的多元醇或多糖结构保护了蛋白
质，蛋白质在双水相中的稳定性增加，所以一般
都可在室温下操作。而且室温时粘度较冷却时低 ，有助于相的分离并节约了能源开支。
五、双水相萃取的应用
1. 双水相萃取法常用于胞内酶提取。 目前已知的胞内酶约2500种，但投入生产的 很少。原因之一是提取困难。胞内酶提取的第 一步系将细胞破碎得到匀浆液，但匀浆液黏度 很大，有微小的细胞碎片存在，欲将细胞碎片 除去，过去是依靠离心分离的方法，但非常困 难。双水相系统可用于细胞碎片以及酶的进一 步精制。
葡聚糖与甲基纤维素钠的双水相体系
第二节 双水相萃取
有机溶剂萃取的不足：
许多蛋白质都有极强的亲水性，不溶于有机溶剂 ； 蛋白质在有机溶剂相中易变性失活。
双水相萃取的优点
① ② ③ 使固液分离和纯化两个步骤同时进行，一步完成； 适合热敏物质的提取，主要是胞内酶； 亲水性聚合物加入水中，形成两相，在这两相中， 水分都占大比例（85～95％），这样生物活性蛋 白质在两相中不会失活，且以一定比例分配于两相 中。
1.含水量高(70％--90％)，在接近生理环境的体系中 进行萃取，不会引起生物活性物质失活或变性； 2.分相时间短，自然分相时间一般为5min～15min；
3.易于工艺放大和连续操作，与后续提纯工序可直接 相连接，无需进行特殊处理； 4.操作条件温和，整个操作过程在常温常压下进行；
5.不存在有机溶剂残留问题，高聚物一般是不挥 发物质，对人体无害； 6.步骤简便，大量杂质可与固体物质一同除去。 虽然该技术在应用方面已经取得了很大的进展， 但几乎都是建立在实验的基础上，到目前为止还 没能完全清楚地从理论上解释双水相系统的形成 机理以及生物分子在系统中的分配机理。
有机溶剂萃取法广泛应用于抗生素、有机酸、维 生素、激素等发酵产物工业规模的提取上。
液-液萃取
溶剂萃取法和其他新型分离技术相结合，产生
了一系列新型分离技术：
超临界流体萃取（Supercritical fluid extraction） 反胶团萃取（Reversed micelle extraction） 双水相萃取技术（Partition of two aqueous phase system ）等。 用于高品质的天然物质、胞内物质（胞内酶、
三、双水相萃取工艺流程
• 双水相萃取技术的工艺流程主要由三部分构 成： • 1）目的产物的萃取 • 2）PEG循环
• 3）无机盐的循环
三步双水相萃取流程示意图
四、影响双水相萃取的因素
1. 聚合物及其相对的分子量
• 不同聚合物，水相系统显示不同的疏水性，水 溶液中聚合物的疏水性依下列次序递增：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，这种疏水性的差别对目的产物与相的相 互作用是重要的。同一聚合物的疏水性随分子 量增加而增加。
混合分离器1
产物＋溶剂
混合分离器2
混合分离器n
溶剂
多级逆流萃取流程的特点：料液走向和萃取剂 走向相反，只在最后一级中加入萃取剂，萃取 剂消耗少，萃取液产物平均浓度高，产物收率 较高。工业上多采用多级逆流萃取流程。
五、液-液萃取的影响因素
（一）萃取剂S的选择性
（二）温度对液液萃取的影响 （三）原溶剂pH值对液液萃取的影响
用温水从甜菜中提取蔗糖
用乙醇从菌丝体中提取庐山霉素、曲谷霉素
用有机溶剂从大豆、花生等油料作物中提取食用油
用水或有机溶剂从植物中提取药物、香料或色素
日常生活中煎煮中药、泡茶叶等
液-液萃取
用溶剂从溶液中抽提物质叫液-液萃取，也称溶 剂萃取。经典的液-液萃取指的是有机溶剂萃取 应用 优点
比化学沉淀法分离程度高； 比离子交换法选择性好、传质快； 比蒸馏法能耗低； 生产能力大、周期短、便于连续操作、易实现自动化控制
• 萃取过程机理主要有以下四种类型： • (1) 简单分子萃取(物理萃取) • (2) 中性溶剂络合萃取 • (3) 酸性阳离心交换萃取 • (4) 离子络合萃取
三、液-液萃取过程
E－萃取相 E －脱去溶剂后的萃取相 ， R—萃余相 R —脱去溶剂后的萃余相
，
四、液-液萃取的基本流程
工业萃取的流程 混合 分离
双水相是如何形成的呢？
双水相体系的形成主要是原因是高聚物之间的不 相溶性。由于高聚物分子之间存在的空间阻碍作 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 为只要两聚合物水溶液的憎水程度有所差异，混
合时就可发生相分离，且憎水程度相差越大，相
分离的倾向也就越大。
分离器（如碟片式离心机）
溶剂回收
混合器 （如搅拌混合器）
溶剂回收装置 （如蒸馏塔）
1.单级萃取流程
使用一个混合器和一个分离器的萃取操作：
料液F与萃取溶剂S一起加入混合器内搅拌混合萃取； 达到平衡后的溶液送到分离器内分离得到萃取相 L和萃余
相R； 萃取相送到回收器，萃余相R为废液； 在回收器内产物与溶剂分离（如蒸馏、反萃取等），溶 剂则可循环使用。 S 萃取器 F 分离器 R 回收器 P（产物）
生物工业上常用的溶剂有酯类、醇类和酮类等。
• 萃取剂的条件：
• 一、萃取剂分子至少有一个萃取功能基，通过它 与被萃取物结合形成萃合物，常见的萃取功能基 是O、N、P、S等原子，其中以O原子为功能基的萃 取剂最多。
• 二、萃取剂分子中必须有相当长链的烃或芳烃， 其目的是萃取剂及萃合物容易溶于有机溶剂，而 难溶于水相。
双水相中蛋白质的分配
• 其中K为分配系数，和分别为被分离物质在上相、 下相的浓度。 • 分配系数K等于物质在两相的浓度比,由于各种物 质的K值不同,可利用双水相萃取体系对物质进行 分离。其分配情况服从分配定律，分离效果由分
配系数来表征。
二、双水相萃取的优点
双水相萃取作为一种新型的分离技术，对生物物质、 天然产物、抗生素等的提取、纯化表现出以下优势：
一、双水相基本原理
什么是双水相？
经研究发现，当一种亲水性高分子聚合物水溶液
浓度达到一定值后，与另一种亲水性高分子聚合
物的水溶液混合，可以形成互不相溶的两个相，
即形成双水相系统。在双水相体系中，两相中水
分均占很大比例，蛋白质两个水相中的溶解度有 很大的差别。故可以利用双水相萃取分离蛋白质
等亲水性生物物质。
• 在PEG/Dex中，无机盐离子在两相中也有不同的 分配(见表2-2)，因此在两相间形成电位差。由于 各相要保持电中性，这对带电生物大分子，如蛋 白质和核酸等的分配，产生很大的影响。
• 正离子 K＋ 一些无机离子的分配系数 分配系数K＋ 0.824 I－ 负离子 分配系数K－ 1.42
Na＋
NH4＋ Li＋
定条件下，水相也可以形成两相甚至多相。于是有可能将水
溶性的酶、蛋白质等生物活性物质从一个水相转移到另一水 相中，从而完成分离任务。
1896年Beijerinck观察到当把明胶与琼脂或把明胶和可溶 性淀粉的水溶液混合时，先得到一混浊不透明的溶液，随 后分成两相，上相含有大部分明胶，下相含有大部分琼脂 (或可溶性淀粉)。再如下图中，2.2％的葡聚糖水溶液与 等体积的0.72％甲基纤维素钠的水溶液相混合并静置后， 可得到两个粘稠的液层。
第四章 萃取技术
概述 溶液萃取技术 双水相萃取 反胶团萃取技术 超临界流体萃取 其他萃取技术
概念：萃取是利用溶质在互不混溶的两相之间分 配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的技术。
• 根据参与溶质分配的两相不同分类
• 液固萃取
• 萃 取 • 液液萃取
液-固萃取
概念：用某种溶剂把有用物质从固体原料中提 取到溶液中的过程称为固-液萃取，也称浸取 （Leaching）或浸出。 应用：
常用聚合物构成的双水相体系：
聚乙二醇
聚乙二醇
聚乙烯醇
聚丙二醇
+
葡聚糖
+
聚乙烯醇
+
+
羧甲基纤维素 甲氧基聚乙二醇
常用聚合物与无机盐构成的双水相体系：
聚乙二醇
聚乙二醇
聚乙二醇
聚乙二醇
+
磷酸钾
+
磷酸铵
+
硫酸钠
+
葡萄糖
某些有机物之间或有机 物与无机盐之间，在水 中以适当的浓度溶解后 形成互不相溶的两相或 多相水相体系，两相中 水的含量都很高，如下 图：由聚乙二醇6000与 葡聚糖两种混合物形成 的双水相体系示意图：
蛋白质、多肽、核酸等）的分离提取上。
一、基本概念
经典实验：四氯化碳萃取碘水中碘
• 料液、萃取剂、原溶剂、溶质、萃取液、萃余液、分 配系数、分离因素
• 案例
有机溶剂萃取发酵液中的青霉素
• 具有50多年历史的华北制药以抗生素（特别是青霉素） 生产而著称，目前华药主要抗生素原料药的生产技术指 标均接近或超过国际水平，在国内处于领先地位；青霉 素、阿莫西林等品种的产销量居世界前列。华药青霉素 采取独特的溶媒萃取工艺，确保了低过敏率；注射用头 孢唑林钠拥有从原料到制剂完整的产品生产链，做到了 全过程质量控制；阿莫西林胶囊在国内率先申报并获批 3年有效期，20亿粒的规模化生产带来了低成本优势。
二、基本原理
• 物理萃取 溶质根据相似相溶的原理在两相间达 到分配平衡而进行萃取的分离过程。 • 化学萃取 利用脂溶性萃取剂与溶质之间发生化 学反应生成脂溶性复合分子实现溶质向有机相 分配的过程。萃取剂与溶质之间的化学反应包 括离子交换和络合反应等。化学萃取中通常用 煤油、己烷、四氯化碳和苯等有机溶剂溶解萃 取剂，改善萃取相的物理性质，此时的有机溶 剂称为稀释剂 diluent 。
影响萃取操作的因素：
a. 温度 温度↑互溶性增大；
温度↓产物稳定性提高，粘度增加，扩散性能减小。
b. pH值 影响分配系数，影响物质解离情况 c. 溶媒比 溶媒比＝溶媒体积/萃取体积
溶媒比↑萃取效果↑溶媒回收费用↑
百度文库d. 盐分
无机盐类如硫酸铵、氯化钠等一般可降低产物 在水中的溶解度而使其更易于转入有机溶剂相 中，另一方面还能减小有机溶剂在水相中的溶 解度。盐分↑分配系数↑
作业：实验青霉素的萃取与萃取率的计算
双水相萃取
• 过滤和离心依赖于被分离颗粒的尺寸或密度的差异，当希望
收集微生物的细胞器、分离去除细胞碎片、提取和浓缩胞内 物质时，普通的过滤和离心技术就显得力不从心了。 • 溶剂萃取法难于应用于蛋白质分离。 • 值得注意的是溶液的分相不一定完全依赖于有机溶剂，在一
分离因数
• 若原来的料液中除溶质A以外，还含有溶质B，
则由于A、B的分配系数不同， A和B就得到了
一定程度的分离。如A的分配系数较B大，这样
萃取剂对溶质A和B分离能力的大小可用分离因 数β来表征：
β＝KA／KB
• β越大，A、B的分离效果越好，即产物与杂质越
容易分离。
（一）萃取剂的选择
一个良好的溶剂要满足以下要求： a. 有很大的萃取容量； b. 良好的选择性； c. 与被萃取的液相（通常是水相）存在一定的密 度差，且粘度低、界面张力适中，有利于相的 分散和两相分离； d. 溶剂的回收和再生容易； e. 化学稳定性好，不易分解，对设备腐蚀性小； f. 价廉易得； g. 安全性好，对人体无毒性或毒性低。
（四）盐析作用对溶剂萃取的影响
分配系数和分配因素
• 分配定律(表征萃取剂对溶质的萃取能力)
• 是指在一定温度、压力下，溶质分子分布在 两个互不相溶的溶剂里，达到平衡后，它在 两相的浓度之比为一常数K，这个常数称为 分配系数，即：
K ＝ 萃取相浓度/萃余相浓度＝ X／Y
• 应用条件：(1)稀溶液；(2)溶质对溶剂之互溶 度没有影响；(3)必须是同一种分子类型，即 不发生缔合或离解。
2.多级萃取
料液
为提高收率常采用多级萃取， 多级萃取又有多级逆流萃取和 多级错流萃取的区别。
萃余液 萃余液 萃余液
混合分离器 1
溶剂
混合分离器2
萃取液 溶剂 溶剂
混合分离器n
萃取液
萃取液
多级错流萃取流程的特点：每级均加新鲜溶剂， 故溶剂消耗量大，得到的萃取液产物平均浓度较 稀，但萃取较完全。
多级逆流萃取
2. pH的影响
• pH会影响蛋白质中可离解基团的离解度，因而改 变蛋白质所带电荷和分配系数；另外，pH还影响
系统缓冲物质磷酸盐的离解程度，从而影响分配
系数。 • pH微小的变化有时会使蛋白质的K改变2～3个数 量级。 • 体系pH与蛋白质等电点相差越大，蛋白质在两相 中分配越不均匀。
3.离子环境对蛋白质在两相体系分配的影响
0.889
0.92 0.996
Br－
Cl－ F－
1.21
1.12 0.912
4. 温度的影响
• 由于亲水聚合物的多元醇或多糖结构保护了蛋白
质，蛋白质在双水相中的稳定性增加，所以一般
都可在室温下操作。而且室温时粘度较冷却时低 ，有助于相的分离并节约了能源开支。
五、双水相萃取的应用
1. 双水相萃取法常用于胞内酶提取。 目前已知的胞内酶约2500种，但投入生产的 很少。原因之一是提取困难。胞内酶提取的第 一步系将细胞破碎得到匀浆液，但匀浆液黏度 很大，有微小的细胞碎片存在，欲将细胞碎片 除去，过去是依靠离心分离的方法，但非常困 难。双水相系统可用于细胞碎片以及酶的进一 步精制。
葡聚糖与甲基纤维素钠的双水相体系
第二节 双水相萃取
有机溶剂萃取的不足：
许多蛋白质都有极强的亲水性，不溶于有机溶剂 ； 蛋白质在有机溶剂相中易变性失活。
双水相萃取的优点
① ② ③ 使固液分离和纯化两个步骤同时进行，一步完成； 适合热敏物质的提取，主要是胞内酶； 亲水性聚合物加入水中，形成两相，在这两相中， 水分都占大比例（85～95％），这样生物活性蛋 白质在两相中不会失活，且以一定比例分配于两相 中。
1.含水量高(70％--90％)，在接近生理环境的体系中 进行萃取，不会引起生物活性物质失活或变性； 2.分相时间短，自然分相时间一般为5min～15min；
3.易于工艺放大和连续操作，与后续提纯工序可直接 相连接，无需进行特殊处理； 4.操作条件温和，整个操作过程在常温常压下进行；
5.不存在有机溶剂残留问题，高聚物一般是不挥 发物质，对人体无害； 6.步骤简便，大量杂质可与固体物质一同除去。 虽然该技术在应用方面已经取得了很大的进展， 但几乎都是建立在实验的基础上，到目前为止还 没能完全清楚地从理论上解释双水相系统的形成 机理以及生物分子在系统中的分配机理。
有机溶剂萃取法广泛应用于抗生素、有机酸、维 生素、激素等发酵产物工业规模的提取上。
液-液萃取
溶剂萃取法和其他新型分离技术相结合，产生
了一系列新型分离技术：
超临界流体萃取（Supercritical fluid extraction） 反胶团萃取（Reversed micelle extraction） 双水相萃取技术（Partition of two aqueous phase system ）等。 用于高品质的天然物质、胞内物质（胞内酶、
三、双水相萃取工艺流程
• 双水相萃取技术的工艺流程主要由三部分构 成： • 1）目的产物的萃取 • 2）PEG循环
• 3）无机盐的循环
三步双水相萃取流程示意图
四、影响双水相萃取的因素
1. 聚合物及其相对的分子量
• 不同聚合物，水相系统显示不同的疏水性，水 溶液中聚合物的疏水性依下列次序递增：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，这种疏水性的差别对目的产物与相的相 互作用是重要的。同一聚合物的疏水性随分子 量增加而增加。