第5章酶工业提取

有机溶剂提取 可与水混溶的有机溶剂
用于提取那些与脂质结合牢固或含 有较多非极性基团的酶
大多数蛋白类酶都溶于水，而
且在低浓度的盐存在的条件下，
酶的溶解度随盐浓度的升高而
增加，这称为盐溶现象。
第5章酶工业提取
本章 目录
5.2.4 沉淀分离
沉淀分离是通过改变某些条件或添加某种物质，使酶的溶解 度降低，而从溶液中沉淀析出，与其它溶质分离的技术过程。
第5章酶工业提取
酶的主要提取方法
提取方法
使用的溶剂或溶液
提取对象
盐溶液提取
0.02～0.5mol/L的盐溶液 用于提取在低浓度盐溶液中溶解度 较大的酶
酸溶液提取 PH2～6的水溶液
用于提取在稀酸溶液中溶解度大， 且稳定性较好的酶
碱溶液提取 PH8～12的水溶液
用于提取在稀碱溶液中溶解度大且 稳定性较好的酶
• 酶都能溶解于水，通常可用水或稀酸、稀碱、稀盐溶液等进 行提取，有些酶与脂质结合或含有较多的非极性基团，则可 用有机溶剂提取。
提高温度，降低溶液粘度、增加扩散面积、縮短扩散距离，增大浓 度差等都有利于提高酶分子的扩散速度，从而增大提取效果。
为了提高酶的提取率并防止酶的变性失活，在提取过程中还要注 意控制好温度、pH值等提取条件。
1.发酵液相对纯化
（1）无机离子的去除 （2）杂蛋白的去除 （3）色素及其他物质的去除
第5章酶工业提取
（1）无机离子的去除
钙离子——草酸 镁离子——三聚磷酸钠 铁离子——黄血盐
第5章酶工业提取
（2）杂蛋白的去除
• 1）沉淀法——pH、盐析 • 2）变性法——加热、极端pH、有机溶剂 • 3）凝聚和絮凝——电解质、有机絮凝剂 • 4）吸附法——吸附剂
染和蛋白酶水解。 • 2.选择有效的纯化方式 （1）在不破坏待纯化酶的限度内，使用各种“激烈” 手段
。 （2）使用亲和剂进行纯化。 • 3.酶活性测定贯穿纯化过程始终。
第5章酶工业提取
5.1.2酶的组合分离纯化策略
设计分离纯化工艺的基本要求
Resolution（分辨率）
Speed（速度）
Capacity（容量）
(3)浓缩与干燥 （concentration and
desiccation）使酶与溶剂分离的过程，使用蒸发、
冷冻干燥等方法。
本章
第5章酶工业提取
目录
5.1.1酶分离纯化的基本原则
• 1.防止酶变性失效 （1）一般在低温下进行 （2）控制pH不要过酸、过碱 （3）尽量减少泡沫 （4）防止重金属、有机溶剂引起酶变性，防止微生物污
第五章 酶的分离纯化
第5章酶工业提取
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Contents of chapter 5
Go 1、酶的提取与分离纯化技术路线 Go 2、酶的粗分离 Go 3、酶的精制 Go 4、酶的浓缩、干燥、结晶
第5章酶工业提取
细胞结构与酶分布
第5章酶工业提取
5.1 酶的提取、分离纯化技术路线
细胞破碎 酶提取
动物、植物或微生物细胞 发酵液
第5章酶工业提取
（3）色素及其他物质的去除
• 活性炭 • 离子交换树脂、离子交换纤维 • 大孔吸附树脂 • 专用脱色树脂
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2.发酵液固液分离
——过滤
过滤是借助于过滤介质将不同大小、不同形状的物 质分离的技术过程。
提高过滤性能的方法 絮凝和凝聚 稀释 助滤剂——不可压缩的多孔微粒
第5章酶工业提取
通过机械运动产生的剪切 力，使组织、细胞破碎。
捣碎法 研磨法 匀浆法
物理破碎 化学破碎 酶促破碎
通过各种物理因素的作用， 使组织、细胞的外层结构破 坏，而使细胞破碎。
通过各种化学试剂对细胞 膜的作用，而使细胞破碎
通过细胞本身的酶系或外 加酶制剂的催化作用，使 细胞外层结构受到破坏， 而达到细胞破碎
第5章酶工业提取
沉淀分离方法 盐析沉淀法
等电点沉淀法
有机溶剂沉淀法
复合沉淀法 选择性变性沉淀 法
分离原理
利用不同蛋白质在不同的盐浓度条件下溶解度不同的特性，通 过在酶液中添加一定浓度的中性盐，使酶或杂质从溶液中析出 沉淀，从而使酶与杂质分离
利用两性电解质在等电点时溶解度最低，以及不同的两性电解 质有不同的等电点这一特性，通过调节溶液的pH值，使酶或杂 质沉淀析出，从而使酶与杂质分离
5.2.2 细胞破碎
许多酶存在于细胞内。 为了提取这些胞内酶， 首先需要对细胞进行破 碎处理。
JY92-II D超声波 细胞粉碎机
1）机械破碎 2）物理破碎 3）化学破碎 4）酶解破碎
DY89-I型 电动玻璃匀浆机
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碎高 机压
细 胞 破
细 胞 破 碎 珠
细胞破碎方法及其原理
机械破碎
酶分离纯化
酶浓缩 酶贮存
离心，过滤，沉淀，层析，电 泳，萃取，结晶等。
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酶分离纯化过程
酶的纯化过程，约可分为三个阶段：
(1) 粗蛋白质 (crude protein): 采样 → 均质 打破细胞 → 抽出全蛋白，多使用盐析沉淀法；可 以粗略去除蛋白质以外的物质。
(2) 部分纯化 (partially purified): 使用各种 柱层析法。均质酶 (homogeneous): 目标酶的进 一步精制纯化，可用制备式电泳或高效液相色谱。
温度差破碎法 压力差破碎法 超声波破碎法
有机溶剂： 甲苯、丙酮 丁醇、氯仿 表面活性剂： Triton、Tween
自溶法 外加酶制剂法
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5.2.3 酶的提取
• 酶的提取是指在一定的条件下，用适当的溶剂或溶液处理含 酶原料，使酶充分溶解到溶剂或溶液中的过程。也称为酶的 抽提。
• 酶提取时首先应根据酶的结构和溶解性质，选择适当的溶剂。 一般说来，极性物质易溶于极性溶剂中，非极性物质易溶于 非极性的有机溶剂中，酸性物质易溶于碱性溶剂中，碱性物 质易溶于酸性溶剂中。
利用酶与其它杂质在有机溶剂中的溶解度不同，通过添加一定 量的某种有机溶剂，使酶或杂质沉淀析出，从而使酶与杂质分 离
在酶液中加入某些物质，使它与酶形成复合物而沉淀下来，从 而使酶与杂质分离
Recovery（回收率）
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5.2 酶的提取（粗分离）
5.2.1 发酵液预处理 5.2.2 细胞破碎 5.2.3 酶的提取 5.2.4 离心分离 5.2.5 沉淀分离 5.2.6 萃取分离
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5.2.1 发酵液预处理
• 1.发酵液相对纯化 • 2.发酵液固液分离
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