生物分离工程 萃取分离技术简介

生物分离工程是从微生物、动植物细胞及生物化学产品中提取有用物质的技术。而生物分离又具有产品种类多、分离难度比化工产品大的特点。分离技术的过程分为：不溶物的去除，采用过滤离心;杂物的粗分，采用吸附溶剂萃取;纯化，采用色谱超滤电渗析法;精制，采用结晶法。这里着重介绍萃取分离技术，它是杂物分离的核心技术，在此阶段更是举足轻重显得尤为重要。

萃取是利用液体或超临界液体为溶剂即提取剂提取原料中目标产物(固、液)的分离纯化操作。基本原理：利用两个互不相溶的液相中各组分的溶解度不同，从而达到分离的目的。在相见浓度差的作用下，料液中的溶质向萃取相扩散，当两相中的溶质达到平衡时，萃取速度为零，各相中的溶质浓度不再改变。萃取技术多种多样，包括超临界流体萃取、反相微胶团萃取技术、双水相萃取技术等

超临界流体萃取是一项利用超临界条件下的气体(超临界流体)作为萃取剂，从液体或固体中萃取出某些成分并进行分离的新型提取技术。它具有低能耗、无污染和适合处理易受热分解的高沸点物质的特点。超临界流体的特征：1溶解能力随密度升高而增加2易于脱除溶剂，3操作过程需要温度较低、较高压力等。因此为了保证萃取达到期望目标值这就要求选择的超临界流体适宜

：1操作温度与超临界流体的临界温度接近2其化学性质与萃取物质的化学物质接近。超临界流体萃取在食品中应用于植物油、咖啡因、天然香料、啤酒花、胡萝卜素的提取。此外对健康无害和无腐蚀的超临界萃取工艺在食品和药物工业上的潜在应用受到关注，吸引着人们的眼光。

反相微胶团萃取技术是在反胶团萃取中，蛋白质以水壳的形式存在，避免了直接与有机溶剂接触，从而克服了生物分子，特别是蛋白质类生物活性物质难于溶解在有机相中或在有机相中发生不可逆变性的缺点，实现了用有机溶剂对生物分子的萃取分离。

反胶团包括四种模型:1蛋白质位于水池的中心，周围存在的水层将其与反胶团壁隔开2蛋白质分子表面存在强烈的疏水区域，直接与有机相接触3蛋白质吸附于反胶团内壁4蛋白质的疏水区域与几个反胶团的表面活性剂疏水尾发生作用被几个小反胶团所“溶解”。反相微胶团分离的方法有移向法、注入法、溶解法。影响萃取结果的因素有pH值、盐浓度、蛋白质相对分子量、阳离子种类。

双水相萃取技术是利用聚合物-盐或聚合物混合系统所表现出来的两相不相溶的水相进行萃取的操作技术。工艺流程由目的产物的萃取、PEG循环、无机盐的循环三部分构成。1目的产物萃取：细胞悬浮夜经珠磨机破碎细胞，与PEG和无机盐或葡萄糖在萃取器混合---离心机中使目标蛋白质分配到上相、其他被分配到下相中2PEG的循环:

回收方法有加入盐使目标蛋白质转入富盐相和通过离子交换树脂用洗脱剂先洗去PEG，再洗出蛋白质。3无机盐的循环，将含磷酸钠的盐相冷却，结晶，然后用离心机分离收集。影响双水相系统中分配的主要因素有聚合物的相对分子量、成相溶液浓度、pH值、无机盐、温度。双水相萃取技术应用于蛋白质、酶、核酸、人生长激素、干扰素等的分离纯化，将传统的离心、沉淀等液-固分离转化为液-液分离。具有操作简便、经济省时的优点。

生物分离过程是生物工程中必不可少的重要过程环节之一，而萃取操作是生物分离过程重要的操作。萃取不仅可以提取和增浓产物，还可以除掉部分类似的物质，使产物获得初步纯化。