生物工業(yè)下游技術(shù)第六章雙水相萃取法

1、第六章第六章 雙水相萃取法雙水相萃取法 謝謝 虹虹 普通的有機(jī)溶劑萃取法難于應(yīng)用普通的有機(jī)溶劑萃取法難于應(yīng)用于蛋白質(zhì)的分離：于蛋白質(zhì)的分離：許多蛋白質(zhì)都有極強(qiáng)的親水性，不許多蛋白質(zhì)都有極強(qiáng)的親水性，不溶于有機(jī)溶劑；溶于有機(jī)溶劑；蛋白質(zhì)在有機(jī)溶劑相中易變性失活。蛋白質(zhì)在有機(jī)溶劑相中易變性失活。 基因工程產(chǎn)品如蛋白質(zhì)和酶往往是胞內(nèi)產(chǎn)基因工程產(chǎn)品如蛋白質(zhì)和酶往往是胞內(nèi)產(chǎn)品，需經(jīng)細(xì)胞破碎后才能提取、純化，細(xì)胞顆品，需經(jīng)細(xì)胞破碎后才能提取、純化，細(xì)胞顆粒尺寸的變化給固粒尺寸的變化給固液分離帶來(lái)了困難，同時(shí)液分離帶來(lái)了困難，同時(shí)這類(lèi)產(chǎn)品的活性和功能對(duì)這類(lèi)產(chǎn)品的活性和功能對(duì)pH值、溫度和離子強(qiáng)值、溫度和離子

2、強(qiáng)度等環(huán)境因素特別敏感。度等環(huán)境因素特別敏感。 由于它們?cè)谟捎谒鼈冊(cè)谟袡C(jī)溶劑中的溶解度低有機(jī)溶劑中的溶解度低并且并且會(huì)變性會(huì)變性，因此傳統(tǒng)的溶劑萃取法并不適合。，因此傳統(tǒng)的溶劑萃取法并不適合。 因此基因工程產(chǎn)品的商業(yè)化迫切需要因此基因工程產(chǎn)品的商業(yè)化迫切需要開(kāi)發(fā)適合大規(guī)模生產(chǎn)的、經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便的、快開(kāi)發(fā)適合大規(guī)模生產(chǎn)的、經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便的、快速高效的分離純化技術(shù)。速高效的分離純化技術(shù)。 其中其中雙水相萃取技術(shù)雙水相萃取技術(shù)( (two-aqueous two-aqueous phase extraction,ATPS)phase extraction,ATPS)，又稱(chēng)又稱(chēng)水溶液兩水溶液兩相分配技術(shù)相分配技術(shù)

3、( (Partion of two aqueous Partion of two aqueous phase extraction)phase extraction)是近年來(lái)出現(xiàn)的引人是近年來(lái)出現(xiàn)的引人注目、極有前途的新型分離技術(shù)。注目、極有前途的新型分離技術(shù)。雙水相雙水相 溶液的分相不一定完全依賴(lài)于有機(jī)溶劑，溶液的分相不一定完全依賴(lài)于有機(jī)溶劑，在一定的條件水相可以形成兩相或多相；在一定的條件水相可以形成兩相或多相； 1896年年Bei jerinck 觀察到把明膠和可觀察到把明膠和可溶性淀粉的水溶液混合時(shí)，溶液分成兩溶性淀粉的水溶液混合時(shí)，溶液分成兩相，上相含有大部分明膠，下相含有大相，上相

4、含有大部分明膠，下相含有大部分可溶性淀粉。部分可溶性淀粉。u能夠保留產(chǎn)物的活性能夠保留產(chǎn)物的活性;u整個(gè)操作可以連續(xù)化整個(gè)操作可以連續(xù)化;u在除去細(xì)胞或細(xì)胞碎片時(shí)，還可以純化在除去細(xì)胞或細(xì)胞碎片時(shí)，還可以純化蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)25倍倍;u處理量相同時(shí)，雙水相萃取法比傳統(tǒng)的處理量相同時(shí)，雙水相萃取法比傳統(tǒng)的分離方法分離方法，設(shè)備需用量要少設(shè)備需用量要少310倍。倍。 雙水相萃取法的特點(diǎn)雙水相萃取法的特點(diǎn) 雙水相萃取法和傳統(tǒng)的分離方法雙水相萃取法和傳統(tǒng)的分離方法(如鹽如鹽析或有機(jī)溶劑沉淀等析或有機(jī)溶劑沉淀等)相比也有很大的優(yōu)勢(shì)，相比也有很大的優(yōu)勢(shì)，如以如以-半乳糖苷酶為例，用沉淀或雙水相萃半乳糖苷酶為例

5、，用沉淀或雙水相萃取純化的比較見(jiàn)下表。取純化的比較見(jiàn)下表。 用此法來(lái)提純的酶已達(dá)數(shù)十種，其用此法來(lái)提純的酶已達(dá)數(shù)十種，其分離過(guò)程也達(dá)到相當(dāng)規(guī)模，如分離過(guò)程也達(dá)到相當(dāng)規(guī)模，如乙醇脫氫乙醇脫氫酶酶的分離已達(dá)到幾十千克濕細(xì)胞規(guī)模，的分離已達(dá)到幾十千克濕細(xì)胞規(guī)模，-半乳糖苷酶半乳糖苷酶的提取也到了中試規(guī)模等。的提取也到了中試規(guī)模等。第一節(jié)第一節(jié) 雙水相分離理論雙水相分離理論 當(dāng)兩種聚合物互相混合，分層或混合，當(dāng)兩種聚合物互相混合，分層或混合，取決于：取決于： ?體系熵的增加體系熵的增加； ?分子之間作用力分子之間作用力。 兩種被混合分子間如存在空間排斥力，它兩種被混合分子間如存在空間排斥力，它們的線團(tuán)

6、結(jié)構(gòu)無(wú)法相互滲透，在達(dá)到平衡后就們的線團(tuán)結(jié)構(gòu)無(wú)法相互滲透，在達(dá)到平衡后就有可能分成兩相，形成雙水相。有可能分成兩相，形成雙水相。 一、雙水相的形成一、雙水相的形成 當(dāng)兩種高分子聚合物之間存在相互排當(dāng)兩種高分子聚合物之間存在相互排斥作用時(shí)，由于相對(duì)分子質(zhì)量較大，斥作用時(shí)，由于相對(duì)分子質(zhì)量較大，分子分子間的相互排斥作用與混合過(guò)程的熵增間的相互排斥作用與混合過(guò)程的熵增加相比占主導(dǎo)地位加相比占主導(dǎo)地位，一種聚合物分子的，一種聚合物分子的周?chē)鷮⒕奂N分子而排斥異種分子，當(dāng)周?chē)鷮⒕奂N分子而排斥異種分子，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，即形成分別富含不同聚合物達(dá)到平衡時(shí)，即形成分別富含不同聚合物的兩相。的兩相。聚合物的

7、不相溶性聚合物的不相溶性在生化工程中廣泛應(yīng)用的雙水相體系有：在生化工程中廣泛應(yīng)用的雙水相體系有：聚乙二醇（聚乙二醇（PEG）/葡聚糖葡聚糖(Dex)體系體系，該該雙水相的上相富含雙水相的上相富含PEGPEG，下相富含下相富含DexDex。除雙聚合物系統(tǒng)外，除雙聚合物系統(tǒng)外，聚合物與無(wú)機(jī)鹽的混聚合物與無(wú)機(jī)鹽的混合溶液也可形成雙水相合溶液也可形成雙水相，例如，例如，PEG/PEG/磷酸磷酸鉀鉀( (KPi)KPi)、PEG/PEG/磷酸銨、磷酸銨、PEG/PEG/硫酸鈉等常用硫酸鈉等常用于生物產(chǎn)物的雙水相萃取。于生物產(chǎn)物的雙水相萃取。PEG/PEG/無(wú)機(jī)鹽系無(wú)機(jī)鹽系統(tǒng)的上相富含統(tǒng)的上相富含PEGP

8、EG，下相富含無(wú)機(jī)鹽。下相富含無(wú)機(jī)鹽。 二、相圖二、相圖 水性?xún)上嗟男纬蓷l件和定量關(guān)水性?xún)上嗟男纬蓷l件和定量關(guān)系常用相圖表示。系常用相圖表示。a雙節(jié)線雙節(jié)線系線系線b雙節(jié)線雙節(jié)線均相區(qū)均相區(qū)均相區(qū)均相區(qū)兩相區(qū)兩相區(qū)兩相區(qū)兩相區(qū)系線系線臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)圖圖a和和b分別為分別為PEG/Dex和和PEG/KPi系統(tǒng)的典型相圖系統(tǒng)的典型相圖 在系線上各點(diǎn)處系統(tǒng)的總濃度不同，但均分成組成相同而在系線上各點(diǎn)處系統(tǒng)的總濃度不同，但均分成組成相同而體積不同的兩相。兩相的體積近似服從杠桿規(guī)則，即體積不同的兩相。兩相的體積近似服從杠桿規(guī)則，即 系線的長(zhǎng)度是衡量?jī)上嚅g相對(duì)差別的尺度，系線越長(zhǎng)，兩系線的長(zhǎng)度是衡量?jī)上嚅g相

9、對(duì)差別的尺度，系線越長(zhǎng)，兩相間的性質(zhì)差別越大，反之則越小。當(dāng)系線長(zhǎng)度趨向于零時(shí)，相間的性質(zhì)差別越大，反之則越小。當(dāng)系線長(zhǎng)度趨向于零時(shí)，即在圖即在圖b的雙節(jié)線上的雙節(jié)線上K點(diǎn)，兩相差別消失，任何溶質(zhì)在兩相中點(diǎn)，兩相差別消失，任何溶質(zhì)在兩相中的分配系數(shù)均為的分配系數(shù)均為1，因此，因此K點(diǎn)稱(chēng)為點(diǎn)稱(chēng)為臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)(critical point)。三、物質(zhì)在兩相中的分配三、物質(zhì)在兩相中的分配雙水相中的分配平衡雙水相中的分配平衡 與溶劑萃取相同，溶質(zhì)在雙水相中的與溶劑萃取相同，溶質(zhì)在雙水相中的分配系數(shù)也用分配系數(shù)也用m=c2/c1m=c2/c1表示。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，表示。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，用用c1c1 和和c2c2

10、分別表示平衡狀態(tài)下下相和上分別表示平衡狀態(tài)下下相和上相中溶質(zhì)的總濃度。相中溶質(zhì)的總濃度。 有關(guān)雙水相系統(tǒng)中溶質(zhì)分配平衡的理論已有很多有關(guān)雙水相系統(tǒng)中溶質(zhì)分配平衡的理論已有很多研究報(bào)導(dǎo)。但是，由于影響雙水相系統(tǒng)中溶質(zhì)分配平研究報(bào)導(dǎo)。但是，由于影響雙水相系統(tǒng)中溶質(zhì)分配平衡的因素非常復(fù)雜，很難建立完整的熱力學(xué)理論體系。衡的因素非常復(fù)雜，很難建立完整的熱力學(xué)理論體系。從雙水相萃取過(guò)程設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，確定影響分配系從雙水相萃取過(guò)程設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，確定影響分配系數(shù)的主要因素是非常重要的。數(shù)的主要因素是非常重要的。 已有的大量研究表明，生物分子的分配已有的大量研究表明，生物分子的分配系數(shù)取決于溶質(zhì)與雙水相系

11、統(tǒng)間的各種相互系數(shù)取決于溶質(zhì)與雙水相系統(tǒng)間的各種相互作用，其中作用，其中主要有靜電作用主要有靜電作用、疏水作用和生疏水作用和生物親和作用等物親和作用等。因此，分配系數(shù)是各種相互因此，分配系數(shù)是各種相互作用的和作用的和:lnm=lnme+lnmh+lnml me，mh，ml 分別為靜電作用、疏水作分別為靜電作用、疏水作用和生物親和作用對(duì)溶質(zhì)分配系數(shù)的貢獻(xiàn)。用和生物親和作用對(duì)溶質(zhì)分配系數(shù)的貢獻(xiàn)。影響物質(zhì)分配平衡的因素影響物質(zhì)分配平衡的因素體系的溫度等體系的溫度等雙水相系統(tǒng)的聚合物組成雙水相系統(tǒng)的聚合物組成(包括聚合物類(lèi)型、平均分子量包括聚合物類(lèi)型、平均分子量)鹽類(lèi)鹽類(lèi)(包括離子的類(lèi)型和濃度、離子強(qiáng)

12、度、包括離子的類(lèi)型和濃度、離子強(qiáng)度、pH值值)溶質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)溶質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)(包括分子量、等電點(diǎn)包括分子量、等電點(diǎn)) 這些系統(tǒng)復(fù)雜性表現(xiàn)在如下的一些例這些系統(tǒng)復(fù)雜性表現(xiàn)在如下的一些例子中：在一相中引入疏水性基團(tuán)會(huì)影響離子中：在一相中引入疏水性基團(tuán)會(huì)影響離子的分配和電位，在大分子子的分配和電位，在大分子( (親水聚合物或親水聚合物或蛋白質(zhì)溶質(zhì)蛋白質(zhì)溶質(zhì)) )結(jié)構(gòu)中構(gòu)象的變化，能使另一結(jié)構(gòu)中構(gòu)象的變化，能使另一些原子暴露在微環(huán)境中。這些事實(shí)導(dǎo)致些原子暴露在微環(huán)境中。這些事實(shí)導(dǎo)致只只能用實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)確定滿(mǎn)足分配要求的操能用實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)確定滿(mǎn)足分配要求的操作條件。作條件。 雙水相系統(tǒng)作為一種成功

13、的萃取方法，很大雙水相系統(tǒng)作為一種成功的萃取方法，很大程度上取決于使用的聚合物類(lèi)型，當(dāng)兩種不同聚程度上取決于使用的聚合物類(lèi)型，當(dāng)兩種不同聚合物的溶液混合時(shí)，可能存在三種情況：合物的溶液混合時(shí)，可能存在三種情況： 聚合物組成的影響聚合物組成的影響完全混溶性完全混溶性( (勻相溶液勻相溶液) )；物理的不相溶性物理的不相溶性( (相分離相分離) )；復(fù)雜的凝聚復(fù)雜的凝聚( (相分離相分離, ,聚合物聚集在同一聚合物聚集在同一相中，純?nèi)軇┫嘀校內(nèi)軇? -水聚集在另一相中水聚集在另一相中) )。離。離子和非離子聚合物都可以使用在雙水相子和非離子聚合物都可以使用在雙水相系統(tǒng)的構(gòu)成上，但是，當(dāng)這兩種聚合

14、物系統(tǒng)的構(gòu)成上，但是，當(dāng)這兩種聚合物是離子化合物并帶有相反電荷時(shí)，它們是離子化合物并帶有相反電荷時(shí)，它們互相吸引并發(fā)生復(fù)雜的凝聚?；ハ辔l(fā)生復(fù)雜的凝聚。物理化學(xué)性質(zhì)的影響物理化學(xué)性質(zhì)的影響 雙水相系統(tǒng)的性質(zhì)主要取決于下列物理化學(xué)參數(shù)：雙水相系統(tǒng)的性質(zhì)主要取決于下列物理化學(xué)參數(shù)：密度密度( () )和兩相間的密度差，黏度和兩相間的密度差，黏度( () )和兩相間的黏度和兩相間的黏度差以及表面張力差以及表面張力( () )。 系線長(zhǎng)度代表了系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)上、下相和總組系線長(zhǎng)度代表了系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)上、下相和總組成的關(guān)系，在臨界點(diǎn)附近系線的長(zhǎng)度趨向于零，上相成的關(guān)系，在臨界點(diǎn)附近系線的長(zhǎng)度趨向于零

15、，上相和下相的組成相同，因此和下相的組成相同，因此, ,分配系數(shù)應(yīng)該是分配系數(shù)應(yīng)該是1 1。隨著聚。隨著聚合物和成相鹽濃度增大，合物和成相鹽濃度增大，系線的長(zhǎng)度增加系線的長(zhǎng)度增加, ,上相和下相相對(duì)組上相和下相相對(duì)組成的差別就增大，成的差別就增大，產(chǎn)物如酶在兩相中產(chǎn)物如酶在兩相中的界面張力差別也的界面張力差別也增大，這將會(huì)極大增大，這將會(huì)極大地影響分配系數(shù)，地影響分配系數(shù)，使酶富集于上相。使酶富集于上相。鹽和緩沖液的影響鹽和緩沖液的影響 鹽的種類(lèi)和濃度對(duì)分配系數(shù)的影響主要反映在鹽的種類(lèi)和濃度對(duì)分配系數(shù)的影響主要反映在對(duì)相間電位對(duì)相間電位和和蛋白質(zhì)疏水性蛋白質(zhì)疏水性的影響。的影響。 在雙聚合物系

16、統(tǒng)中，無(wú)機(jī)離子具有各自的分配在雙聚合物系統(tǒng)中，無(wú)機(jī)離子具有各自的分配系數(shù)，不同電解質(zhì)的正負(fù)離子的分配系數(shù)不同，當(dāng)系數(shù)，不同電解質(zhì)的正負(fù)離子的分配系數(shù)不同，當(dāng)雙水相系統(tǒng)中含有這些電解質(zhì)時(shí)，由于兩相均應(yīng)各雙水相系統(tǒng)中含有這些電解質(zhì)時(shí)，由于兩相均應(yīng)各自保持電中性，從而產(chǎn)生不同的相間電位，因此，自保持電中性，從而產(chǎn)生不同的相間電位，因此，鹽的種類(lèi)鹽的種類(lèi)( (離子組成離子組成) )影響蛋白質(zhì)、核酸等生物大分影響蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的分配系數(shù)，鹽濃度不僅影響蛋白質(zhì)的表面疏水子的分配系數(shù)，鹽濃度不僅影響蛋白質(zhì)的表面疏水性，而且擾亂雙水相系統(tǒng)，改變各相中成相物質(zhì)的性，而且擾亂雙水相系統(tǒng)，改變各相中成相物

17、質(zhì)的組成和相體積比。組成和相體積比。 例如，例如，PEG/KPiPEG/KPi系統(tǒng)中上、下相系統(tǒng)中上、下相( (或稱(chēng)輕重相或稱(chēng)輕重相) )的的PEGPEG和磷酸鉀濃度以及和磷酸鉀濃度以及ClCl離子在上、下相離子在上、下相中的分配平衡隨添加中的分配平衡隨添加NaClNaCl濃度的增大而改變。濃度的增大而改變。這種相組成即相性質(zhì)的改變直接影響蛋白質(zhì)這種相組成即相性質(zhì)的改變直接影響蛋白質(zhì)的分配系數(shù)。的分配系數(shù)。 離子強(qiáng)度對(duì)不同蛋白質(zhì)的影響程度不同，利離子強(qiáng)度對(duì)不同蛋白質(zhì)的影響程度不同，利用這一特點(diǎn)，通過(guò)調(diào)節(jié)雙水相系統(tǒng)中的鹽濃用這一特點(diǎn)，通過(guò)調(diào)節(jié)雙水相系統(tǒng)中的鹽濃度，可有效地萃取分離不同的蛋白質(zhì)。度

18、，可有效地萃取分離不同的蛋白質(zhì)。溫度的影響溫度的影響溫度影響雙水相系統(tǒng)的相圖，溫度影響雙水相系統(tǒng)的相圖，因而影響蛋白質(zhì)的分配系數(shù)。因而影響蛋白質(zhì)的分配系數(shù)。但一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)雙水相系統(tǒng)離但一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)雙水相系統(tǒng)離雙節(jié)線足夠遠(yuǎn)時(shí)，溫度的影響雙節(jié)線足夠遠(yuǎn)時(shí)，溫度的影響很小，很小，1-2度的溫度改變不影響度的溫度改變不影響目標(biāo)產(chǎn)物的萃取分離。目標(biāo)產(chǎn)物的萃取分離。大規(guī)模雙水相萃取操作一般在大規(guī)模雙水相萃取操作一般在室溫下進(jìn)行，不需冷卻。這是室溫下進(jìn)行，不需冷卻。這是基于以下原因：基于以下原因：(1)成相聚合物成相聚合物PEG對(duì)蛋白質(zhì)有穩(wěn)定作用，常對(duì)蛋白質(zhì)有穩(wěn)定作用，常溫下蛋白質(zhì)一般不會(huì)發(fā)生失活溫下蛋白質(zhì)一

19、般不會(huì)發(fā)生失活或變性；或變性；(2)常溫下溶液粘度較常溫下溶液粘度較低，容易相分離；低，容易相分離；(3)常溫操作常溫操作節(jié)省冷卻費(fèi)用。節(jié)省冷卻費(fèi)用。第二節(jié)第二節(jié) 雙水相系統(tǒng)的應(yīng)用雙水相系統(tǒng)的應(yīng)用 雙水相萃取自發(fā)現(xiàn)以來(lái)，無(wú)論在理論上還是實(shí)踐雙水相萃取自發(fā)現(xiàn)以來(lái)，無(wú)論在理論上還是實(shí)踐上都有很大的發(fā)展。在最近幾年中更為突出上都有很大的發(fā)展。在最近幾年中更為突出, ,在若干在若干生物工藝過(guò)程中得到了應(yīng)用，其中最重要的領(lǐng)域是蛋生物工藝過(guò)程中得到了應(yīng)用，其中最重要的領(lǐng)域是蛋白質(zhì)的分離和純化，其應(yīng)用舉例如表所示。白質(zhì)的分離和純化，其應(yīng)用舉例如表所示。 欲提取的酶與細(xì)胞碎片應(yīng)分配在不同的相中；欲提取的酶與細(xì)

20、胞碎片應(yīng)分配在不同的相中； 酶的分配系數(shù)應(yīng)足夠大，經(jīng)過(guò)一次萃取，就能得到酶的分配系數(shù)應(yīng)足夠大，經(jīng)過(guò)一次萃取，就能得到較高的收率；較高的收率； 兩相用離心機(jī)很容易分離。兩相用離心機(jī)很容易分離。思思 考考 題題|何謂雙水相萃??？何謂雙水相萃取？|雙水相體系可分為那幾類(lèi)？目前常用雙水相體系可分為那幾類(lèi)？目前常用的體系有那兩種？的體系有那兩種？|為什么說(shuō)雙水相萃取適用于生物活性為什么說(shuō)雙水相萃取適用于生物活性大分子物質(zhì)分離？大分子物質(zhì)分離？|影響雙水相萃取的因素有那些？當(dāng)電影響雙水相萃取的因素有那些？當(dāng)電解質(zhì)存在，解質(zhì)存在，pHpH是如何影響雙水相萃取是如何影響雙水相萃取的？的？|用雙水相萃取細(xì)胞破碎

21、（勻漿）液時(shí)，用雙水相萃取細(xì)胞破碎（勻漿）液時(shí)，一般是把目標(biāo)產(chǎn)物分布在上相，而細(xì)一般是把目標(biāo)產(chǎn)物分布在上相，而細(xì)胞碎片、雜蛋白等雜質(zhì)分布在下相，胞碎片、雜蛋白等雜質(zhì)分布在下相，為什么？為什么？|何謂雙水相親和萃?。亢沃^雙水相親和萃??？ 從辣椒中提取辣椒紅色素從辣椒中提取辣椒紅色素 辣椒紅色素是從辣椒中提取的一種天然色系，辣椒紅色素是從辣椒中提取的一種天然色系，屬于類(lèi)胡蘿卜系色素由于它顏色鮮艷，色調(diào)屬于類(lèi)胡蘿卜系色素由于它顏色鮮艷，色調(diào)多樣，一經(jīng)問(wèn)世，便深受人們的喜愛(ài)。多樣，一經(jīng)問(wèn)世，便深受人們的喜愛(ài)。 辣椒紅色素廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、高級(jí)化妝品中辣椒紅色素廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、高級(jí)化妝品中還廣泛泛用于食品

22、中的飲料、果汁、果酒、還廣泛泛用于食品中的飲料、果汁、果酒、汽水、糕點(diǎn)等，因此具有很重要的生產(chǎn)價(jià)值，汽水、糕點(diǎn)等，因此具有很重要的生產(chǎn)價(jià)值，辣椒紅色素對(duì)人體無(wú)任何副作用，因此國(guó)際辣椒紅色素對(duì)人體無(wú)任何副作用，因此國(guó)際上規(guī)定上規(guī)定ADI(ADI(人體每日允許攝入量人體每日允許攝入量) )為為“不限不限制制”。 辣椒的主要成分是辣椒素和辣椒色素，以及辣椒的主要成分是辣椒素和辣椒色素，以及具有特殊香味的揮發(fā)物。辣椒中產(chǎn)生辣椒味具有特殊香味的揮發(fā)物。辣椒中產(chǎn)生辣椒味的物質(zhì)是辣椒堿，辣椒紅色素和辣椒堿能溶的物質(zhì)是辣椒堿，辣椒紅色素和辣椒堿能溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯等有機(jī)溶劑和堿溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯等

23、有機(jī)溶劑和堿溶液中。液中。 辣椒堿在辣椒中的含量一般為辣椒堿在辣椒中的含量一般為0.20.20.5%0.5%，但只要辣椒紅色素中有十萬(wàn)分之一的濃度就但只要辣椒紅色素中有十萬(wàn)分之一的濃度就可明顯地感覺(jué)到辣味。由于辣椒堿對(duì)人體血可明顯地感覺(jué)到辣味。由于辣椒堿對(duì)人體血管有刺激作用，所以在提取辣椒紅色素的同管有刺激作用，所以在提取辣椒紅色素的同時(shí)要除去辣椒堿。時(shí)要除去辣椒堿。干辣椒果皮干辣椒果皮 處理處理 辣椒粉辣椒粉 提取提取 乙醇提取物乙醇提取物 柱層析柱層析 辣椒橙和辣椒紅辣椒橙和辣椒紅 乙醇一硅膠法乙醇一硅膠法 操作步驟操作步驟 處理：處理：收集干凈的辣椒，去除籽及梗，將辣椒果皮收集干凈的辣椒

24、，去除籽及梗，將辣椒果皮用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)2020目篩，然后將辣椒粉倒入回流目篩，然后將辣椒粉倒入回流瓶中。瓶中。 提?。禾崛。和亓髌恐屑油亓髌恐屑? 15-25-2倍量倍量9595的食用乙醇，的食用乙醇，在在4040左右回流左右回流3 34 4小時(shí)，收集紫紅色油膏狀的乙小時(shí)，收集紫紅色油膏狀的乙醇提取物。醇提取物。 柱層析：柱層析：將乙醇提取物通過(guò)硅膠柱層析，用正己烷將乙醇提取物通過(guò)硅膠柱層析，用正己烷作洗脫劑，收集橙紅色油狀物。油狀物中包含辣椒作洗脫劑，收集橙紅色油狀物。油狀物中包含辣椒橙橙( (油油) )及紫紅色油狀物及紫紅色油狀物( (辣椒紅辣椒紅) )，進(jìn)一步純化即

25、為，進(jìn)一步純化即為產(chǎn)品。產(chǎn)品。干辣椒果皮干辣椒果皮 處理處理 辣椒粉辣椒粉 提取提取 丙酮抽提液丙酮抽提液 重結(jié)晶重結(jié)晶 產(chǎn)品產(chǎn)品 丙酮一石油醚法丙酮一石油醚法 操作步驟操作步驟 處理：處理：收集干凈的辣椒，去除籽及梗，將辣椒果皮收集干凈的辣椒，去除籽及梗，將辣椒果皮用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)2020目篩，然后將辣椒粉倒入回流目篩，然后將辣椒粉倒入回流瓶中。瓶中。 提取：提?。涸诨亓髌恐屑尤朐诨亓髌恐屑尤? 15-25-2倍體積的丙酮反復(fù)倍體積的丙酮反復(fù)抽提抽提3 34 4小時(shí)，收集丙酮提取液。小時(shí)，收集丙酮提取液。 重結(jié)晶：重結(jié)晶：將丙酮液移入另一搪瓷桶中，加入石油醚，將丙酮液移入另一搪瓷桶中，加入石油醚，攪拌均勻，置攪拌均