非離子型表面活性劑

第十一章

反膠束萃取和濁點萃取§1反膠束萃取反膠束萃取的特點：

成本低，溶劑可反復使用；萃取率和反萃取率高。發(fā)酵液傳統(tǒng)萃取生物大分子反膠束萃取、雙水相萃取和其他方法§1.1反膠束的形成和特征§1.1.1反膠束的概念

表面活性劑分散于連續(xù)有機相中一種自發(fā)形成的納米尺度的聚集體。（1）表面活性劑由親水憎油的極性基團和親油憎水的非極性基團兩部分組成的兩性分子。

陰離子和陽離子非離子和兩性離子陰離子表面活性劑：丁二酸-2-乙基己基酯磺酸鈉（AOT）；雙鏈、極性基團較小，反膠束半徑為170nm。陽離子表面活性劑：溴化十六烷基三甲胺（CTAB）；需要加入一定量的助溶劑。（2）臨界膠束濃度

膠束形成時所需要表面活性劑的最低濃度，用CMC表示。它與表面活性劑的化學結(jié)構(gòu)、溶劑、溫度和壓力等因素有關(guān)。（3）膠束與反膠束膠束的形成反膠束的形成思考：

哪種膠束溶液適合蛋白質(zhì)的萃??？

為什么？（4）反膠束的形狀和大小球形、橢球形或棒形Rm=3WoMw/(αauNaρw)Wo：每個反膠束分子中水分子與表面活性劑分子數(shù)的比值；Mw：水的相對分子質(zhì)量；ρw：水的密度；Na：阿伏加德羅常數(shù)；αau：每個表面活性劑分子在反膠束表面的面積?！?.1.2反膠束萃取蛋白質(zhì)的原理蛋白質(zhì)進入反膠束溶液是一種協(xié)同過程；表面活性劑同臨近的蛋白質(zhì)發(fā)生靜電作用而變形，形成反膠束；改變水相條件（如pH值、離子種類和離子濃度）可使蛋白質(zhì)從有機相中返回水相中，實現(xiàn)反萃取。（1）“水殼”模型結(jié)合水和自由水原理：大分子的蛋白質(zhì)被封閉“水池”中，表面存在一層水化層與膠束內(nèi)表面隔開，從而使蛋白質(zhì)不與有機溶劑接觸（2）蛋白質(zhì)進入反膠束的推動力

靜電作用力

當溶質(zhì)所帶電荷與表面活性劑相反時，由于靜電引力的作用，溶質(zhì)易溶于反膠束。

位阻效應

反膠束“水池”的物理性能（大小、形狀等）及其中水的活度可以用W0的變化調(diào)節(jié)，并且會影響大分子的增溶或排斥，達到選擇性萃取的目的?！?.1.3反膠束萃取體系及其操作（1）反膠束萃取體系單一反膠束體系：AOT/異辛烷體系；混合反膠束體系:由兩種或兩種以上表面活性劑構(gòu)成的反膠束體系；親和反膠束體系：導入與目標蛋白有特異親和作用的助溶劑。

例如：AOT/異辛烷中加入辛基-β-D-吡喃葡糖苷后使ConA的萃取選擇性提高10倍。（2）影響反膠束萃取蛋白的因素水相pH值對萃取的影響

當反膠束內(nèi)表面電荷與蛋白質(zhì)表面電荷相反時，蛋白質(zhì)才可能進入反膠束。陽離子表面活性劑，pH>pI時，蛋白質(zhì)才可能進入發(fā)膠束；陰離子表面活性劑，pH<pI時，蛋白質(zhì)才可能進入反膠束。離子強度對萃取率的影響

離子強度增大，導致反膠束：與蛋白質(zhì)間的靜電作用力變小；表面極性基團間的斥力變小，反膠束變?。粌?nèi)蛋白質(zhì)向外移動；溶解性的改變。

表面活性劑的類型加強靜電作用力和膠束的大小。表面活性劑的濃度離子種類對萃取的影響離子種類影響表面活性劑的電離程度離子種類K+Ca2+Na+Mg2+W09.215.420.043.6陽離子種類對W0的影響反萃取及蛋白質(zhì)的變性

主要通過調(diào)節(jié)反萃取的條件，以AOT-異辛烷-水體系萃取溶菌酶為例：萃取條件：pH為8.0；鹽濃度（KCl）為0.2mol/L；反萃取條件:

pH為12.0；鹽濃度[KCl]為1.0mol/L；（3）反膠束萃取設備膜萃取器：a.管狀超濾膜；b.中空纖維膜離心萃取器混合澄清槽微分萃取設備§1.1.4反膠束萃取蛋白質(zhì)的應用（1）蛋白質(zhì)的萃取分離

純化和分離蛋白質(zhì)從植物中同時提取油和蛋白質(zhì)胞內(nèi)、外酶的提取蛋白質(zhì)的復性（2）酶的固定化

油脂的水解和合成；肽和氨基酸的合成

有害物質(zhì)的降解（3）分離純化生物小分子化合物

氨基酸和抗生素§1.1.5反膠束萃取蛋白質(zhì)技術(shù)的發(fā)展（1）新型反膠束體系的設計和開發(fā)及萃取選擇性的提高；（2）反膠束酶系統(tǒng)的研究；（3）反膠束與其他技術(shù)的聯(lián)用。§2.濁點萃取技術(shù)§2.1.濁點萃取

表面活性劑的主要功能增溶作用(solubilization)濁點作用(cloudpoint)

在一定溫度范圍內(nèi)，表面活性劑易溶于水成為澄清的溶液，而當溫度升高（或降低）一定程度時，溶解度反而減小，在水溶液中出現(xiàn)混濁、析出、分層的現(xiàn)象。

溶液由透明變?yōu)榛鞚釙r的溫度稱為濁點。濁點萃取的特點：不需要使用揮發(fā)性有機溶劑可逆的反應濁點與表面活性劑的類型、濃度和外界條件有關(guān)（1）隨憎水部分的碳鏈的增長而降低；隨親水鏈的增長而升高；（2）隨濃度的增大而升高；（3）非離子型表面活性劑：當T>CP時，發(fā)生濁點分離；兩性型表面活性劑：當T<CP時，發(fā)生濁點分離.§2.3.濁點萃取的過程

膠束的體積隨溫度升高而變大；

加熱破壞了氫鍵的形成§2.2.產(chǎn)