第四章原料的选择、处理及有效成分的提取PPT课件

1、第四章第四章 原料原料的选择、处理及有效成分的提取的选择、处理及有效成分的提取 生化药物的提取与分离方法因原材料、药物的种类和性生化药物的提取与分离方法因原材料、药物的种类和性质不同而存在很大差异。总的来说，其提取纯化一般分为五质不同而存在很大差异。总的来说，其提取纯化一般分为五个步骤：预处理、固液分离、提取、精制和成品加工（包括个步骤：预处理、固液分离、提取、精制和成品加工（包括干燥、制丸、挤压、造粒、制片等步骤），如图所示：干燥、制丸、挤压、造粒、制片等步骤），如图所示：生物材料、发酵或培养液生物材料、发酵或培养液预处理（清洗、加热、调预处理（清洗、加热、调pH、凝聚、絮凝）、凝聚、絮凝）

2、细胞分离（沉降、离心、过滤）细胞分离（沉降、离心、过滤）细胞细胞细胞破碎（高压均质处理、研磨、溶菌处理）细胞破碎（高压均质处理、研磨、溶菌处理）收集上清液收集上清液初步纯化（沉淀、吸附、萃取、过滤）初步纯化（沉淀、吸附、萃取、过滤）高度纯化（离子交换色谱、亲和色谱、疏水色谱、吸附色谱及电泳等）高度纯化（离子交换色谱、亲和色谱、疏水色谱、吸附色谱及电泳等）成品加工（无菌过滤、超滤、浓缩、冷冻干燥、喷雾干燥、结晶等）成品加工（无菌过滤、超滤、浓缩、冷冻干燥、喷雾干燥、结晶等）图图2-1 生化药物提取的一般工艺流程生化药物提取的一般工艺流程上清液（含胞外产品）上清液（含胞外产品）一、原料的选取与保存

3、原料的选取与保存 选择原则：选择原则：有效成分含量高，原料新鲜；有效成分含量高，原料新鲜； 原料来源丰富，易得，原料成本低；原料来源丰富，易得，原料成本低； 原料中杂质含量较少等。原料中杂质含量较少等。植物材料确定后，要选择合适的季节、地点、时间后采集植物材料确定后，要选择合适的季节、地点、时间后采集并就地去除不用的部分，将有用的部分保鲜处理。并就地去除不用的部分，将有用的部分保鲜处理。保存生物材料的方法主要方法有冷冻法，常用保存生物材料的方法主要方法有冷冻法，常用-40速冻；速冻；有机溶剂脱水法；防腐剂保鲜法。有机溶剂脱水法；防腐剂保鲜法。二、生化药物提取二、生化药物提取1. 物理性质与提取

4、物理性质与提取提取提取是利用目的物的溶解特性，将其与细胞的固形成分或其是利用目的物的溶解特性，将其与细胞的固形成分或其它结合成分分离，使其由固相转入液相或从细胞内的生理状它结合成分分离，使其由固相转入液相或从细胞内的生理状态转入特定溶液环境的过程。态转入特定溶液环境的过程。许多生化药物具有生物活性，其稳定性受许多生化药物具有生物活性，其稳定性受pH、温度、离子强、温度、离子强度、金属离子、提取过程中所使用的溶剂等环境因素的影响。度、金属离子、提取过程中所使用的溶剂等环境因素的影响。 2. 提取的溶剂系统提取的溶剂系统（1）对水溶性、盐溶性生物物质的提取）对水溶性、盐溶性生物物质的提取 可用酸、

5、碱、盐水溶液为提取剂。可用酸、碱、盐水溶液为提取剂。（2）对水、盐系统无法提取的蛋白质或酶的提取）对水、盐系统无法提取的蛋白质或酶的提取 可用表面活性剂或有机溶剂提取，用有机溶剂作为提可用表面活性剂或有机溶剂提取，用有机溶剂作为提取试剂时，根据产物存在的状态可分为液取试剂时，根据产物存在的状态可分为液-液提取和固液提取和固-液液提取。提取。液液-液提取也即萃取，也是利用溶质在互不相溶的两液提取也即萃取，也是利用溶质在互不相溶的两相中分配系数不同而进行的提取分离的方法。相中分配系数不同而进行的提取分离的方法。杂质杂质溶质溶质原溶液原溶液萃取剂萃取剂Light phaseHeavy phase萃取

6、相萃取相原溶液原溶液tC在一定温度和压力下，溶质分配在两个互不相溶的溶剂中在一定温度和压力下，溶质分配在两个互不相溶的溶剂中达到平衡后，溶质在这两相的浓度比为一常数达到平衡后，溶质在这两相的浓度比为一常数K，此常数称，此常数称为分配系数。为分配系数。在常温下为常数；的单位通常用在常温下为常数；的单位通常用mol/L或质量单位或质量单位/mL。萃余相浓度萃取相浓度210CCK工业生产中常用的萃取溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、乙酸工业生产中常用的萃取溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯等。乙酯、乙酸丁酯等。表表2 青霉素在不同萃取剂中的分配系数青霉素在不同萃取剂中的分配系数 溶溶 剂剂 pH2.5

7、pH2.5（溶剂（溶剂/ /水）水） pH7.0pH7.0（溶剂（溶剂/ /水）水）乙酸戊酯乙酸戊酯 45/1 1/23545/1 1/235乙酸丁酯乙酸丁酯 47/1 1/18647/1 1/186乙酸乙酯乙酸乙酯 39/1 1/26039/1 1/260氯仿氯仿 39/1 1/22039/1 1/220三氯乙烯三氯乙烯 21/1 1/26021/1 1/260乙醚乙醚 12/1 1/19012/1 1/190物理化学方面物理化学方面有足够的容量有足够的容量与水溶液不互溶，不发生乳化与水溶液不互溶，不发生乳化对产物有高的分配系数对产物有高的分配系数低黏度低黏度在密度上同水有大的差别在密度上同

8、水有大的差别生物学方面生物学方面在消毒过程中热稳定在消毒过程中热稳定经济和毒理方面经济和毒理方面对生物催化剂、酶或活细胞无毒性对生物催化剂、酶或活细胞无毒性低成本低成本能大批供应能大批供应对人员无毒对人员无毒不易燃不易燃表表1 1 在生物转化中萃取溶剂的选择准则在生物转化中萃取溶剂的选择准则固固-液提取也称为浸取。为了高效、快速地从固体中将液提取也称为浸取。为了高效、快速地从固体中将目的物浸取出来，同时尽可能将杂质留在固体中，选择合目的物浸取出来，同时尽可能将杂质留在固体中，选择合适的溶剂很重要，溶剂选择的主要依据是适的溶剂很重要，溶剂选择的主要依据是“相似相溶相似相溶”原原理。理。浸取常用的

9、有机溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、丁醇等极性溶浸取常用的有机溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、丁醇等极性溶剂和乙醚、氯仿、苯等非极性溶剂。剂和乙醚、氯仿、苯等非极性溶剂。无论采用哪种溶剂系统对目的物进行提取，在提取过程无论采用哪种溶剂系统对目的物进行提取，在提取过程中都要尽量增加目的物的溶出度，并尽可能减少杂质的中都要尽量增加目的物的溶出度，并尽可能减少杂质的溶出度，同时充分重视目的物在提取过程中的活性变化。溶出度，同时充分重视目的物在提取过程中的活性变化。三、细胞破碎技术三、细胞破碎技术植植物物细细胞胞模模式式图图1. 机械法：包括球磨法、高压匀浆法、超声破碎法、机械法：包括球磨法、高压匀浆法、超声破碎法、

10、X-press等。等。JJ-2组织捣碎匀浆机 超声波破碎仪 2. 非机械法：酶溶法、化学渗透法、反复冻融法、干燥非机械法：酶溶法、化学渗透法、反复冻融法、干燥法等法等 酶溶法的缺点在于酶的价格昂贵限制了在大规模酶溶法的缺点在于酶的价格昂贵限制了在大规模生产中的使用，虽然条件温和、具有选择性。细胞悬生产中的使用，虽然条件温和、具有选择性。细胞悬浮液中加入酶能迅速和细胞壁反应并破坏它们。酶选浮液中加入酶能迅速和细胞壁反应并破坏它们。酶选择性的催化细胞壁反应，不破坏细胞内的其它物质。择性的催化细胞壁反应，不破坏细胞内的其它物质。四、固液分离四、固液分离固液分离的方法很多，有重力沉降、离心分离和过滤等。固液分离的方法很多，有重力沉降、离心分离和过滤等。 离心：离心：借助离心机旋转所产生