双水相萃取α淀粉酶的分配平衡:实验原理

α淀粉酶是广泛应用的生物酶类,其分子量为48kD,Pi约为5,最适pH5.3~6.4,在pH4.8~8.5稳定。用盐析法生产出来的淀粉酶因含有很多杂质,影响了它的效价和应用范围。

工业上从发酵液中分离纯化淀粉酶的常用方法主要有三种:

①直接用硫酸铵沉淀;②絮凝-超滤-乙醇沉淀法;③双水相萃取法。

直接用硫酸铵沉淀在食品工业中不能应用,絮凝-超滤-乙醇沉淀法要求发酵液澄清度高,否则超滤膜易阻塞,影响膜的通透性和使用寿命。双水相萃取技术与一些传统的分离纯化方法相比,更适合于生物大分子的提取和分离,多应用于萃取胞内酶,最常采用的双水相体系是聚乙二醇/葡聚糖(PEG/DEX)或聚乙二醇/低分子盐系统,其中低分子盐最常采用的是硫酸铵、磷酸钾和硫酸镁。影响双水相系统分配系数的因素:系统组成、聚合物分子量及浓度、盐和离子强度、pH等,以及目标产物的性质如疏水作用、电荷、等电点等。

双水相萃取技术利用物质在互不相溶的两相中分配系数的差异进行分离纯化,具有体系含水量高,两相界面张力低,有助于保持生物活性和相际质量传递;分相时间短;易于连续操作和工程放大;处理容量大,能耗低;不存在有机溶剂残留等特点。在生化工程中,常用的双水相体系有聚乙二醇/葡聚糖体系和聚乙二醇/盐体系,而后者由于成本低廉且选择性较高,应用更为广泛。本实验采用聚乙二醇/硫酸铵双水相体系研究α淀粉酶的分配,具体研究聚乙二醇分子量、硫酸铵浓度、pH和添加NaCl浓度对α淀粉酶分配系数的影响。

水性两相的形成条件和定量关系常用相图表示。聚乙二醇/磷酸钾双水相体系相图如图7-1所示。 为上相浓度, 为下相浓度, 为系统临界点, TCB 为临界线或双节线,双节线以上为两相区,以下为一相区或均相区。因此两相浓度要足够高才可以形成两相。双水相萃取分配系数 Ct Cb ,为上相和下相的浓度比。

相图中 TMB 为系线,其长度由相组成的总浓度决定,表征两相差异程度。在临界点附近系线长度趋近于零,表示上相和下相的组成相同,因此分配系数应为1。随着PEG、硫酸铵和盐浓度增大,系线长度增加,上相和下相相对组成的差别就增加,酶在两相中的分配系数会受到极大的影响。

图7-1 聚乙二醇/磷酸钾双水相体系相图

版权声明:本篇文章(包括图片)来自网络,由程序自动采集,著作权(版权)归原作者所有,如有侵权联系我们删除,联系方式(QQ:452038415)。http://www.apmygs.com/3649.html
返回顶部