高级食品生化专题二-第1章

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1、生物大分子的分离提取与纯化专题二一、物质的性质与提取物质的性质与提取方法的选择要取得好的提取效果，最重要的是要针对生物材料和目的物的性质，选择合适的溶剂系统与提取条件。生物材料及目的物与有关的一些性状，包括溶解性质、相对分子质量、等电点、存在方式、稳定性、比重、粒度、粘度、目的物含量、主要杂质种类及溶解性质、有关酶类的特征等。其中最重要的是目的物与主要杂质在溶解度方面的差异以及它们的稳定性。第一章在提取过程中尽量增加目的物的溶解度，尽可能降低杂质的溶解度，同时充分重视生物材料及目的物再提取过程中的活性变化。对酶类的提取

2、要防止辅酶的丢失和其他失活因素的干扰。对蛋白质类要防止其高级结构的破坏，即变性作用，应避免高热，强烈搅拌，产生大量泡沫，强酸、强碱及重金属离子的作用。多肽类及核酸类需注意避免酶的降解作用。提取过程中，应在低温下进行，并添加某些酶抑制剂。对脂类生化制品应特别注意防止氧化作用，减少与空气的接触，如添加抗氧化剂、通氮气及避光等。二、生物大分子活性物质的存在方式1、生物大分子活性物质的存在方式生物活性物质分为胞内和胞外两种存在部位胞外:消化酶淀粉酶、蛋白质水解酶、糖化酶难于从消化道收集，只能由相应的腺体提取分离。胞内:细胞质R

3、NA细胞核真核生物DNA线粒体电子传递系统物质、糖类、脂肪酸氧化分解的酶类对于胞内物质的提取要先破碎细胞，对于膜上物质则要选择适当的溶剂使其从膜上溶解下来。2、生物大分子间的作用力作为生物大分子，其基本骨架中各原子与基团间都是共价结合，整个分子的一级结构比较稳定，但分子间的连接主要是通过一些非共价键如氢键、盐键、范德华力、碱基堆积力所维系，其键能较弱，它们与生物分子的生物功能关系十分密切，因此要采取不同方法使之解离，而不损伤其分子基本结构，同时确保空间结构不受破坏。故常常在十分温和的条件下操作，以避免因强烈外界因素的作

4、用而丧失其生物活性。三、生物大分子活性物质的存在特点1、生物材料组成的复杂性生物材料中的化学组成十分复杂，不同生物含有不同种类的活性物质。同种生物在细胞与细胞之间、组织与组织之间，由于细胞类型、年龄、分化程度不同都会改变活性物质的组成。植物：叶绿素、胡萝卜素、花色素类动物：细胞色素、原卟啉、藻类：藻胆色素2、生物大分子存在的特点A、生物活性物质在生物材料中含量较低，杂质含量较高，而且生理活性愈高的成分，含量往往愈低。如胰岛素在胰脏中的含量约为万分之二，脱氧核糖核酸酶含量为十万分之四，胆汁中的胆红素含量为万分之五。B、生

5、物材料中的生化组成数量大、种类多目的物与杂质的理化性质如溶解度、相对分子量、等电点都十分接近。在纯化过程中生物材料中有效成分的生理活性处于不断变化中，它们可能被材料中自身的代谢酶所破坏，或为微生物活动所分解，还可能在制备过程中受到酸碱、盐、重金属离子、机械搅拌、温度的作用改变其生理活性。四、生物大分子常规的提取方法选择性提取包含着分离纯化；沉淀分离包含着浓缩；从发酵液中分离胞外酶，则不用破碎细胞离心去菌体后，就可直接进行分离纯化。选择性溶解和沉淀经常交替使用，各种柱层析常放在纯化的后阶段结晶五、原料的选择（1）生物的生

6、长期：如凝乳酶只能以哺乳期小牛、仔羊的第四胃为材料，成年牛、羊胃不适用。提取胸腺素应选用幼年动物胸腺为原料。（2）合适的组织器官：如提取DNA，从含量上看，细胞核中最多，线粒体次之，但由于在从动物脏器提取细胞核过程中，常会受到酶水解和机械损伤等作用，致使得到的细胞核DNA相对分子量（2×108～5×108）仅为其完整DNA的1%，而线粒体DNA，由于相对分子质量较小（127），提取步骤也较少，所以提取DNA时选用线粒体作材料。（3）杂质情况难于分离的杂质会增加工艺的复杂性，严重影响回收率、质量和经济效益。选材时，应避免

7、与目的物相似的杂质对纯化过程的干扰。如胰脏含磷酸单酯酶和磷酸二酯酶，两者难于分开，故不选用胰脏为原料制备磷酸单酯酶，而改用前列腺为原料。（4）来源应选用来源丰富的材料，尽量不与其他产品争原料，最好一物多用。如用胰脏可同时制备弹性蛋白酶、激肽释放酶、胰岛素和胰酶。总之，提取是分离纯化的前提，将经过预处理或破碎的细胞或组织置于一定条件下或溶剂中，使被提取的生物大分子以溶解状态充分的释放出来，并尽可能保持原来的天然状态，不丢失生物活性的过程。用冷溶剂从固体物质提取的过程可称为浸渍。用热溶剂则可称为浸提，也称浸煮。提取通常贯穿

8、再分离纯化过程中，包括生化物质与细胞固体或其他相结合物质由固相转移到液相中，或从细胞内的生理状态转入外界特定的溶液中。提取可分为两类：一类是对固体的提取，也称液－固提取，被处理的原料为固体；另一类是对液体的提取，也称液－液提取（习惯上多称为萃取），被处理的原料为液体。六、生物大分子的分离纯化生物大分子的分离纯化技术包括：生物大分子