Лекции 19,20 Выделение продуктов метаболизма из культуральной жидкости 1 4 Дезинтеграция – разрушение клеток микроорганизмов путем разрыва клеточных оболочек Методы разрушения клеток: физико-механические; химические; энзиматические; биологические 2 4 Физическая дезинтеграция – это процесс, происходящий при высоких скоростях и сопровождающийся быстрым перемешиванием разрушаемого материала в зоне действия дезинтегрирующих сил 3 4 Химические способы дезинтеграции основаны на деструкции упорядоченных структур клеточной стенки микроорганизма 4 4 Энзиматические и биологические методы дезинтеграции 5 4 Экстракция – это процесс разделения смеси твердых или жидких веществ с помощью избирательных (селективных) растворителей (экстрагентов) Виды экстракции: твердо-жидкофазная (при которой продукт из твердой фазы переходит в жидкую) жидко-жидкофазную (когда обеспечивается перевод продукта из одной жидкой фазы в другую, также жидкую фазу) 6 4 Эффективность экстракции повышается: подбором оптимального растворителя; многократной обработкой экстрагирующим агентом; подогревом экстрагирующего агента или экстрагируемой жидкости, содержащей продукт; понижением давления в аппарате для экстракции 7 4 Классификация аппаратуры для жидко-жидкофазной экстракции: по принципу взаимодействия контактирующих фаз со ступенчатым контактом фаз – изменение состава фаз происходит скачкообразно от ступени к ступени, из которых состоит аппарат, дифференциально-контактные, в которых изменение состава фаз приближается к непрерывному по пути контактирования фаз; по способу диспергирования фаз аппараты без использования внешней энергии с применением внешней энергии (перемешивание, пульсация, приложение центробежных сил и др.); по способу разделения фаз гравитационные – разделение происходит под действием силы тяжести центробежные – разделение в поле центробежных сил. по принципу организации процесса периодические непрерывные. 8 Стадии экстракции 4 смешение исходной смеси веществ экстрагентом; механическое разделение (расслаивание) двух образующихся фаз; удаление экстрагента из обеих фаз и его регенерацию с целью повторного использования. Экстракт – раствор извлекаемого вещества в экстрагенте Рафинат – остаток исходного раствора Выделение экстрагированного вещества из экстракта и одновременно регенерация экстрагента производится дистилляцией, выпариванием, кристаллизацией, высаливанием и т. п. 9 4 Ступенчатые экстракторы (смесительно-отстойные) 10 4 Дифференциальноконтактные экстракторы без подвода внешней энергии с подводом внешней энергии 11 4 12 4 13 4 14 4 Методы экстракции: Прямоточная экстракция Противоточная экстракция Перекрестно-проточная экстракция 15 4 16 4 17 Твердо-жидкофазная 4 экстракция Экстракт Экстракция с перемешиванием (аппараты с мешалками) Экстракция в неподвижном слое (диффузоры) Экстрагент 18 4 Декантер-осветлитель 19 4 Адсорбция - связывание выделяемого из жидкой фазы вещества поверхностью твердого тела 20 4 Разделение веществ путем хроматографии основано на их неодинаковом распределении между двумя несмешивающимися фазами Ионообменная хроматография используется для выделения ионизированных веществ из жидкости, а также для очистки нейтральных соединений от примесей ионной природы. Колонка наполняется гранулами адсорбента, которые несут заряженные катионные (NH4+) или анионные (SO42-) группы, способные захватывать ионы противоположного заряда.. Метод "молекулярных сит" (гель-хроматография, гельфильтрация) основан на разделении веществ с различной молекулярной массой и диаметром частиц. Адсорбент захватывает и удерживает, например, только низкомолекулярные соединения, пропуская соединения с более высокой молекулярной массой. Аффинная хроматография базируется на задерживании комплекса, образующегося из компонента разделяемой смеси и лиганда, который фиксирован на частицах носителя (наполнителя колонки). 21 Ионообменная аппаратура периодически действующие аппараты с неподвижным слоем ионита; непрерывно действующие аппараты с движущимся слоем ионита и с псевдоожиженным слоем ионита 22 4 Тема следующей лекции: Выделение продуктов биосинтеза из культуральной жидкости (продолжение) Кристаллизация 23