Ультрафильтрация - новый метод экстракции алкилполигликозидов

2018-12-21 02:12:16

Многие химически синтезированные алкилполиглюкозидные поверхностно-активные вещества разрушают экологическую среду из-за их тугоплавкости, токсичности и накопления в экосистеме. Напротив, биосурфактанты являются биоразлагаемыми и нетоксичными для окружающей среды. Это больше подходит для контроля загрязнения окружающей среды. Например, в процессе очистки сточных вод его можно использовать в качестве флотационного коллектора для поглощения частиц заряженного металла с целью удаления ионов токсичных металлов и для ремонта участков, загрязненных органическими веществами и тяжелыми металлами.

Извлечение продуктов ферментации (также известной как последующая обработка) стоит приблизительно 60% от общей стоимости производства, что является основным препятствием для коммерциализации продуктов биосурфактанта. Оптимальный метод экстракции биосурфактантов зависит от процесса ферментации и его физико-химических свойств.

Среди них экстракция растворителем является наиболее часто используемым методом экстракции. Например, Куюкина и другие биосурфактанты, полученные экстракцией Rhodococcus метил-трет-бутиловым эфиром, могут получить более высокий выход 10 мг / л.

Ультрафильтрация - это новый метод извлечения биосурфактантов. Лин и соавт. экстрагировали липопептидный биосурфактант Shavanting из Bacillus subtilis из ферментационного бульона с ультрафильтрационной мембраной с отсечкой по молекулярной массе 30000 Да с выходом 95%. Mattei et al. разработано устройство непрерывной экстракции биосурфактантов, которые можно непрерывно экстрагировать методом фильтрации с фазовым потоком с выходом до 3 г / л.

Способы экстракции продукта, совместимые с непрерывным производством ферментации, включают разделение пены, способ ионообменной смолы и тому подобное. Дэвис и соавт. непрерывно экстрагировали Shapirin из Bacillus subtilis методом разделения пены, и выход составлял 71,4%. Процесс экстракции рамнолипида осуществляют центробежной фильтрацией для удаления клеток, а затем рамнолипид концентрируют на смоле Amperite XAD-2 с помощью адсорбционной хроматографии с последующей ионообменной хроматографией и, наконец, жидкость выпаривают и сушат вымораживанием. Готовый продукт с чистотой 90% может быть получен с выходом 60%.

По сравнению с методом микробной ферментации молекулы поверхностно-активных веществ, синтезируемые ферментативным методом, в основном представляют собой молекулы с относительно простой структурой, но также обладают превосходной поверхностной активностью. Преимуществами являются низкая стоимость экстракции продукта, удобное улучшение вторичной структуры, легкая очистка и многоразовые иммобилизованные ферменты, и ферментативно синтезированное поверхностно-активное вещество может использоваться для производства продуктов с высокой добавленной стоимостью, таких как фармацевтические компоненты. Хотя на данном этапе стоимость ферментного препарата высока, ожидается, что он сократит стоимость производства за счет повышения стабильности и активности фермента с помощью технологии генной инженерии.