Ultrafiltratie is een nieuwe methode voor het extraheren van alkylpolyglycosiden

2018-12-21 10:12:16

Veel chemisch gesynthetiseerde oppervlakteactieve alkylpolyglucosiden vernietigen de ecologische omgeving vanwege hun ongevoelige, toxische en accumulatie in het ecosysteem. Daarentegen zijn biosurfactanten biologisch afbreekbaar en niet-toxisch voor de ecologische omgeving. Het is geschikter voor verontreinigingsbeheersing in milieutechniek. In het afvalwaterbehandelingsproces kan het bijvoorbeeld worden gebruikt als een flotatiecollector om de geladen metaaldeeltjes te absorberen om toxische metaalionen te verwijderen en om plaatsen te repareren die zijn verontreinigd door organisch materiaal en zware metalen.

De extractie van fermentatieproducten (ook wel stroomafwaartse verwerking genoemd) kost ongeveer 60% van de totale productiekosten, wat een belangrijk obstakel vormt voor de commercialisering van biosurfactantproducten. De optimale extractiemethode voor biosurfactanten varieert met de fermentatiebewerking en de fysisch-chemische eigenschappen ervan.

Onder hen is solventextractie de meest algemeen gebruikte extractiemethode. Kuyukina en andere biosurfactanten geproduceerd door Rhodococcus te extraheren met methyl-tert-butylether kunnen bijvoorbeeld een hogere opbrengst van 10 mg / L verkrijgen.

Ultrafiltratie is een nieuwe methode voor het extraheren van biosurfactanten. Lin et al. geëxtraheerd het lipopeptide biosurfactant Shavanting van Bacillus subtilis uit de fermentatiebouillon met een ultrafiltratiemembraan met een molecuulgewicht-grenswaarde van 30.000 Da, met een opbrengst van 95%. Mattei et al. ontwierp een continu extractieapparaat voor biosurfactanten dat continu kan worden geëxtraheerd met behulp van een facetstroomfiltratiemethode met opbrengsten tot 3 g / l.

De productextractiewerkwijzen die verenigbaar zijn met continue fermentatieproductie omvatten schuimscheiding, ionenuitwisselingsharswerkwijze en dergelijke. Davis et al. continu geëxtraheerd Shapirine van Bacillus subtilis door schuimscheidingsmethode en de opbrengst was 71,4%. Het extractieproces van rhamnolipid wordt uitgevoerd door centrifugale filtratie om de cellen te verwijderen en vervolgens wordt het rhamnolipide geconcentreerd op Amperite XAD-2-hars door adsorptiechromatografie, gevolgd door ionenuitwisselingschromatografie en tenslotte wordt de vloeistof verdampt en gevriesdroogd. Een eindproduct met een zuiverheid van 90% kan worden verkregen met een opbrengst van 60%.

In vergelijking met de microbiële fermentatiewerkwijze zijn de surfactantmoleculen gesynthetiseerd door de enzymatische methode meestal moleculen met een relatief eenvoudige structuur, maar ze hebben ook uitstekende oppervlakteactiviteit. De voordelen zijn lage extractiekosten van het product, gemakkelijke secundaire structuurverbetering, gemakkelijke zuivering en herbruikbare geïmmobiliseerde enzymen, en de enzymatisch gesynthetiseerde oppervlakteactieve stof kan worden gebruikt voor het produceren van producten met hoge toegevoegde waarde zoals farmaceutische componenten. Hoewel de kosten van het enzympreparaat in dit stadium hoog zijn, wordt verwacht dat dit de productiekosten verlaagt door de stabiliteit en activiteit van het enzym te verbeteren door middel van genetische manipulatietechnologie.