Ultrafiltracja jest nową metodą ekstrakcji alkilopoliglikozydów

2018-12-21 10:12:16

Wiele chemicznie zsyntetyzowanych surfaktantów alkilopoliglukozydowych niszczy środowisko ekologiczne ze względu na ich ogniotrwałość, toksyczność i akumulację w ekosystemie. Natomiast biosurfaktanty są biodegradowalne i nietoksyczne dla środowiska ekologicznego. Jest bardziej odpowiedni do kontroli zanieczyszczeń w inżynierii środowiska. Na przykład w procesie oczyszczania ścieków można go wykorzystać jako kolektor flotacyjny do absorbowania naładowanych cząstek metalu w celu usunięcia toksycznych jonów metali oraz do naprawy miejsc zanieczyszczonych materią organiczną i metalami ciężkimi.

Ekstrakcja produktów fermentacji (znana również jako przetwarzanie wtórne) kosztuje około 60% całkowitych kosztów produkcji, co stanowi główną przeszkodę w komercjalizacji produktów biosurfaktantów. Optymalna metoda ekstrakcji biosurfaktantów zmienia się w zależności od procesu fermentacji i jego właściwości fizykochemicznych.

Wśród nich ekstrakcja rozpuszczalnikiem jest najczęściej stosowaną metodą ekstrakcji. Na przykład Kuyukina i inne biosurfaktanty wytwarzane przez ekstrakcję Rhodococcus za pomocą eteru metylowo-tert-butylowego mogą uzyskać wyższą wydajność 10 mg / l.

Ultrafiltracja to nowa metoda ekstrakcji biosurfaktantów. Lin i in. ekstrahowano lipopeptydowy biosurfaktant Shavanting z Bacillus subtilis z bulionu fermentacyjnego za pomocą membrany ultrafiltracyjnej o wartości odcięcia masy cząsteczkowej 30 000 Da, z wydajnością 95%. Mattei i in. zaprojektowano urządzenie do ciągłej ekstrakcji biosurfaktantów, które można w sposób ciągły ekstrahować metodą filtracji przepływowej z wydajnością do 3 g / l.

Sposoby ekstrakcji produktu kompatybilne z ciągłą fermentacją obejmują oddzielanie pianki, metodę żywicy jonowymiennej i tym podobne. Davis i in. w sposób ciągły ekstrahowano Shapirynę z Bacillus subtilis metodą oddzielania pianki, a wydajność wynosiła 71,4%. Proces ekstrakcji ramnolipidu przeprowadza się przez filtrację wirówkową w celu usunięcia komórek, a następnie ramnolipid zatęża się na żywicy Amperite XAD-2 metodą chromatografii adsorpcyjnej, a następnie chromatografii jonowymiennej i na koniec ciecz odparowuje się i liofilizuje. Gotowy produkt o czystości 90% można uzyskać z wydajnością 60%.

W porównaniu z metodą fermentacji mikrobiologicznej cząsteczki środka powierzchniowo czynnego syntetyzowane metodą enzymatyczną są w większości cząsteczkami o stosunkowo prostej strukturze, ale mają również doskonałą aktywność powierzchniową. Zalety to niski koszt ekstrakcji produktu, dogodna poprawa struktury drugorzędowej, łatwe oczyszczanie i unieruchomione enzymy wielokrotnego użytku, a enzymatycznie zsyntetyzowany środek powierzchniowo czynny można stosować do wytwarzania produktów o wysokiej wartości dodanej, takich jak składniki farmaceutyczne. Chociaż koszt preparatu enzymatycznego jest na tym etapie wysoki, oczekuje się, że zmniejszy on koszty produkcji poprzez zwiększenie stabilności i aktywności enzymu za pomocą technologii inżynierii genetycznej.