Ультрафільтрація - це новий метод вилучення алкілполіглікозидів

2018-12-20 18:12:16

Багато хімічно синтезованих поверхнево-активних речовин алкіл-поліглюкозидів руйнують екологічне середовище через їх тугоплавкість, токсичність та накопичення в екосистемі. Навпаки, біоповерхнево-активні речовини є біологічно розкладаними та нетоксичними для навколишнього середовища. Це більше підходить для контролю забруднення в екологічній інженерії. Наприклад, у процесі очищення стічних вод його можна використовувати як флотаційний колектор для поглинання заряджених металевих частинок для видалення токсичних іонів металів, а також для ремонту місць, забруднених органічними речовинами та важкими металами.

Екстракція продуктів бродіння (також відома як подальша переробка) коштує приблизно 60% від загальної вартості виробництва, що є основною перешкодою для комерціалізації продуктів біоповерхнево-активних речовин. Оптимальний метод екстракції біоповерхнево-активних речовин залежить від процесу бродіння та його фізико-хімічних властивостей.

Серед них екстракція розчинником є ​​найбільш часто використовуваним методом екстракції. Наприклад, Куюкіна та інші біосурфактанти, отримані екстракцією Rhodococcus метил-трет-бутиловим ефіром, можуть отримати більш високий вихід 10 мг/л.

Ультрафільтрація - це новий метод вилучення біосурфактантів. Lin та ін. екстрагували ліпопептидний біосурфактант Шавантінг з Bacillus subtilis із ферментаційного бульйону за допомогою ультрафільтраційної мембрани з молекулярною масою відсікання 30 000 Да з виходом 95%. Маттеі та ін. розробив пристрій безперервної екстракції біоповерхнево-активних речовин, який можна безперервно екстрагувати за допомогою методу фасеткової фільтрації з виходом до 3 г/л.

Методи екстракції продукту, сумісні з виробництвом безперервної ферментації, включають відділення піни, метод іонообмінної смоли тощо. Девіс та ін. безперервно екстрагували Шапірин з Bacillus subtilis методом пінного відділення, вихід склав 71,4%. Процес екстракції рамноліпіду здійснюється за допомогою відцентрової фільтрації для видалення клітин, а потім рамноліпід концентрується на смолі Amperite XAD-2 за допомогою адсорбційної хроматографії з подальшою іонообмінною хроматографією, і, нарешті, рідина випарюється та ліофілізується. Готовий продукт з чистотою 90% можна отримати з виходом 60%.

Порівняно з методом мікробної ферментації, молекули поверхнево-активної речовини, синтезовані ферментативним методом, є переважно молекулами з відносно простою структурою, але також мають чудову поверхневу активність. Переваги полягають у низькій вартості екстракції продукту, зручному покращенні вторинної структури, легкому очищенні та повторно використовуваних іммобілізованих ферментах, а ферментативно синтезована поверхнево-активна речовина може бути використана для виробництва продуктів з високою доданою вартістю, таких як фармацевтичні компоненти. Незважаючи на те, що на даному етапі вартість ферментного препарату є високою, очікується, що він зменшить собівартість виробництва шляхом підвищення стабільності та активності ферменту за допомогою технології генної інженерії.