L'ultrafiltrazione è un nuovo metodo per estrarre i poliglicosidi alchilici

2018-12-21 10:12:16

Molti tensioattivi alchil poliglucoside chimicamente sintetizzati distruggono l'ambiente ecologico a causa del loro refrattario, tossico e accumulo nell'ecosistema. Al contrario, i biotensioattivi sono biodegradabili e non tossici per l'ambiente ecologico. È più adatto per il controllo dell'inquinamento nell'ingegneria ambientale. Ad esempio, nel processo di trattamento delle acque reflue, può essere utilizzato come collettore di flottazione per assorbire le particelle metalliche cariche per rimuovere gli ioni metallici tossici e per riparare i siti contaminati da materiale organico e metalli pesanti.

L'estrazione dei prodotti di fermentazione (nota anche come lavorazione a valle) costa circa il 60% del costo totale di produzione, il che costituisce un grosso ostacolo alla commercializzazione dei prodotti del biotensioattivo. Il metodo di estrazione ottimale per i biotensanti varia con l'operazione di fermentazione e le sue proprietà fisico-chimiche.

Tra questi, l'estrazione con solvente è il metodo di estrazione più comunemente usato. Ad esempio, Kuyukina e altri biosurfattanti prodotti dall'estrazione di Rhodococcus mediante metil-ter-butil etere possono ottenere una resa maggiore di 10 mg / L.

L'ultrafiltrazione è un nuovo metodo per estrarre biotensioattivi. Lin et al. estratto il biosurfattante lipopeptide Shavantante dal Bacillus subtilis dal brodo di fermentazione con una membrana di ultrafiltrazione con un limite di peso molecolare di 30.000 Da, con una resa del 95%. Mattei et al. progettato un dispositivo di estrazione continua per biotensioattivi che può essere estratto in continuo utilizzando un metodo di filtrazione a flusso sfaccettato con rese fino a 3 g / L.

I metodi di estrazione del prodotto compatibili con la produzione di fermentazione continua comprendono la separazione della schiuma, il metodo della resina a scambio ionico e simili. Davis et al. la Shapirina estratta in modo continuo dal Bacillus subtilis con metodo di separazione della schiuma e la resa era del 71,4%. Il processo di estrazione di rhamnolipid viene effettuato mediante filtrazione centrifuga per rimuovere le cellule, quindi il ramnolipide viene concentrato sulla resina di Amperite XAD-2 mediante cromatografia di adsorbimento, seguita da cromatografia a scambio ionico e infine il liquido viene evaporato e liofilizzato. Un prodotto finito con una purezza del 90% può essere ottenuto con una resa del 60%.

Rispetto al metodo di fermentazione microbica, le molecole di tensioattivo sintetizzate dal metodo enzimatico sono per lo più molecole con struttura relativamente semplice, ma hanno anche un'eccellente attività superficiale. I vantaggi sono il basso costo di estrazione del prodotto, il conveniente miglioramento della struttura secondaria, la facile purificazione e gli enzimi immobilizzati riutilizzabili, e il tensioattivo enzimaticamente sintetizzato può essere utilizzato per produrre prodotti ad alto valore aggiunto come componenti farmaceutici. Sebbene il costo della preparazione enzimatica sia elevato in questa fase, si prevede che ridurrà il costo di produzione aumentando la stabilità e l'attività dell'enzima mediante la tecnologia di ingegneria genetica.