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    發(fā)酵生產(chǎn)十二碳二元酸的水相精制研究

    2017-10-20 11:53:29姚嘉旻盧利玲
    絲路視野 2017年21期
    關(guān)鍵詞:臨界點

    姚嘉旻 盧利玲

    【摘要】以一種生物發(fā)酵液中長鏈二元酸的水相精制方法,采用加入水相結(jié)晶助劑制備出優(yōu)質(zhì)的長鏈二元酸,具有工藝路線短,生產(chǎn)成本低,回收率高,結(jié)晶粒度大,純度高的特點,達到水相提純十二碳二元酸的目的,具有一定的創(chuàng)新性。

    【關(guān)鍵詞】水相精制;結(jié)晶助劑;臨界點

    烷烴發(fā)酵液屬于復(fù)雜的多相體系,含有發(fā)酵菌體、代謝產(chǎn)物、乳化液、殘留的烷烴及培養(yǎng)基等。用鹽析法、離子交換法和膜分離法等水相處理方法或是存在產(chǎn)品純度不高、或是產(chǎn)品回收率低、或是處理過程復(fù)雜等問題。故本試驗提供一種直鏈烷烴發(fā)酵液中水相提純精制長鏈二元酸的方法。

    一、材料與方法

    (一)材料

    1.試劑

    硫酸,抗壞血酸,乙醚,檸檬酸,均為分析純。

    2.儀器

    SE-30型氣相色譜儀,752型分光光度計,KY-3000SN型氣相硫氮測定儀,TASCAN超高分辨率臺式掃描電鏡。

    (二)分析方法

    1.總酸含量、單酸含量的測定

    按酸堿滴定法測定發(fā)酵液及膜過濾清夜中所含長鏈二元酸含量,g/L。

    2.透光率的測定

    用乙醚溶解部分樣品利用分光光度計來測定結(jié)晶提純產(chǎn)品在有機溶劑中透光率。

    (三)試驗方法

    1.將終止發(fā)酵液加熱破乳后,經(jīng)陶瓷微濾膜過濾去除未轉(zhuǎn)化的烷烴、酵母菌、色素大分子,獲取微濾膜清液層。

    2.將微濾膜清液稀釋至不同鹽度(實驗a、b、c),在弱堿性條件下,加抗壞血酸阻隔發(fā)酵產(chǎn)品與有機雜質(zhì)發(fā)生物化吸附,反應(yīng)后板框過濾出清液;其中所需鹽度為3-12%;弱堿性條件為pH7-10。

    3.升溫、調(diào)至合理pH條件下,攪拌發(fā)酵清液并添加檸檬酸(2-5%),隨著DCA晶體析出,反復(fù)調(diào)節(jié)pH至結(jié)晶臨界點,升降結(jié)晶溫度,使DCA晶體逐漸生長;上述反復(fù)析出的長鏈二元酸細小微粒在微量助劑作用下有序排列、重結(jié)晶,制備出優(yōu)質(zhì)的長鏈二元酸。

    二、結(jié)果與討論

    (一)電鏡分析

    由圖1(a)為發(fā)酵提取后經(jīng)烘干的二元酸非結(jié)晶化樣品,結(jié)晶顆粒不明顯,大部分為酸化析出的團聚物,故其中夾雜的蛋白、色素等雜質(zhì)物較多;圖1(b)為經(jīng)水相提純結(jié)晶后產(chǎn)物樣品電鏡圖示,可見經(jīng)水相結(jié)晶后十二碳二元酸結(jié)晶度明顯提高,呈現(xiàn)明顯的柱狀結(jié)晶體緊密結(jié)合在一起,有效降低了夾渣問題;同時,由圖1(b)與(c)比較,水相提純法結(jié)晶產(chǎn)物與有機溶劑法結(jié)晶產(chǎn)物有明顯區(qū)別,進一步表現(xiàn)長鏈二元酸水相提純法結(jié)晶的優(yōu)勢。

    (二)產(chǎn)品分析

    實例a、b、c均達到DCA聚合級產(chǎn)品質(zhì)量要求,說明本文提供水相提純方法可獲得水相精制聚合級產(chǎn)品,實現(xiàn)了利用水相提純十二碳二元酸的目的,具有一定的創(chuàng)新意義。

    (三)結(jié)論

    通過實驗方法實現(xiàn)水相精制法制備聚合級長鏈二元酸產(chǎn)品,解決了水相體系中去除色素、氮化合物等雜質(zhì)的難題。其次,相對常規(guī)醋酸精制工藝而言,具有工藝路線短、生產(chǎn)成本低、回收率高、結(jié)晶力度大、純度高的優(yōu)點,適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

    參考文獻

    [1]王志洲,曹務(wù)波,陳遠童.生物發(fā)酵法生產(chǎn)長碳鏈二元酸的精制生產(chǎn)裝置[P].2010-10-10,CN201686632U.

    [2]桂秋芬,姚嘉旻,蔣洋松.利用熱帶假絲酵母發(fā)酵生產(chǎn)長鏈二元酸的研究進展[J].化學(xué)與生物工程,2014,31(01):17~20.

    [3]姚嘉旻,桂秋芬.長鏈二元酸的水相精制方法[P].2013-03-20,CN102976917A.

    作者簡介:姚嘉旻(1981—),男,江蘇淮安人,研究方向:石油產(chǎn)品相關(guān)的發(fā)酵工程及分離工程。

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