Η υπερδιήθηση είναι μια νέα μέθοδος για την εκχύλιση αλκυλοπολυγλυκοζιτών

Πολλές επιφανειοδραστικές ουσίες χημικώς συντιθέμενης αλκυλοπολυγλυκοσίδης καταστρέφουν το οικολογικό περιβάλλον λόγω της ανθεκτικής, τοξικής και συσσώρευσης τους στο οικοσύστημα. Αντίθετα, τα βιολογικά επιφανειοδραστικά είναι βιοδιασπώμενα και μη τοξικά για το οικολογικό περιβάλλον. Είναι πιο κατάλληλο για τον έλεγχο της ρύπανσης στην περιβαλλοντική μηχανική. Για παράδειγμα, στη διαδικασία επεξεργασίας λυμάτων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως συλλέκτης επίπλευσης για να απορροφήσει τα φορτισμένα μεταλλικά σωματίδια για την απομάκρυνση τοξικών μεταλλικών ιόντων και για την επισκευή θέσεων μολυσμένων από οργανική ύλη και βαρέα μέταλλα.

Η εξόρυξη των προϊόντων ζύμωσης (γνωστή και ως μεταποίηση σε μεταγενέστερο στάδιο) κοστίζει περίπου το 60% του συνολικού κόστους παραγωγής, γεγονός που αποτελεί σημαντικό εμπόδιο για την εμπορευματοποίηση βιοαπαραγόμενων προϊόντων. Η βέλτιστη μέθοδος εκχύλισης για τα βιολογικά επιφανειοδραστικά ποικίλει ανάλογα με τη λειτουργία της ζύμωσης και τις φυσικοχημικές της ιδιότητες.

Μεταξύ αυτών, η εκχύλιση με διαλύτη είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μέθοδος εκχύλισης. Για παράδειγμα, το Kuyukina και άλλα βιολογικά επιφανειοδραστικά που παράγονται με εκχύλιση Rhodococcus με μεθυλο-τριτ-βουτυλαιθέρα μπορούν να αποκτήσουν υψηλότερη απόδοση 10 mg / L.

Η υπερδιήθηση είναι μια νέα μέθοδος για την εκχύλιση βιο-επιφανειοδραστικών ουσιών. Lin et αϊ. εξήγαγε το βιοσωματικό μέσο λιποπεπτιδίου Shavanting από Bacillus subtilis από το ζωμό ζύμωσης με μεμβράνη υπερδιήθησης με αποκοπή μοριακού βάρους 30.000 Da, με απόδοση 95%. Mattei et αϊ. σχεδίασε μια συνεχή συσκευή εκχύλισης για βιο-επιφανειοδραστικές ουσίες που μπορούν να εκχυλίζονται συνεχώς με τη μέθοδο φιλτραρίσματος της ροής της επιφάνειας με αποδόσεις μέχρι 3 g / L.

Οι μέθοδοι εκχύλισης προϊόντος που είναι συμβατές με την παραγωγή συνεχούς ζύμωσης περιλαμβάνουν τον διαχωρισμό αφρού, την μέθοδο ιοντοανταλλακτικής ρητίνης και τα παρόμοια. Davis et αϊ. συνεχή εκχύλιση της Shapirin από Bacillus subtilis με μέθοδο διαχωρισμού αφρού, και η απόδοση ήταν 71,4%. Η διαδικασία εκχύλισης του ραμνολιπιδίου διεξάγεται με φυγοκεντρική διήθηση για την απομάκρυνση των κυττάρων και στη συνέχεια το ραμνολιπίδιο συμπυκνώνεται επί ρητίνης Amperite XAD-2 με χρωματογραφία προσρόφησης, ακολουθούμενη από χρωματογραφία ανταλλαγής ιόντων και τελικά το υγρό εξατμίζεται και ξηραίνεται με ψύξη. Ένα τελικό προϊόν με καθαρότητα 90% μπορεί να ληφθεί με απόδοση 60%.

Σε σύγκριση με τη μέθοδο μικροβιακής ζύμωσης, τα επιφανειοδραστικά μόρια που συντίθενται με την ενζυματική μέθοδο είναι ως επί το πλείστον μόρια με σχετικά απλή δομή, αλλά έχουν επίσης εξαιρετική επιφανειακή δραστηριότητα. Τα πλεονεκτήματα είναι το χαμηλό κόστος εξαγωγής του προϊόντος, η βολική βελτίωση της δευτερογενούς δομής, ο εύκολος καθαρισμός και τα επαναχρησιμοποιήσιμα ακινητοποιημένα ένζυμα και το ενζυματικά συντιθέμενο επιφανειοδραστικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή προϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας όπως φαρμακευτικά συστατικά. Αν και το κόστος του παρασκευάσματος ενζύμου είναι υψηλό σε αυτό το στάδιο, αναμένεται να μειωθεί το κόστος παραγωγής με την ενίσχυση της σταθερότητας και της δραστηριότητας του ενζύμου με τεχνολογία γενετικής μηχανικής.