聚-3-羟基链烷酸的凝集方法技术

本发明专利技术提供一种使聚－３－羟基链烷酸粒子凝集而提高其粒度的方法。本发明专利技术是包括将聚－３－羟基链烷酸粒子悬浮于亲水性溶剂、或水与亲水性溶剂的混合液中，并在该悬浮液的沸点或沸点以下的温度下进行搅拌的聚－３－羟基链烷酸的凝集方法。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使聚-3-羟基链烷酸粒子凝集的方法。
技术介绍
聚-3-羟基链烷酸(以下称作PHA)是大多数微生物细胞中作为能量储备物质生成、蓄积的热塑性聚酯，具有生物分解性。现在，塑料废弃物通过焚烧、掩埋进行处理，但是这些处理方法存在地球温室化和掩埋地的土地松弛等问题。因此，随着对塑料循环利用的社会意识的提高，正在进行循环利用系统化。然而，可循环利用的用途有限，实际上，作为塑料废弃处理方法，仅仅焚烧、掩埋和循环利用还不能应付，所以目前原封不动放置在自然界的塑料还很多。因此，像废弃后进入自然界的物质循环中、且分解产物无害的PHA等生物分解性塑料受到关注，并热切希望其实用化。特别是，微生物在菌体内生成蓄积的PHA由于进入自然界的碳循环过程中，所以可以预想到对于生态系统几乎没有不良影响。另外，即使在医疗领域，也可以作为不需回收的医用生物材料、药物载体的利用可能性。微生物生成的PHA，通常以直径为1μm或1μm以下的颗粒体蓄积在菌体内，所以为了将PHA作为塑料利用时，必须进行从菌体内分离提取出PHA的工序。作为从微生物菌体分离精制PHA的已知方法，大致可分为采用可以溶解PHA的有机溶剂从菌体提取PHA的方法，和通过破碎或溶解除去PHA以外的菌体组成成分得到PHA的方法。在利用由有机溶剂提取的PHA的分离精制方法中，有人提出，例如，使用1，2-二氯乙烷或氯仿等含卤烃作为可溶解PHA的溶剂进行提取的方法(特开昭55-118394号、特开昭57-65193号)、也有人提出，用二噁烷(特开昭63-198991号)或丙二醇(特开平02-69187号)或四氢呋喃(特开平07-79788号)等亲水性溶剂作为可解溶PHA的溶剂进行提取的方法。然而这些方法中提取PHA的溶剂层的粘稠度极高，故未溶解的菌体残渣与含有PHA的溶剂层的分离非常困难。另外，由于溶剂的使用量庞大，所以存在成本增大等缺点。另一方面，作为通过机械处理、化学处理、酶处理溶解并除去PHA以外的菌体构成成分获得PHA的方法，例如在J.Gen.Microbiology，19，198-209页(1958)中记载了使用次氯酸钠处理菌体悬浮液使PHA以外的菌体构成成分溶解获得PHA的方法。在特公平04-61638号中记载有通过在100℃或100℃以上对含PHA的微生物菌体悬浮液进行热处理来破坏菌体结构，然后组合进行蛋白质分解酶处理和磷脂分解酶处理或过氧化氢处理，使PHA以外的菌体构成成分溶解，从而获得PHA的方法。曾有人提出，用表面活性剂处理含PHA菌体之后，将从菌体放出的核酸进行过氧化氢处理和分解，然后分离PHA的方法(特表平08-502415号)。一种提案是采用高压均化器破碎含PHA的微生物菌体作为物理处理方法来分离PHA的方法(特开平07-177894号、特开平07-31488号)。另外，有一种提案是，向含PHA的微生物悬浮液中添加碱并加热，然后破碎细胞并分离PHA的方法(特开平07-31487号)。还有一些提案是添加碱后进行物理破碎的方法(Bioseparation，第2卷，p.95-105，(1991)，特开平07-31489号)。另外一种方案是，将含PHA的微生物悬浮液调节到pH低于2的酸性并在50℃或50℃以上使PHA以外的菌体构成成分溶解来获得PHA的方法(特开平11-266891号)。这样制得的PHA是以像在微生物菌体内形成的直径为1μm或1μm以下的微细颗粒本身的形状得到的。将这样的微细粒子从液体介质中分离时比粒子大的埸合更困难。另外，由于微粒爆炸需要的能量低，所以要考虑引起粉尘爆炸的危险性、呼吸埸所在肺部蓄积等，故在处理中有必要给以注意。因此在使PHA凝集的技术探讨中，开发了用加热、碱金属盐的凝集、浮上·凝集的方法等。作为加热凝集的方法，有将含聚-3-羟基丁酸酯(以下称作PHB)的悬浮液加热到PHB的熔点附近而使之凝集的方法(参见Bailey，Neil A.；George，Neil；Niranjan，K.；Varley，Julie.Biochemical Engieering group，UniversityReading，“IChemE Res.Event，Eur.Conf.Young Res.Chem.Eng.”，(英国)，第二版，Institution of Chemical Engineers，1996年，第1卷，p.196-198)。另外，在特表平07-509131号公报中提出直接往悬浮在水中的PHB和D-3-羟基戊酸(D-3-hydroxyvalerate)(3HV)的共聚物(以下称作PHBV)中注入适当温度和压力的蒸汽，并在120～160℃下进行加热搅拌，由此来提高PHBV的粒度的方法。在这些方法中要注入加热·加压的蒸汽，所以必须加热到非常高的温度。因此，必须设置可以高温加热·保温、且具有耐压性的特殊装置。而且还要在相当高的温度下进行处理，因此有可能引起分子量的下降。另外，在特开平04-264125号公报中提出，采用二氯甲烷或氯仿、三氯乙烯之类与水不混合且沸点低于100℃的有机溶剂，在含水条件下，边进行加热搅拌边从含PHB的菌体提取PHB，并将含提取的PHB的该有机相注入到热水中，使PHB以絮凝状态析出而进行回收的方法。该方法是PHB的一种晶析方法，实际上并不使PHB凝集。另外，该方法的操作非常复杂，故难以工业化。而且需要相当于干燥菌体重量10～30倍的有机溶剂，加之近年来，从环境保护的观点考虑有机卤化合物的使用有受到限制的倾向，故这些的使用是不希望的。作为添加碱金属盐使PHA凝集的方法，已知的有采用2价阳离子进行凝集的方法(J.Biotechnol.，1998年，第65(2，3)卷，p.173-182)，特别是还有报导提出，往PHB悬浮液中添加氯化钙、硫酸镁、氢化镁、醋酸镁使之凝集而进行分离PHB的方法(特表平05-507410号)。然而，该方法中由于金属盐混入聚合物中，所以用于制品是不理想的。专利技术的简述本专利技术的目的在于提供，解决以往技术中的上述问题、获得既抑制PHA的分子量下降，又是高纯度、容易处理的PHA凝集体的方法。本专利技术人深入研究了有利于工业上获得PHA凝集体的方法。结果发现，通过将微细的PHA粒子悬浮到亲水性溶剂、或者，水和亲水性溶剂的混合液中，并在该悬浮液的沸点或沸点以下的温度下进行搅拌，则可使PHA粒子凝集，得到纯度高、过滤性和处理性优异的PHA凝集体，于是完成了本专利技术。本专利技术包括将PHA粒子悬浮在亲水性溶剂、或者，水和亲水性溶剂的混合液中，并通过搅拌进行凝集。使悬浮在亲水性溶剂、或者，水和亲水性溶剂的混合液中的PHA凝集的温度，要在该悬浮液的沸点沸点以下，但是，为了更有效地得到充分凝集的PHA，优选在该悬浮液的沸点下进行保温、搅拌。采用本专利技术的凝集方法时，可以溶解除去PHA中所含的杂质(脂质等)，故可以提高PHA的纯度。进而在本专利技术的方法中，未必需要在实施中特殊装置所需要的高温或高压条件。附图的简述附图说明图1示出PHBH凝集体的扫描型电子显微镜照片(放大倍率为2,000倍)。图2示出1个PHBH凝集体的扫描型电子显微镜照片(放大倍率为5,000倍)。图3示出PHBH凝集体的扫描型电子显微镜照片(放大本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚－３－羟基链烷酸的凝集方法，该方法是凝集悬浮于液体中的聚－３－羟基链烷酸的方法，其特征在于，将聚－３－羟基链烷酸粒子悬浮于亲水性溶剂、或水与亲水性溶剂的混合液中，并在该悬浮液的沸点或沸点以下的温度下进行搅拌。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小川典子，宫本宪二，小坂田史，松本圭司，
申请(专利权)人：株式会社钟化，
类型：发明
国别省市：JP[日本]