一种高效提取并纯化高纯度聚羟基脂肪酸酯的方法技术

本发明专利技术涉及一种高效提取并纯化高纯度聚羟基脂肪酸酯的方法，相对于传统技术，本发明专利技术的有益效果包括：本申请从产PHA菌中提取PHA的过程中，采用合适的表面活性剂进行破壁处理，制备得到的PHA粗产品经合适的预处理，再配合采用合适的萃取方式进行萃取，最终得到的PHA纯度高。纯度高。

【技术实现步骤摘要】
一种高效提取并纯化高纯度聚羟基脂肪酸酯的方法


[0001]本专利技术涉及聚羟基脂肪酸酯的制备领域，特别涉及一种高效提取并纯化高纯度聚羟基脂肪酸酯的方法。

技术介绍

[0002]聚羟基脂肪酸酯(PHA)是一种由微生物合成的天然高分子聚酯，具有良好的生物可降解性和生物相容性，且应用场景广泛，发展潜力巨大。然而，受原料和下游处理损耗等的影响，PHA的生产成本居高不下。
[0003]传统的PHA提取方法有：有机溶剂法、酶法、水相分离法、机械破碎法等。有机溶剂法，其基本原理是有机溶剂，一方面可以改变细胞壁和膜的通透性，另一方面能使PHA溶解到溶剂中而非PHA的细胞物质(NPCM)不能溶解，从而将PHA与其他物质分离开来；酶法的原理即让大量的NPCM溶解，但不会溶解PHA，从而达到分离、提纯的目的；水相分离法是将含PHA的微生物在溶液中加入酸碱等物质，实现菌体细胞的破碎，最后加入有机溶剂/酶进行PHA的回收；机械破碎法则是通过机械运动所产生的剪切力将细胞破碎，使PHA被释放出。
[0004]目前，应用比较广泛的是水相分离法，它主要分为次氯酸盐法、氯仿
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次氯酸盐法、碱法、热水
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蛋白酶法等。次氯酸盐法、氯仿
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次氯酸盐法中，氯仿、次氯酸盐等常用的有机溶剂对于PHA和细胞杂质的溶解能力均较强，提纯纯度不佳，且不是所有的有机溶剂能溶解PHA；碱法采用碱液提取PHA的纯度低，对材料分子量损失较大，且对于碱液的加入量需要严格控制；热水
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蛋白酶法提取PHA纯度较低。
[0005]有鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

[0006]本申请实施例的目的包括提供一种高效提取并纯化高纯度聚羟基脂肪酸酯的方法，采用本申请的提取方法从假单胞菌中提取的聚羟基脂肪酸酯纯度高。
[0007]本申请实施例提供一种聚羟基脂肪酸酯的提取方法，所述提取方法包括如下步骤：
[0008]提供产PHA细菌的菌悬液，加入表面活性剂、蛋白酶或者溶菌酶进行破壁处理，收集PHA粗产品；
[0009]对所述PHA粗产品进行纯化，纯化采用(a)或者(b)所示的方法；
[0010]其中，
[0011](a)所述的方法包括如下步骤：
[0012]用有机溶剂A对所述PHA粗产品进行萃取，收集萃取液，去溶剂，制备产物a1；
[0013]用有机溶剂A溶解所述产物a1，向所得溶液中加入有机溶剂B进行置换，去置换液，收集产物a2，去溶剂，制备产物a3；
[0014]用有机溶剂A溶解所述产物a3，收集溶液，去溶剂，提取得到聚羟基脂肪酸酯；
[0015]所述有机溶剂A选自氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯或者其组合，所述有机溶
剂B选自无水乙醇、丙醇、正己烷或者其组合，所述有机溶剂B和溶解所述产物a1采用的有机溶剂A的体积比不低于5：1；
[0016](b)所示的方法包括如下步骤：
[0017]用有机溶剂C浸泡所述PHA粗产品，去溶剂，收集产物b1；
[0018]重复浸泡、去溶剂的步骤至少一次，制备产物b2；
[0019]用有机溶剂D对所述产物b2进行萃取，收集萃取液，去溶剂，制备产物b3；
[0020]用所述有机溶剂D溶解所述产物b3，收集溶液，去溶剂，提取得到聚羟基脂肪酸酯；
[0021]所述有机溶剂C选自无水乙醇、丙醇、正己烷、乙醚、乙腈、苯、乙二醇或者其组合，所述有机溶剂D选自氯仿、乙酸乙酯、二氯甲烷、乙酸丁酯或者其组合。
[0022]在其中一些实施例中，所述PHA粗产品的制备步骤满足如下条件中的一个或者多个：
[0023](1)破壁处理的温度为37℃～100℃；
[0024](2)破壁处理的时间为15min～120min；
[0025](3)破壁处理的pH为7～12；
[0026](4)每1mL所述菌悬液对应的所述表面活性剂的用量为0.5mg～5mg，蛋白酶0.5mg～5mg，溶菌酶0.5mg～5mg，所述菌悬液中菌体的浓度为5g/L～80g/L；和，
[0027](5)所述表面活性剂选自SDS、Triton X
‑
100、Tween
‑
80或者其组合。
[0028]在其中一些实施例中，(b)所示的方法具有如下技术特征中的一个或者多个：
[0029](1)浸泡的时间为5h～30h；
[0030](2)浸泡的条件包括：温度为
‑
40℃～
‑
60℃，真空度为100Pa～1000Pa；或者，温度为20℃～30℃，压力为100.5～101.5kPa；
[0031](3)每1g所述PHA粗产品对应的所述有机溶剂C的用量为10mL～20mL；
[0032](4)每1g所述产物b2对应的所述有机溶剂D的用量为2mL～20mL；
[0033](5)萃取的条件包括：温度为20℃～30℃，时间为4h～12h；和，
[0034](6)每1g所述产物b3对应的所述有机溶剂D的用量为10mL～20mL。
[0035]在其中一些实施例中，(b)所示的方法具有如下技术特征中的一个或者多个：
[0036](1)所述产物b1或/和产物b2的制备步骤中，去溶剂的步骤包括：抽滤并将所得滤渣热烘；
[0037](2)所述产物b3的制备步骤中，收集所述萃取液的方式包括抽滤；
[0038](3)所述产物b3的制备步骤中，去溶剂的方式包括：自然挥发；和，
[0039](4)提取得到聚羟基脂肪酸酯的步骤中，去溶剂的方式包括：自然挥发。
[0040]在其中一些实施例中，(a)所示的方法具有如下技术特征中的一个或者多个：
[0041](1)萃取的步骤中，每1g所述PHA粗产品对应的所述有机溶剂A的用量为5mL～20mL；和，
[0042](2)所述有机溶剂B和溶解所述产物a1采用的有机溶剂A的体积比为(5～10)：1；
[0043](3)萃取的条件包括：温度为20℃～30℃，时间为4h～12h；
[0044](4)置换的条件包括：温度为20℃～30℃，时间为5h～12h；和，
[0045](5)置换的步骤中，每1g所述产物a1对应的所述有机溶剂A的用量为10mL～15mL以及对应的所述有机溶剂B的用量为50mL～150mL。
[0046]在其中一些实施例中，(a)所示的方法具有如下技术特征中的一个或者多个：
[0047](1)所述产物a1的制备步骤中，收集所述萃取液的方式包括抽滤；
[0048](2)所述产物a1的制备步骤中，去溶剂的方式包括自然挥发；
[0049](3)所述产物a3的制备步骤中，去置换液的方式包括抽滤；
[0050](4)所述产物a3的制备步骤中，去溶剂的方式包括自然挥发；和，
[0051](5)提取得到聚羟基脂肪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚羟基脂肪酸酯的提取方法，其特征在于，所述提取方法包括如下步骤：提供产PHA细菌的菌悬液，加入表面活性剂、蛋白酶或者溶菌酶进行破壁处理，收集PHA粗产品；对所述PHA粗产品进行纯化，纯化采用(a)或者(b)所示的方法；其中，(a)所述的方法包括如下步骤：用有机溶剂A对所述PHA粗产品进行萃取，收集萃取液，去溶剂，制备产物a1；用有机溶剂A溶解所述产物a1，向所得溶液中加入有机溶剂B进行置换，去置换液，收集产物a2，去溶剂，制备产物a3；用有机溶剂A溶解所述产物a3，收集溶液，去溶剂，提取得到聚羟基脂肪酸酯；所述有机溶剂A选自氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯或者其组合，所述有机溶剂B选自无水乙醇、丙醇、正己烷或者其组合，所述有机溶剂B和溶解所述产物a1采用的有机溶剂A的体积比不低于5：1；(b)所示的方法包括如下步骤：用有机溶剂C浸泡所述PHA粗产品，去溶剂，收集产物b1；重复浸泡、去溶剂的步骤至少一次，制备产物b2；用有机溶剂D对所述产物b2进行萃取，收集萃取液，去溶剂，制备产物b3；用所述有机溶剂D溶解所述产物b3，收集溶液，去溶剂，提取得到聚羟基脂肪酸酯；所述有机溶剂C选自无水乙醇、丙醇、正己烷、乙醚、乙腈、苯、乙二醇或者其组合，所述有机溶剂D选自氯仿、乙酸乙酯、二氯甲烷、乙酸丁酯或者其组合。2.根据权利要求1所述的聚羟基脂肪酸酯的提取方法，其特征在于，所述PHA粗产品的制备步骤满足如下条件中的一个或者多个：(1)破壁处理的温度为37℃～100℃；(2)破壁处理的时间为15min～120min；(3)破壁处理的pH为7～12；(4)每1mL所述菌悬液对应的所述表面活性剂的用量为0.5mg～5mg，蛋白酶0.5mg～5mg，溶菌酶0.5mg～5mg，所述菌悬液中菌体的浓度为5g/L～80g/L；和，(5)所述表面活性剂选自SDS、Triton X
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100、Tween
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80或者其组合。3.根据权利要求1或者2所述的聚羟基脂肪酸酯的提取方法，其特征在于，(b)所示的方法具有如下技术特征中的一个或者多个：(1)浸泡的时间为5h～30h；(2)浸泡的条件包括：温度为
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40℃～
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60℃，真空度为100Pa～1000Pa；或者，温度为20℃～30℃，压力为100.5～101.5kPa；(3)每1g所述PHA粗产品对应的所述有机溶剂C的用量为10mL～20mL；(4)每1g所述产物b2对应的所述有机溶剂D的用量为2mL～20mL；(5)萃取的条件包括：温度为20...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶健文，谢鑫颖，林艺娜，汪驰，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：