【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料，尤其涉及一种提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法及其产品。
技术介绍
1、聚羟基脂肪酸酯(pha)是一种具有良好热塑性、可生物降解、生物相容性和可再生性能的聚合物。它作为一种新环保材料和生物医学材料引起了人们的广泛关注。微生物细胞通常产生的聚羟基脂肪酸酯是一种高度结晶的材料，其热性能与聚丙烯(一种从石油中提取的商品塑料)相似。然而，从材料性能上来说，phb比聚丙烯脆，弹性差，在实际生产中不能单独使用，需要加入一定量的改性助剂，但加入改性助剂的这种方式适用范围有限，不能普遍适用，且在实际生产中造粒后的聚羟基脂肪酸酯会随时间推移，分子量会有所下降，导致其应用范围更加受限。已知目前微生物生产的聚羟基脂肪酸酯的分子量大约在0.1×106～1.0×106范围内，且由于聚羟基脂肪酸酯的机械强度随其分子量的增加而增加，高分子量的聚羟基脂肪酸酯，其分子量范围大于1.0×106，因此，生产出高分子量的聚羟基脂肪酸酯具有重要的技术意义。
2、现有工业上大规模使用微生物发酵后提取聚羟基脂肪酸酯的方法为有机溶剂提取法和水相提取法。
3、有机溶剂提取法是利用氯仿、二氯甲烷等良性溶剂，在100～140℃的高温条件下将聚羟基脂肪酸酯溶解，再通过水、乙醇等不良溶剂将聚羟基脂肪酸酯沉淀析出，得到提纯后的聚羟基脂肪酸酯产品，但是这种方法的缺点是：在氯仿中溶解需要升温，对分子量会造成不利影响，且溶剂回收困难。另外，氯仿等溶剂有毒，对生产环境也会产生污染和危害，综合比较来看这种提取成本较高，目前仅适用于实验室规模，不适于大规模的
4、水相提取法的主要方式有物理破壁法、酶解法、化学法等方法。
5、物理提取法是对菌体进行机械破壁。但这个方法能耗较大，且在提取过程中会使用高温、高碱增强破壁效果，但是过长时间的高温高碱处理会严重降低聚羟基脂肪酸酯的分子量；化学法主要是通过使用次氯酸钠、次氯酸盐、sds等化学品进行破壁，但是其也会降低聚羟基脂肪酸酯的分子量，且后期带有化学品的废水处理难度大。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：(1)解决现有的水相提取法技术会使分子量损失较大，且分子量分布不均的问题。(2)解决使用有机溶剂提取法提取虽然分子量损失较少，但是使用有机溶剂会增加成本且对环境及操作人员危害较大，且有机溶剂提取法需要在高温的条件下进行，目前仅适用于实验室的小规模提取中，在商业化的大规模上产中增加生产成本，不易操作等问题。
2、具体而言，本专利技术提供一种提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法及其产品，该方法是将发酵液通过酶解破壁及离心得到高分子量聚羟基脂肪酸酯。由于高温、高ph值会损失更多的高分子量聚羟基脂肪酸酯，因此，本专利技术使用酶解法，在低温且中性ph值下对菌体进行温和破壁处理，但由于温度的降低和较温和ph值，会导致部分酶的活力降低，酶解效果减弱，部分蛋白、细胞壁多糖、酯溶蛋白等杂质残留在聚羟基脂肪酸酯表面，这类杂质不易溶于水中，无法通过后续的常规洗涤方式除净，因此在后续引入低级醇类或低级酯类进行二次洗涤，这类有机溶剂安全绿色，且能将上述附着在聚羟基脂肪酸酯表面的杂质溶解，获得纯度、色度等指标达标，且分子量分布均匀的高分子量聚羟基脂肪酸酯产品。
3、更具体地，第一方面，本专利技术提供一种提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法，包括：
4、将未破壁的菌体重悬，得料液；
5、所述料液在ph值为7.0～8.0且温度为45℃以内的条件下进行酶解，得酶解液；
6、所述酶解液在不高于4000rpm的离心设备中进行固液分离得沉淀；
7、所述沉淀经低级醇和/或低级酯洗涤。
8、本专利技术中所提及的聚羟基脂肪酸酯，其根据单体组成可以分为均聚物和共聚物。根据单体的碳原子数，可以是短链聚羟基脂肪酸酯(即，单体为c3-c5的羟基脂肪酸)或者中长链聚羟基脂肪酸酯(即，单体为c6-c18的羟基脂肪酸)，但不限于此。
9、聚羟基脂肪酸酯可以是均聚物，包括但不限于聚羟基丙酸酯(php)、聚羟基丁酸酯(phb)、聚羟基辛酸酯(pho)聚羟基戊酸酯(phv)等，例如，聚-3-羟基丁酸酯(p3hb)、聚-4-羟基丁酸酯(p4hb)、聚-3-羟基丙酸酯(p3hp)或聚-3-羟基戊酸酯(p3hv)等。
10、聚羟基脂肪酸酯可以是共聚物，例如，3-羟基丁酸和4-羟基丁酸的二元共聚物(p34hb)、3-羟基丁酸和3-羟基己酸的二元共聚物(phbhhx)、3-羟基丁酸和3-羟基戊酸的二元共聚物(phbv)、3-羟基辛酸和3-羟基己酸的二元共聚物(p3ho3hhx)、3-羟基丁酸、3-羟基戊酸和3-羟基己酸的三元共聚物(phbvhhx)、3-羟基丁酸共4-羟基丁酸和3-羟基戊酸的三元共聚物(p3hb-co-4hb-co-3hv)等。
11、根据本专利技术提供的所述提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法，包括：
12、所述低级醇包括乙醇、丁醇和异戊醇中的一种以上；
13、和/或，所述低级酯包括乙酸甲酯、乙酸乙酯和异戊酸乙酯中的一种以上。
14、本专利技术中的低级醇和低级酯不限于上述所列出的类型，一般而言，能够通过控制温度等参数，使所使用的洗涤溶剂不溶解聚羟基脂肪酸酯，只溶解杂质相的醇和酯，均满足本专利技术的要求，其中，所述杂质相包括残留的细胞壁多糖、酯溶蛋白、糖酯等。
15、根据本专利技术提供的所述提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法，包括：
16、所述酶解采用复合酶制剂，所述复合酶制剂包括溶菌酶、核酸降解酶、葡聚糖酶、甘露聚糖酶、蜗牛酶和蛋白酶；
17、优选地，按质量份数计，所述复合酶制剂包括：3～5份溶菌酶、0.5～1.5核酸降解酶、1～3份葡聚糖酶、2～4份甘露聚糖酶、0.5～1.5份蜗牛酶和1～3份蛋白酶。
18、根据本专利技术提供的所述提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法，包括：
19、向所述料液中加入质量百分比大于等于0.01％的所述复合酶制剂进行酶解，酶解时间为10～200min；优选60～120min；
20、优选地，所述酶解温度为40～45℃，更优选为40℃。
21、本专利技术中所述在ph值为7.0～8.0且温度为45℃以内的条件下进行酶解是指酶解开始到酶解结束，酶解液的ph值和温度始终维持在该条件。在酶解过程中，维持低速搅拌。
22、根据本专利技术提供的所述提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法，包括：
23、所述酶解液在3000～3500rpm的离心设备中进行固液分离得沉淀；
24、优选地，所述离心设备为立式离心机、碟片离心机或者卧式螺旋离心机。
25、根据本专利技术提供的所述提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法，包括：
26、将发酵液进行固液分离得所述未破壁的菌体；
27、优选地，发酵液进行固液分离是在7000～9000rpm的离心设备中进行；离心时间5～16min。此时，离心设备可本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求1或2所述提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求1～3中任一项所述提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求1～4中任一项所述提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求1～5中任一项所述提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求1～6中任一项所述提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求1～7中任一项所述提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求1～8中任一项所述提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法，其特征在于，包括：
10.权利要求1～9中任一项所述方法得到的产品。
【技术特征摘要】
1.一种提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求1或2所述提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求1～3中任一项所述提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求1～4中任一项所述提取高分子量聚羟基脂肪酸酯的方法，其特征在于，包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：高紫君，杨历帆，杨宏宇，刘兴甜，杨继帅，
申请(专利权)人：北京微构工场生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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