发酵生产十二碳二元酸的水相精制研究

姚嘉旻 卢利玲

【摘要】以一种生物发酵液中长链二元酸的水相精制方法，采用加入水相结晶助剂制备出优质的长链二元酸，具有工艺路线短，生产成本低，回收率高，结晶粒度大，纯度高的特点，达到水相提纯十二碳二元酸的目的，具有一定的创新性。

【關键词】水相精制；结晶助剂；临界点

烷烃发酵液属于复杂的多相体系，含有发酵菌体、代谢产物、乳化液、残留的烷烃及培养基等。用盐析法、离子交换法和膜分离法等水相处理方法或是存在产品纯度不高、或是产品回收率低、或是处理过程复杂等问题。故本试验提供一种直链烷烃发酵液中水相提纯精制长链二元酸的方法。

一、材料与方法

（一）材料

1.试剂

硫酸，抗坏血酸，乙醚，柠檬酸，均为分析纯。

2.仪器

SE-30型气相色谱仪，752型分光光度计，KY-3000SN型气相硫氮测定仪，TASCAN超高分辨率台式扫描电镜。

（二）分析方法

1.总酸含量、单酸含量的测定

按酸碱滴定法测定发酵液及膜过滤清夜中所含长链二元酸含量，g/L。

2.透光率的测定

用乙醚溶解部分样品利用分光光度计来测定结晶提纯产品在有机溶剂中透光率。

（三）试验方法

1.将终止发酵液加热破乳后，经陶瓷微滤膜过滤去除未转化的烷烃、酵母菌、色素大分子，获取微滤膜清液层。

2.将微滤膜清液稀释至不同盐度（实验a、b、c），在弱碱性条件下，加抗坏血酸阻隔发酵产品与有机杂质发生物化吸附，反应后板框过滤出清液；其中所需盐度为3-12%；弱碱性条件为pH7-10。

3.升温、调至合理pH条件下，搅拌发酵清液并添加柠檬酸（2-5%），随着DCA晶体析出，反复调节pH至结晶临界点，升降结晶温度，使DCA晶体逐渐生长；上述反复析出的长链二元酸细小微粒在微量助剂作用下有序排列、重结晶，制备出优质的长链二元酸。

二、结果与讨论

（一）电镜分析

由图1（a）为发酵提取后经烘干的二元酸非结晶化样品，结晶颗粒不明显，大部分为酸化析出的团聚物，故其中夹杂的蛋白、色素等杂质物较多；图1（b）为经水相提纯结晶后产物样品电镜图示，可见经水相结晶后十二碳二元酸结晶度明显提高，呈现明显的柱状结晶体紧密结合在一起，有效降低了夹渣问题；同时，由图1（b）与（c）比较，水相提纯法结晶产物与有机溶剂法结晶产物有明显区别，进一步表现长链二元酸水相提纯法结晶的优势。

（二）产品分析

實例a、b、c均达到DCA聚合级产品质量要求，说明本文提供水相提纯方法可获得水相精制聚合级产品，实现了利用水相提纯十二碳二元酸的目的，具有一定的创新意义。

（三）结论

通过实验方法实现水相精制法制备聚合级长链二元酸产品，解决了水相体系中去除色素、氮化合物等杂质的难题。其次，相对常规醋酸精制工艺而言，具有工艺路线短、生产成本低、回收率高、结晶力度大、纯度高的优点，适合于大规模工业化生产。

参考文献

[1]王志洲，曹务波，陈远童.生物发酵法生产长碳链二元酸的精制生产装置[P].2010-10-10，CN201686632U.

[2]桂秋芬，姚嘉旻，蒋洋松.利用热带假丝酵母发酵生产长链二元酸的研究进展[J].化学与生物工程，2014，31（01）：17～20.

[3]姚嘉旻，桂秋芬.长链二元酸的水相精制方法[P].2013-03-20，CN102976917A.

作者简介：姚嘉旻（1981—），男，江苏淮安人，研究方向：石油产品相关的发酵工程及分离工程。