發酵生產十二碳二元酸的水相精制研究

姚嘉旻 盧利玲

【摘要】以一種生物發酵液中長鏈二元酸的水相精制方法，采用加入水相結晶助劑制備出優質的長鏈二元酸，具有工藝路線短，生產成本低，回收率高，結晶粒度大，純度高的特點，達到水相提純十二碳二元酸的目的，具有一定的創新性。

【關鍵詞】水相精制；結晶助劑；臨界點

烷烴發酵液屬于復雜的多相體系，含有發酵菌體、代謝產物、乳化液、殘留的烷烴及培養基等。用鹽析法、離子交換法和膜分離法等水相處理方法或是存在產品純度不高、或是產品回收率低、或是處理過程復雜等問題。故本試驗提供一種直鏈烷烴發酵液中水相提純精制長鏈二元酸的方法。

一、材料與方法

（一）材料

1.試劑

硫酸，抗壞血酸，乙醚，檸檬酸，均為分析純。

2.儀器

SE-30型氣相色譜儀，752型分光光度計，KY-3000SN型氣相硫氮測定儀，TASCAN超高分辨率臺式掃描電鏡。

（二）分析方法

1.總酸含量、單酸含量的測定

按酸堿滴定法測定發酵液及膜過濾清夜中所含長鏈二元酸含量，g/L。

2.透光率的測定

用乙醚溶解部分樣品利用分光光度計來測定結晶提純產品在有機溶劑中透光率。

（三）試驗方法

1.將終止發酵液加熱破乳后，經陶瓷微濾膜過濾去除未轉化的烷烴、酵母菌、色素大分子，獲取微濾膜清液層。

2.將微濾膜清液稀釋至不同鹽度（實驗a、b、c），在弱堿性條件下，加抗壞血酸阻隔發酵產品與有機雜質發生物化吸附，反應后板框過濾出清液；其中所需鹽度為3-12%；弱堿性條件為pH7-10。

3.升溫、調至合理pH條件下，攪拌發酵清液并添加檸檬酸（2-5%），隨著DCA晶體析出，反復調節pH至結晶臨界點，升降結晶溫度，使DCA晶體逐漸生長；上述反復析出的長鏈二元酸細小微粒在微量助劑作用下有序排列、重結晶，制備出優質的長鏈二元酸。

二、結果與討論

（一）電鏡分析

由圖1（a）為發酵提取后經烘干的二元酸非結晶化樣品，結晶顆粒不明顯，大部分為酸化析出的團聚物，故其中夾雜的蛋白、色素等雜質物較多；圖1（b）為經水相提純結晶后產物樣品電鏡圖示，可見經水相結晶后十二碳二元酸結晶度明顯提高，呈現明顯的柱狀結晶體緊密結合在一起，有效降低了夾渣問題；同時，由圖1（b）與（c）比較，水相提純法結晶產物與有機溶劑法結晶產物有明顯區別，進一步表現長鏈二元酸水相提純法結晶的優勢。

（二）產品分析

實例a、b、c均達到DCA聚合級產品質量要求，說明本文提供水相提純方法可獲得水相精制聚合級產品，實現了利用水相提純十二碳二元酸的目的，具有一定的創新意義。

（三）結論

通過實驗方法實現水相精制法制備聚合級長鏈二元酸產品，解決了水相體系中去除色素、氮化合物等雜質的難題。其次，相對常規醋酸精制工藝而言，具有工藝路線短、生產成本低、回收率高、結晶力度大、純度高的優點，適合于大規模工業化生產。

參考文獻

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[3]姚嘉旻，桂秋芬.長鏈二元酸的水相精制方法[P].2013-03-20，CN102976917A.

作者簡介：姚嘉旻（1981—），男，江蘇淮安人，研究方向：石油產品相關的發酵工程及分離工程。