生物聚合物聚-3-羟基丁酸酯的酶法提取纯化研究

通过酶解法从嗜盐菌发酵液中获得高纯度、高分子质量的聚-3-羟基丁酸酯(PHB),分别采用高温处理与胞壁酸酶酶解2种方法对嗜盐菌细胞进行破壁,再通过中碱性蛋白酶进一步酶解纯化。结果表明,121℃下高温处理可有效实现嗜盐菌细胞破壁,但高温环境使PHB分子质量降低了30%~40%;在50℃、pH 6条件下添加0.3%胞壁酸酶酶解60 min破壁效果最好,且分子质量可维持在10%以内;在70℃、pH 10条件下添加0.045%中碱性蛋白酶酶解60 min纯化效果最好,所得PHB纯度可达97%以上。最后与市售PHB进行对比,确认了所得PHB的化学结构及热性能。酶的特异性水解保证了PHB结构不受破坏,胞壁酸酶-中碱性蛋白酶结合酶解法可以得到高纯度、高分子质量的PHB,无需其他化学试剂辅助。

利用生物发酵技术制备聚合级乳酸的生产工艺

乳酸的传统下游应用集中于食品行业,但近年来以乳酸生产聚乳酸(PLA)的市场前景越发广阔。乳酸的化学纯度以及光纯度决定着下游聚乳酸产品的竞争力。详细阐述了一种利用生物发酵技术制备高纯度、高光纯聚合级乳酸的生产工艺,即通过菌种筛选预先得到发酵性能优良的鼠李糖乳杆菌,而后进行发酵、酸化、分离,得到99%化学纯度以及99%光纯度的L-乳酸。进一步探讨了新工艺中不同氮源、不同原料以及不同中和剂的选择对乳酸发酵过程的影响,据此成功建立了小试生产线,相关发明专利已获国家授权,为下游产业化生产聚乳酸奠定了原料基础。

高产率、高光纯丙交酯生产工艺和装备突破

丙交酯是生产可降解生物材料聚乳酸的核心聚合单体,高品质的丙交酯对于生产性能优异、可替代石油基塑料制品的高端聚乳酸产品十分关键。然而,丙交酯产业化生产目前存在产率低、光纯度差的技术瓶颈,相关研究机构和生产企业为了提高丙交酯的综合产率和光学纯度做了很多努力,但现有技术无法处理好产率、光纯度以及生产成本三者之间的平衡。从化学反应理论和工业装备方面剖析了现有丙交酯生产技术存在的瓶颈,开发出高产率、高光纯丙交酯产业化生产工艺路线,并阐述了新工艺路线设计的理论依据和取得的实际效果。相关专利技术已经获得授权,为实现从理论到产业层面全方位突破国外对高品质丙交酯产品的技术垄断奠定了基础。