CN111393625B - 溶菌酶结合sds下利用超声提取聚羟基脂肪酸酯的方法和系统 - Google Patents
溶菌酶结合sds下利用超声提取聚羟基脂肪酸酯的方法和系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111393625B CN111393625B CN202010492506.4A CN202010492506A CN111393625B CN 111393625 B CN111393625 B CN 111393625B CN 202010492506 A CN202010492506 A CN 202010492506A CN 111393625 B CN111393625 B CN 111393625B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyhydroxyalkanoate
- solid
- liquid separation
- separation
- ultrasonic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000005014 poly(hydroxyalkanoate) Substances 0.000 title claims abstract description 237
- 229920000903 polyhydroxyalkanoate Polymers 0.000 title claims abstract description 236
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 102000016943 Muramidase Human genes 0.000 title claims abstract description 30
- 108010014251 Muramidase Proteins 0.000 title claims abstract description 30
- 108010062010 N-Acetylmuramoyl-L-alanine Amidase Proteins 0.000 title claims abstract description 30
- 229960000274 lysozyme Drugs 0.000 title claims abstract description 30
- 235000010335 lysozyme Nutrition 0.000 title claims abstract description 30
- 239000004325 lysozyme Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 164
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 156
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 51
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 40
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 36
- 210000004911 serous fluid Anatomy 0.000 claims abstract description 7
- 241001052560 Thallis Species 0.000 claims abstract description 6
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 120
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 88
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 88
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 77
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 38
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 38
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 34
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 24
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 15
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 14
- 210000001082 somatic cell Anatomy 0.000 claims description 9
- 238000002525 ultrasonication Methods 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 238000000527 sonication Methods 0.000 claims description 4
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 2
- -1 fatty acid ester Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 17
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 34
- 238000002137 ultrasound extraction Methods 0.000 description 25
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 25
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 16
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 12
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 11
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 10
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 7
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241000206596 Halomonas Species 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 5
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001653918 Halomonas sp. Species 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000010413 mother solution Substances 0.000 description 2
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000011218 seed culture Methods 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 102000010911 Enzyme Precursors Human genes 0.000 description 1
- 108010062466 Enzyme Precursors Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 241000144833 Halomonas salina Species 0.000 description 1
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 1
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 1
- 241000894556 Pharyngomonas kirbyi Species 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 239000013592 cell lysate Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 1
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/88—Post-polymerisation treatment
- C08G63/90—Purification; Drying
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/06—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from hydroxycarboxylic acids
- C08G63/08—Lactones or lactides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明涉及PHA提取分离技术领域，公开了一种溶菌酶结合SDS下利用超声提取聚羟基脂肪酸酯的方法和系统，该方法包括以下步骤：（1）在溶菌酶存在下，将含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞进行一次超声破碎，得到含聚羟基脂肪酸酯的第一浆液；（2）将所得含聚羟基脂肪酸酯的第一浆液进行第一固液分离，得到含有聚羟基脂肪酸酯的沉淀；（3）在SDS的存在下，将所得含有聚羟基脂肪酸酯的沉淀进行二次超声破碎，得到含聚羟基脂肪酸酯的第二浆液；（4）将得到的含聚羟基脂肪酸酯的第二浆液进行第二固液分离，得到所述聚羟基脂肪酸酯。采用本发明的方法能够有效提高PHA的收率和纯度，得到的PHA的聚合度和分子量较高，并降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及聚羟基脂肪酸酯的提取分离领域，具体涉及一种溶菌酶结合SDS下利用超声提取聚羟基脂肪酸酯的方法和系统。
背景技术
聚羟基脂肪酸酯 (PHA) 是一类完全由微生物合成的高分子聚酯的统称。由于PHA具有生物可降解性和生物相容性，因而被认为是环境友好型材料，PHA的应用有助于解决日益严重的环境污染问题。
虽然PHA的使用能够有效地避免石化塑料对环境造成的危害，但目前，这种环境友好的生物塑料存在生产成本高昂，且提取PHA的收率较低的问题。
目前PHA的提取分离方法主要分两大类，第一种类是通过有机溶剂如二氯甲烷、氯仿、N-甲基吡咯烷酮和N-乙基已内酰胺）溶解菌体后并提取PHA，但有机溶剂本身成本高（比如，N-甲基吡咯烷酮和N-乙基已内酰胺本身为非常规试剂，生产，运输成本偏高），而且存在较大的环境污染风险（部分有机溶剂如二氯甲烷和氯仿有致癌风险）。
第二类是通过使用酸（硫酸）碱（氢氧化钠、氢氧化钾）处理菌体细胞或者表面活性剂处理菌体细胞，但这类处理方法对PHA会有一定程度的降解，使得其聚合度和分子量降低。
另外，采用上述两类分离提取方法会产生大量的污水，导致额外增加污水处理工序，增加了工艺的复杂性和生产成本。而且，采用上述两类分离提取方法得到的PHA的纯度较低。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种溶菌酶结合SDS下利用超声提取聚羟基脂肪酸酯（PHA）的方法和系统，采用本发明的技术方案提取分离PHA具有提取得到的PHA的聚合度和分子量较高，且具有较低生产成本的优势。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种提取聚羟基脂肪酸酯的方法，其中，该方法包括以下步骤：
（1）在溶菌酶的存在下，将含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞进行一次超声破碎，得到含聚羟基脂肪酸酯的第一浆液；
（2）将所得含聚羟基脂肪酸酯的第一浆液进行第一固液分离，得到含有聚羟基脂肪酸酯的沉淀；
（3）在SDS的存在下，将所得含有聚羟基脂肪酸酯的沉淀进行二次超声破碎，得到含聚羟基脂肪酸酯的第二浆液；
（4）将得到的含聚羟基脂肪酸酯的第二浆液进行第二固液分离，得到所述聚羟基脂肪酸酯。
本发明第二方面提供一种提取聚羟基脂肪酸酯的系统，其中，该系统包括第一细胞破碎单元、第一固液分离单元、溶菌酶供给单元、第二细胞破碎单元、SDS供给单元和第二固液分离单元；
所述第一细胞破碎单元用于将含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞进行一次超声破碎，得到含聚羟基脂肪酸酯的第一浆液；
所述溶菌酶供给单元与第一细胞破碎单元连通以向所述第一细胞破碎单元提供溶菌酶；
所述第一固液分离单元用于将第一细胞破碎单元中得到的含聚羟基脂肪酸酯的第一浆液进行第一固液分离，得到含有聚羟基脂肪酸酯的沉淀；
所述第二细胞破碎单元用于将第一固液分离单元得到的含有聚羟基脂肪酸酯的沉淀进行二次超声破碎，得到含聚羟基脂肪酸酯的第二浆液；
所述SDS供给单元与第二细胞破碎单元连通以向所述第二细胞破碎单元提供SDS；
所述第二固液分离单元用于将第二细胞破碎单元中得到的含聚羟基脂肪酸酯的第二浆液进行第二固液分离，得到所述聚羟基脂肪酸酯。
通过上述技术方案，能够有效提高所得聚羟基脂肪酸酯的收率和纯度，并且具有较低的生产成本。
并且以溶菌酶结合SDS作为提取试剂，并以超声波进行辅助提取，可以显著的缓解PHA的降解情况，进而使得得到的PHA具有较高的聚合度和分子量。
附图说明
图1是本发明中优选的一种提取聚羟基脂肪酸酯的系统的示意图。
附图标记说明
1 第三固液分离单元； 2 第一细胞破碎单元； 3 第一固液分离单元；
4 溶菌酶供给单元； 5 第二细胞破碎单元； 6 SDS供给单元；
7 第二固液分离单元； 8 PHA发酵单元； 11 第三固液分离区Ⅰ；
12 第三固液分离区Ⅱ； 13 第三固液分离区Ⅲ； 31 第一固液分离区；
32 第一固液分离区Ⅱ； 111 碟片离心设备Ⅲ； 121 带式真空过滤设备；
131 板框过滤设备Ⅲ； 311 碟片离心设备Ⅰ； 321 板框过滤设备Ⅰ；
71 第二固液分离区Ⅰ； 72 第二固液分离区Ⅱ； 711 碟片离心设备Ⅱ；
721 板框过滤设备Ⅱ。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
第一方面，本发明提供了一种提取聚羟基脂肪酸酯的方法，其中，该方法包括以下步骤：
（1）在溶菌酶的存在下，将含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞进行一次超声破碎，得到含聚羟基脂肪酸酯的第一浆液；
（2）将所得含聚羟基脂肪酸酯的第一浆液进行第一固液分离，得到含有聚羟基脂肪酸酯的沉淀；
（3）在SDS的存在下，将所得含有聚羟基脂肪酸酯的沉淀进行二次超声破碎，得到含聚羟基脂肪酸酯的第二浆液；
（4）将得到的含聚羟基脂肪酸酯的第二浆液进行第二固液分离，得到所述聚羟基脂肪酸酯。
本发明的发明人在研究过程中发现，提取分离PHA过程中所用的试剂如果涉及强酸强碱，会产生大量的废水；提取分离环境的温度较高且操作时间较长时，会明显降低PHA的聚合度和分子量。本发明的发明人在研究过程中进一步发现，以超声波辅助溶解酶提取PHA，操作条件温和，而且采用十二烷基硫酸钠（SDS）进行二次破碎，可降低SDS的用量，且易操作，对聚羟基脂肪酸酯的聚合度的降解影响较小，可以最大限度的保留PHA的聚合度和较高的分子量，并提高了产品的收率和纯度。
本发明中，在步骤（1）中，所述含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞以菌悬液形式存在，其中，所述菌悬液中溶菌酶的含量为0.05-1g/L（例如，可以为0.05 g/L、0.10 g/L、0.15 g/L、0.2 g/L、0.25 g/L、0.3 g/L、0.35 g/L、0.4 g/L、0.45 g/L、0.5 g/L、0.6 g/L、0.7 g/L、0.8 g/L、0.9 g/L、1 g/L，或者上述数值之间的任意值），进一步优选为0.1-0.5 g/L。
优选地，制备所述菌悬液使用的水的量与所述菌体细胞的体积比为0.5-5:1（例如，可以为0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、5:1，或者上述数值之间的任意值），更优选为0.8-2:1。
优选地，在pH值为4-7的条件下进行所述一次超声破碎。
本发明中，对所述一次超声的功率没有特别的限制，可以在较宽的范围内进行选择，优选地，所述一次超声的功率为200-2000W/m3菌悬液（例如，200W/m3菌悬液、300W/m3菌悬液、500W/m3菌悬液、800W/m3菌悬液、1000W/m3菌悬液、1500W/m3菌悬液、2000W/m3菌悬液，或者上述数值之间的任意值），优选为300-1000W/m3菌悬液。
本发明中，对所述一次超声的时间没有特别的限制，可以在较宽的范围内进行选择，优选地，所述一次超声的时间为60-240min（例如，可以为60min、80min、100min、120min、150min、180min、200min、220min、240min，或者上述数值之间的任意值），优选为90-150min。
本发明中，对所述一次超声的温度没有特别的限制，可以在较宽的范围内进行选择，优选地，所述一次超声的温度为20-50℃（例如，可以为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃，或者上述数值之间的任意值），优选为30-40℃。
本发明中，优选地，在进行一次超声破碎的同时进行搅拌，搅拌转速为50-350rpm（比如，可以为50rpm、55rpm、60rpm、80rpm、100rpm、120rpm、150rpm、180rpm、200rpm、250rpm、300rpm、350rpm，或者上述数值之间的任意值），优选为200-300rpm。
发明人通过进一步研究发现，在进行一次超声破碎的过程中通过阶段性控制超声的功率，能够更加显著地保存PHA的聚合度和分子均一度，即使得得到的PHA具有更高的聚合度和分子量，提高PHA的产品品质。
优选地，步骤（1）中，所述一次超声的控制方式包括：先进行60-90min的第一超声，然后再进行第二超声，其中，所述第二超声的功率比所述第一超声的功率高100-200 W/m3菌悬液。
更优选地，所述第一超声的功率为300-800 W/m3菌悬液。
本发明中，可以理解的是，从超声破碎计时开始即开启超声进行第一超声。
本发明中，优选地，在进行步骤（3）之前，该方法还包括先将所得的含有聚羟基脂肪酸酯的沉淀与水混合得到悬浊液。
更优选地，制备所述悬浊液使用的水的用量与所述沉淀的体积比为0.5-5:1（例如，可以为0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、5:1，或者上述数值之间的任意值），更优选为0.8-2:1。
本发明中，优选地，在步骤（3）中，所述SDS与所述含有聚羟基脂肪酸酯的沉淀的重量比为0.05-0.3:1000，更优选为0.08-0.1:1000。
优选地，在pH值为8-11.5的条件下进行二次超声。
本发明中，对所述二次超声的功率没有特别的限制，可以在较宽的范围内进行选择，优选地，所述二次超声的功率为200-2000W/ m3悬浊液（比如，可以为200 W/ m3悬浊液、300 W/ m3悬浊液、500 W/ m3悬浊液、800 W/ m3悬浊液、1000 W/ m3悬浊液、1500 W/ m3悬浊液、2000 W/ m3悬浊液，或者上述数值之间的任意值），优选为300-1000 W/ m3悬浊液。
本发明中，对所述二次超声的时间没有特别的限制，可以在较宽的范围内进行选择，所述二次超声的时间为20-180min（例如，可以为20min、30min、40min、50min、60min、80min、100min、120min、150min、180min，或者上述数值之间的任意值），优选为60-90min。
本发明中，对所述二次超声的温度没有特别的限制，可以在较宽的范围内进行选择，优选地，在二次超声的温度为60-90℃（例如，可以为60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃，或者上述数值之间的任意值），优选为70-80℃。
本发明中，为了进一步提高对菌体细胞的破碎效果，更优选地，在进行二次超声破碎的同时进行搅拌，搅拌转速为50-350rpm（50rpm、55rpm、60rpm、80rpm、100rpm、120rpm、150rpm、180rpm、200rpm、250rpm、300rpm、350rpm，或者上述数值之间的任意值），优选为100-300rpm。
本发明中，优选地，步骤（1）中所述含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞由以下方法得到：将聚羟基脂肪酸酯的发酵液进行第三固液分离，得到所述含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞。
应当理解的是，本发明中，所述菌体细胞指的是从发酵液中分离出的菌体沉淀，主要成分为菌体细胞，其他杂质成分（如，少量的菌体细胞碎片、菌体细胞溶出物、菌体代谢产物等）的含量和水含量由固液分离的次数和条件所决定。随着固液分离次数的增加，所得菌体沉淀中的其他杂质成分会逐渐减少甚至基本全部除去。
本发明中，优选地，所述第三固液分离的条件使得所得菌体细胞的水含量为70-90重量%，更优选为75-85重量%。
本发明中，优选地，将所述聚羟基脂肪酸酯的发酵液进行第三固液分离的方法包括：
（a）将聚羟基脂肪酸酯的发酵液进行第一次第三固液分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的第一菌体细胞和第一发酵残液；
（b）将所得的第一菌体细胞进行第二次第三固液分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的第二菌体细胞和第二发酵残液。
能够理解的是，当所述第三固液分离仅进行步骤（a）时，则所述菌体细胞指的是所述的第一菌体细胞；当所述第三固液分离依次进行步骤（a）和步骤（b）时，则所述菌体细胞指的是所述的第二菌体细胞。
优选地，在进行所述第二次第三固液分离之前，先将所得第一菌体细胞进行洗涤；更优选地，相对于1体积份的第一菌体细胞，所述洗涤使用的洗涤液的用量为1-2体积份；进一步优选地，所述洗涤的次数为1-3次。本发明中，可以使用本领域常规使用的洗涤剂进行洗涤，例如水、生理盐水或缓冲液等，优选为使用水进行洗涤，更优选为蒸馏水。
本发明中，优选地，所述第一次第三固液分离的条件使得所得的第一菌体细胞的水含量为70-90重量%。
优选地，所述第二次第三固液分离的条件使得所得的第二菌体细胞的水含量为75-85重量%。需要说明的是，在进行第二次第三固液分离之前包括洗涤的情况下，所述第二菌体细胞的水含量可以大于第一菌体细胞的水含量。
本发明中，优选地，所述第一次第三固液分离为离心分离，更优选为碟片式离心分离。
优选地，所述第二次第三固液分离为真空过滤分离。
本发明中，为了提高聚羟基脂肪酸酯的收率和纯度，优选地，所述方法还包括：将所得的第一发酵残液和所得的第二发酵残液进行第三次第三固液分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的第三菌体细胞和第三发酵残液，然后将所得第三菌体细胞与所得的第二菌体细胞混合作为所述含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞进行一次超声破碎。
优选地，所述第三次第三固液分离为板框过滤分离；更优选地，所述板框过滤分离的条件包括：压力为0.1-0.6MPa，进一步优选为0.2-0.5MPa；进一步优选地，所述板框过滤分离使用的滤布的孔径为1-25µm。
本发明中，所述的压力均为表压。
本发明中，为了进一步提高聚羟基脂肪酸酯的纯度，优选地，在进行步骤（1）之前，先将所述含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞进行洗涤；优选地，所述洗涤的次数为1-5次。本发明中，可以使用本领域常规使用的洗涤液进行第二次第三洗涤，例如水、生理盐水或缓冲液（例如，PBS缓冲液）等。
本发明中，步骤（2）中进行第一固液分离的方法可以为常规的固液分离方法，只要能够有效地将聚羟基脂肪酸酯与非聚羟基脂肪酸酯细胞溶出物和细胞碎片等成分进行有效分离即可，例如，可以采用静置分离、过滤分离、离心分离等；为了进一步降低PHA生产成本，将步骤（2）中分离出聚羟基脂肪酸酯后的剩余物质回用于聚羟基脂肪酸酯发酵，同时提高聚羟基脂肪酸酯的收率和纯度，优选地，步骤（2）中所述第一固液分离的方法包括第一离心分离。
本发明中，优选地，步骤（2）中所述第一离心分离的条件使得所述第一浆液中杂质在上层，聚羟基脂肪酸酯在下层。如此，上层中不仅包含了大部分的大分子等不溶性杂质，还包括了所有的可溶性杂质，而下层主要为PHA不溶性物质。
优选地，所述方法还包括将步骤（2）中第一离心分离得到的下层中的聚羟基脂肪酸酯进行洗涤；更优选地，所述洗涤的方式可以为水洗；进一步优选地，所述第一洗涤的次数为3-5次。
本发明中，优选地，所述方法还包括将步骤（2）中第一离心分离得到的下层中的聚羟基脂肪酸酯进行第一板框过滤分离。
本发明中，优选地，步骤（4）中，所述的第二固液分离的方法包括板框过滤分离。
更优选地，步骤（4）中在将所述第二浆液进行板框过滤分离之前，先对所述第二浆液进行第二离心分离。
本发明中，优选地，步骤（4）中所述第二离心分离的条件使得所述第二浆液中杂质在上层，聚羟基脂肪酸酯在下层。如此，上层中不仅包含了大部分的大分子等不溶性杂质，还包括了所有的可溶性杂质，而下层主要为PHA不溶性物质。
优选地，所述方法还包括将步骤（4）中第二离心分离得到的下层中的聚羟基脂肪酸酯进行洗涤；更优选地，所述洗涤的方式可以为水洗；进一步优选地，所述洗涤的次数为3-5次。
优选地，步骤（4）中所述的板框过滤的条件包括：温度为0-40℃，压力为0.1-0.6MPa，时间为0.5-5小时；更优选地，温度为10-30℃，压力为0.15-0.55MPa，时间为1-4小时；更优选地，温度为15-25℃，压力为0.2-0.5MPa，时间为2-3h。
本发明中，为了进一步提高过滤的效果，进而提高聚羟基脂肪酸酯的收率和纯度，优选地，所述板框过滤分离使用的滤布的表面预涂覆有聚羟基脂肪酸酯层。
本发明中，优选地，所述板框过滤所使用的滤布表面涂覆的聚羟基脂肪酸酯的粒径大于所述浆液中的聚羟基脂肪酸酯的粒径。需要说明的是，“所述滤布表面涂覆的聚羟基脂肪酸酯的粒径大于所述浆液中的聚羟基脂肪酸酯的粒径”并非是指所述滤布表面涂覆的聚羟基脂肪酸酯的每一个聚羟基脂肪酸酯的颗粒的粒径均大于所述浆液中的聚羟基脂肪酸酯的每一个聚羟基脂肪酸酯颗粒的粒径，而是指所述滤布表面涂覆的聚羟基脂肪酸酯的平均粒径大于所述浆液中的聚羟基脂肪酸酯的平均粒径。所述第二浆液中的聚羟基脂肪酸酯的粒径通常为0.1-10µm。
更优选地，所述板框过滤分离使用的滤布表面涂覆的聚羟基脂肪酸酯的粒径为1-200µm。
本发明中，为了进一步提高聚羟基脂肪酸酯的纯度，优选地，所述板框过滤分离使用的滤布表面涂覆的聚羟基脂肪酸酯的厚度为1-20mm，优选为5-10mm。
优选地，预涂覆有聚羟基脂肪酸酯层的滤布的孔径为为1-25µm，更优选为13-23µm。
本发明中，在所述滤布表面涂覆聚羟基脂肪酸酯的方法包括：先将聚羟基脂肪酸酯与水混合配制成悬浮液，然后将所得悬浮液涂覆在滤布表面，再然后将涂覆悬浮液的滤布进行干燥，得到涂覆聚羟基脂肪酸酯的滤布。
本发明中，根据实际需要，还可以将所得聚羟基脂肪酸酯进行干燥，优选为喷雾干燥。
本发明中，步骤（2）中将所得含聚羟基脂肪酸酯的第一浆液进行第一固液分离，还得到了液流。其中，所得的液流中含有氮源，非聚羟基脂肪酸酯细胞溶出物和细胞碎片等物质，优选地，将步骤（2）中所得的液流回用于聚羟基脂肪酸酯发酵。
根据本发明，所述聚羟基脂肪酸酯的发酵液可以为本领域常规的可用于制备聚羟基脂肪酸酯的微生物的发酵液，优选的，所述微生物为嗜盐菌，例如，可以为盐单胞菌属中的一种，根据本发明一种优选的实施方式，所述PHA发酵菌种为盐单胞菌(Halomonas sp.)；更优选的，所述PHA发酵菌种为盐单胞菌(Halomonas sp.)TD01，其保藏编号为CGMCCNO.4353（CN201010578858.8）。
本发明中，对所述聚羟基脂肪酸酯发酵使用的发酵培养基没有特别的限制，可以为本领域常规使用的发酵培养基，此处不再进行赘述。
本发明中，对所述聚羟基脂肪酸酯发酵的条件没有特别的限制，可以为本领域常规使用的发酵条件。此处不再进行赘述。
第二方面，本发明提供了一种提取聚羟基脂肪酸酯的系统，其中，该系统包括第一细胞破碎单元2、第一固液分离单元3、溶菌酶供给单元4、第二细胞破碎单元5、SDS供给单元6和第二固液分离单元7；
所述第一细胞破碎单元2用于将含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞进行一次超声破碎，得到含聚羟基脂肪酸酯的第一浆液；
所述溶菌酶供给单元4与第一细胞破碎单元2连通以向所述第一细胞破碎单元2提供溶菌酶；
所述第一固液分离单元3用于将第一细胞破碎单元2中得到的含聚羟基脂肪酸酯的第一浆液进行第一固液分离，得到含有聚羟基脂肪酸酯沉淀；
所述第二细胞破碎单元5用于将第一固液分离单元3得到的含有聚羟基脂肪酸酯的沉淀进行二次超声破碎，得到含聚羟基脂肪酸酯的第二浆液；
所述SDS供给单元6与第二细胞破碎单元5连通以向所述第二细胞破碎单元5提供SDS；
所述第二固液分离单元7用于将第二细胞破碎单元5中得到的含聚羟基脂肪酸酯的第二浆液进行第二固液分离，得到所述聚羟基脂肪酸酯。
优选地，所述第一细胞破碎单元2和第二细胞破碎单元5中设置有搅拌装置和超声装置。
优选地，所述第一固液分离单元3包括第一固液分离区Ⅰ31，所述第一固液分离区Ⅰ31中设置有碟片离心设备Ⅰ311。
优选地，所述第一固液分离单元3还包括位于所述第一固液分离区Ⅰ31下游的第一固液分离区Ⅱ32。
优选地，所述第一固液分离区Ⅱ32设置有板框过滤设备Ⅰ321。
优选地，该系统还包括第三固液分离单元1，所述第三固液分离单元1用于将含聚羟基脂肪酸酯的发酵液进行第三固液分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞。
优选地，所述第三固液分离单元1包括依次连通的第三固液分离区Ⅰ11和第三固液分离区Ⅱ12；
其中，所述第三固液分离区Ⅰ11用于将所述聚羟基脂肪酸酯的发酵液进行第一次第三固液分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的第一菌体细胞和第一发酵残液；所述第三固液分离区Ⅱ12用于将在第三固液分离区Ⅰ11得到的第一菌体细胞进行第二次第三固液分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的第二菌体细胞和第二发酵残液，所得的第二菌体细胞进入第一细胞破碎单元2。
优选的，所述第三固液分离单元1中还设置有第三固液分离区Ⅲ13，所述第三固液分离区Ⅲ13用于接收在第三固液分离区Ⅰ11得到的第一发酵残液和在第三固液分离区Ⅱ12得到的第二发酵残液并进行第三次第三固液分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的第三菌体细胞和第三发酵残液，并将所得的第三菌体细胞输送至所述第一细胞破碎单元2。
优选地，所述第三固液分离区Ⅰ11中设置有碟片离心设备Ⅲ111。
优选地，所述第三固液分离区Ⅱ12中设置有带式真空过滤设备121。
优选地，所述第三固液分离区Ⅲ13中设置有板框过滤设备Ⅲ131。
优选地，所述第二固液分离单元7包括可选的第二固液分离区Ⅰ71和第二固液分离区Ⅱ72；
所述第二固液分离区Ⅰ71用于将在第二细胞破碎单元5中得到的含聚羟基脂肪酸酯的第二浆液进行第一次第二固液分离，得到含聚羟基脂肪酸酯的物料；
所述第二固液分离区Ⅱ72用于将在第二细胞破碎单元5中得到的含聚羟基脂肪酸酯的第二浆液或在第二固液分离区Ⅰ71中得到的含聚羟基脂肪酸酯的物料进行第二次第二固液分离。
优选地，所述第二固液分离区Ⅰ71设置有碟片离心设备Ⅱ711。
优选地，所述第二固液分离区Ⅱ72设置有板框过滤设备Ⅱ721。
优选的，所述板框过滤设备Ⅱ721的滤布上预涂覆有聚羟基脂肪酸酯层。
优选地，所述聚羟基脂肪酸酯层的厚度为1-20mm，更优选为5-10nm。
优选地，预涂覆有聚羟基脂肪酸酯层的滤布的孔径为1-25µm，更优选为13-23µm。
优选地，所述系统还包括聚羟基脂肪酸酯发酵单元8，所述第一固液分离单元3与聚羟基脂肪酸酯发酵单元8之间设置有回流管，使第一固液分离单元3中得到的液流回流至聚羟基脂肪酸酯发酵单元8。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，
聚羟基脂肪酸酯重均分子量通过凝胶渗透色谱法测得；
碟片式离心机购自南京华盛分离机械技术有限公司，型号DR203；
带式真空过滤机购自湖州核工惠能环保过滤科技有限公司，型号DY-500；
板框过滤机购自海宁市云飞过滤设备有限公司，型号YF-100-1；
表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）购自源叶生物科技有限公司，货号S15012；
聚羟基脂肪酸酯购自蓝晶生物科技有限公司，粒径为1-200µm；
超声循环提取机GCXZ-2B购自北京弘祥隆生物技术股份有限公司；
溶菌酶CAS: 12650-88-3，购自北京东方瑞德生物技术有限公司；
PHA的收率和纯度的检测方法参考文献（Engineering self-flocculatingHalomonas campaniensis for wastewaterless open and continuous fermentation）
制备例1
将盐单胞菌（TD01，其保藏编号为CGMCC NO.4353（CN201010578858.8））接种于种子培养基（5g/L的酵母粉、10g/L的蛋白胨以及60g/L的氯化钠）中在37℃和200rpm的条件下进行一级活化培养，培养至OD600达到4左右，得到一级种子液；
将所述一级种子液以10体积%的接种量接种于种子培养基中，在37℃和200rpm的条件下进行二级活化培养，培养至OD600达到4左右，得到二级种子液，得到发酵种子液。
然后将10体积％的接种量将二级种子液接入到初始发酵培养基（氯化钠50g/L，葡萄糖50g/L，玉米浆粉15g/L，尿素2g/L，硫酸镁0.2 g/L，磷酸二氢钾5g/L，微量元素母液I10mL/L，微量元素母液II 3mL/L。所述微量元素母液I和II，参照引用专利CN201010578858.8）中，发酵体系不灭菌直接发酵。控制温度37℃，转速控制600-1000 rpm，通风量0.5-2.0 vvm，初始溶氧控制在30%以上；发酵过程中通过补料控制糖浓度在5-20g/L之间，用NaOH控制发酵pH为8-9之间，发酵55小时。
实施例1
（1）将制备例1制备的聚羟基脂肪酸酯发酵液通过碟片式离心机进行离心分离，使得发酵液分成富含菌体细胞的底流（水含量80%重量）（第一菌体细胞）和发酵残液顶流（第一发酵残液），所述发酵残液顶流进入发酵残液暂存罐。
（2）将步骤（1）得到的富含目标菌体细胞的底流用等体积的水洗涤2次，然后泵入带式真空过滤机进行滤干，滤干后的菌体（含水量80%重量）（第二菌体细胞）进入第一超声波提取罐，滤液（第二发酵残液）进入发酵残液暂存罐。
（3）将所述发酵残液暂存罐中的发酵残液和滤液的混合液泵入板框过滤机进行过滤，过滤的压力为0.4MPa，滤布孔径为10µm，得到第三菌体细胞和第三发酵残液，将第三菌体细胞送入第一超声波提取罐与步骤（2）中的菌体（第二菌体细胞）混合，第三发酵残液进入吸附分离罐进行吸附处理。
（4）将超声波提取罐中的菌体细胞进行水洗3次，离心分离，得到待破碎菌体细胞，去除其中的杂质。
（5）开启第一超声波提取罐的搅拌装置，转速为250rpm，向超声波提取罐中加入1倍于待破碎菌体细胞体积的水重悬菌体，得到菌悬液，然后加入溶菌酶得到混合物料，使得所得混合物料中溶菌酶的含量为0.3g/L；然后进行超声破碎，得到含聚羟基脂肪酸酯的浆液，从超声破碎计时开始控制超声功率为600W/m3混合物料进行超声至第75min，然后将超声的功率提高150W/m3进行超声至破碎菌体细胞计时结束，混合物料的温度为35℃，超声破碎的时间为120min，压力为常压。
（6）将所得浆液泵入碟片式离心分离机进行固液分离，转速为7000rpm，分离条件使得浆液分成含氨和菌体碎片等杂质的顶流（液流）和含聚羟基脂肪酸酯的沉淀，所得的含氨和菌体碎片等杂质的顶流用于下一批发酵培养基的配料。
（7）将所得沉淀送入第二超声波提取罐，开启搅拌装置，转速为250rpm，向第二超声波提取罐中加入1倍于PHA沉淀重量的水重悬沉淀，得到含PHA的悬浊液，然后加入SDS得到混合物料，所得混合物料中SDS与PHA的质量比为0.09:1000；然后进行超声破碎，得到含聚羟基脂肪酸酯的第二浆液，超声功率为600 W/m3，混合物料的温度为75℃，超声破碎的时间为80min，压力为常压。
（8）将所得浆液泵入碟片式离心分离机进行固液分离，转速为7000rpm，分离条件使得浆液分成含氨和菌体碎片等杂质的顶流（液流）和含聚羟基脂肪酸酯的沉淀，然后将所得沉淀返回到提取罐中水洗3次。
（9）将步骤（8）中水洗后的沉淀送入板框过滤机进行固液分离，得到聚羟基脂肪酸酯和滤液，过滤的条件为：温度为20℃，压力为0.35MPa，时间为2.5h，其中，滤布的孔径为19µm，滤布涂覆有聚羟基脂肪酸酯层（厚度为8mm）；所得滤液作为发酵培养基的配料。
（10）将所得聚羟基脂肪酸酯进行喷雾干燥，得到聚羟基脂肪酸酯干粉。
对所得聚羟基脂肪酸酯的收率、纯度和平均分子量进行测定，结果如表1所示。
实施例2
（1）将制备例1制备的聚羟基脂肪酸酯发酵液通过碟片式离心机进行离心分离，使得发酵液分成富含菌体细胞的底流（水含量90%重量）（第一菌体细胞）和发酵残液顶流（第一发酵残液），所述发酵残液顶流进入发酵残液暂存罐。
（2）将步骤（1）得到的富含目标菌体细胞的底流用等体积的水洗涤2次，然后泵入带式真空过滤机进行滤干，滤干后的菌体（含水量75重量%）（第二菌体细胞）进入超声波辅助提取罐，滤液（第二发酵残液）进入发酵残液暂存罐。
（3）将所述发酵残液暂存罐中的发酵残液和滤液的混合液泵入板框过滤机进行过滤，过滤的压力为0.5MPa，滤布孔径为7µm，得到第三菌体细胞和第三发酵残液，将第三菌体细胞送入超声波提取罐与步骤（2）中的菌体（第二菌体细胞）混合，第三发酵残液进入吸附分离罐进行吸附处理。
（4）将超声波提取罐中的菌体细胞进行水洗2次，离心分离，去除其中的杂质。
（5）开启超声波提取罐的搅拌装置，转速为300rpm，向超声波提取罐中加入0.8倍于待破碎菌体细胞体积的水重悬菌体，得到菌悬液，然后加入溶菌酶得到混合物料，使得所得混合物料中溶菌酶的含量为0.5g/L；然后进行超声破碎，得到含聚羟基脂肪酸酯的浆液，从破碎菌体细胞计时开始控制超声功率为800W/m3混合物料进行超声至第60min，然后将超声的功率提高100W/m3混合物料进行超声至破碎菌体细胞计时结束，混合物料的温度为40℃，超声破碎的时间为150min，压力为常压。
（6）将所得浆液泵入碟片式离心分离机进行固液分离，转速为7000rpm，分离条件使得浆液分成含氨和菌体碎片等杂质的顶流（液流）和含聚羟基脂肪酸酯的沉淀，所得的含氨和菌体碎片等杂质的顶流用于下一批发酵培养基的配料。
（7）将所得沉淀送入超声波提取罐，开启超声波提取罐的搅拌装置，转速为300rpm，向超声波提取罐中加入1倍于PHA沉淀重量的水重悬沉淀，得到PHA悬浊液，然后加入十二烷基硫酸钠（SDS）得到混合物料，使得所得混合物料中SDS与PHA的质量比为0.1:1000；然后进行超声破碎，得到含聚羟基脂肪酸酯的浆液，超声功率为1000 W/m3，混合物料的温度为80℃，超声破碎的时间为90min，压力为常压。
（8）将所得浆液泵入碟片式离心分离机进行固液分离，转速为7000rpm，分离条件使得浆液分成含氨和菌体碎片等杂质的顶流（液流）和含聚羟基脂肪酸酯的沉淀，然后将所得沉淀返回到提取罐中水洗5次。
（9）将步骤（8）中水洗后的沉淀送入板框过滤机进行固液分离，得到聚羟基脂肪酸酯和滤液，过滤的条件为：温度为40℃，压力为0.5MPa，时间为3h，其中，滤布的孔径为13µm，滤布涂覆有聚羟基脂肪酸酯层（厚度为10mm）；所得滤液作为发酵培养基的配料。
（10）将所得聚羟基脂肪酸酯进行喷雾干燥，得到聚羟基脂肪酸酯干粉。
对所得聚羟基脂肪酸酯的收率、纯度和平均分子量进行测定，结果如表1所示。
实施例3
（1）将制备例1制备的聚羟基脂肪酸酯发酵液通过碟片式离心机进行离心分离，使得发酵液分成富含菌体细胞的底流（水含量70%重量）（第一菌体细胞）和发酵残液顶流（第一发酵残液），所述发酵残液顶流进入发酵残液暂存罐。
（2）将步骤（1）得到的富含目标菌体细胞的底流用等体积的水洗涤2次，然后泵入带式真空过滤机进行滤干，滤干后的菌体（含水量85重量%）（第二菌体细胞）进入超声波辅助提取罐，滤液（第二发酵残液）进入发酵残液暂存罐。
（3）将所述发酵残液暂存罐中的发酵残液和滤液的混合液泵入板框过滤机进行过滤，过滤的压力为0.2MPa，滤布孔径为25µm，得到第三菌体细胞和第三发酵残液，将第三菌体细胞送入超声波提取罐与步骤（2）中的菌体（第二菌体细胞）混合，第三发酵残液进入吸附分离罐进行吸附处理。
（4）将超声波提取罐中的菌体细胞进行水洗2次，离心分离，去除其中的杂质。
（5）开启超声波提取罐的搅拌装置，转速为200rpm，向超声波提取罐中加入2倍于待破碎菌体细胞体积的水重悬菌体，得到菌悬液，然后加入溶菌酶得到混合物料，使得所得混合物料中溶菌酶的含量为0.1g/L；然后进行超声破碎，得到含聚羟基脂肪酸酯的浆液，从破碎菌体细胞计时开始控制超声功率为300W/m3混合物料进行超声至第60min，然后将超声的功率提高100W/m3混合物料进行超声至破碎菌体细胞计时结束，混合物料的温度为30℃、超声破碎的时间为90min，压力为常压。
（6）将所得浆液泵入碟片式离心分离机进行固液分离，转速为3000rpm，分离条件使得浆液分成含氨和菌体碎片等杂质的顶流（液流）和含聚羟基脂肪酸酯的沉淀，所得的含氨和菌体碎片等杂质的顶流用于下一批发酵培养基的配料。
（7）将所得沉淀送入超声波提取罐，开启超声波提取罐的搅拌装置，转速为100rpm，向超声波提取罐中加入1倍于PHA沉淀重量的水重悬沉淀，得到PHA悬浊液，然后加入十二烷基硫酸钠（SDS）得到混合物料，使得所得混合物料中SDS与PHA的质量比为0.08:1000；然后进行超声破碎，得到含聚羟基脂肪酸酯的浆液，超声功率为300 W/m3，混合物料的温度为70℃，超声破碎的时间为90min，压力为常压。
（8）将所得浆液泵入碟片式离心分离机进行固液分离，转速为3000rpm，分离条件使得浆液分成含氨和菌体碎片等杂质的顶流（液流）和含聚羟基脂肪酸酯的沉淀，然后将所得沉淀返回到提取罐中水洗3次。
（9）将步骤（8）中水洗后的沉淀送入板框过滤机进行固液分离，得到聚羟基脂肪酸酯和滤液，过滤的条件为：温度为15℃，压力为0.2MPa，时间为2h，其中，滤布的孔径为23µm，滤布涂覆有聚羟基脂肪酸酯层（厚度为5mm）；所得滤液作为发酵培养基的配料。
（8）将所得聚羟基脂肪酸酯进行喷雾干燥，得到聚羟基脂肪酸酯干粉。
对所得聚羟基脂肪酸酯的收率、纯度和平均分子量进行测定，结果如表1所示。
实施例4
按照实施例1的方法提取聚羟基脂肪酸酯，不同的是，步骤（5）中，最终使得得到的混合物料中的溶菌酶的含量为1g/L。
对所得聚羟基脂肪酸酯的收率、纯度和平均分子量进行测定，结果如表1所示。
实施例5
按照实施例1的方法提取聚羟基脂肪酸酯，不同的是，步骤（5）中，超声的功率为2000W/m3混合液，温度为20℃、时间为240min，压力为常压。
对所得聚羟基脂肪酸酯的收率、纯度和平均分子量进行测定，结果如表1所示。
实施例6
按照实施例1的方法提取聚羟基脂肪酸酯，不同的是，步骤（5）中，最终使得所得混合物料中SDS与PHA的质量比为0.3:1000。
对所得聚羟基脂肪酸酯的收率、纯度和平均分子量进行测定，结果如表1所示。
实施例7
按照实施例1的方法提取聚羟基脂肪酸酯，不同的是，步骤（9）中板框过滤机的滤布不预涂覆聚羟基脂肪酸酯层。
对所得聚羟基脂肪酸酯的收率、纯度和平均分子量进行测定，结果如表1所示。
实施例8
按照实施例1的方法提取聚羟基脂肪酸酯，不同的是，步骤（7）中板框过滤机的滤布预涂覆的聚羟基脂肪酸酯层的厚度为20mm。
对所得聚羟基脂肪酸酯的收率、纯度和平均分子量进行测定，结果如表1所示。
对比例1
（1）将制备例1制备的聚羟基脂肪酸酯发酵液通过碟片式离心机进行离心分离，使得发酵液分成富含菌体细胞的底流（水含量80%重量）（第一菌体细胞）和发酵残液顶流（第一发酵残液），所述发酵残液顶流进入发酵残液暂存罐。
（2）将步骤（1）得到的富含目标菌体细胞的底流用等体积的水洗涤2次，然后泵入带式真空过滤机进行滤干，滤干后的菌体（含水量80%重量）（第二菌体细胞）进入超声波辅助提取罐，滤液（第二发酵残液）进入发酵残液暂存罐。
（3）将所述发酵残液暂存罐中的发酵残液和滤液的混合液泵入板框过滤机进行过滤，过滤的压力为0.4MPa，滤布孔径为10µm，得到第三菌体细胞和第三发酵残液，将第三菌体细胞送入超声波提取罐与步骤（2）中的菌体（第二菌体细胞）混合，第三发酵残液进入吸附分离罐进行吸附处理。
（4）将超声波提取罐中的菌体细胞进行水洗3次，离心分离，得到待破碎菌体细胞，去除其中的杂质。
（5）开启超声波提取罐的搅拌装置，转速为250rpm，向超声波提取罐中加入1倍于待破碎菌体细胞体积的水重悬菌体，得到菌悬液，然后加入溶菌酶得到混合物料，使得所得混合物料中溶菌酶的含量为0.3g/L；然后进行超声破碎，得到含聚羟基脂肪酸酯的浆液，从超声破碎计时开始控制超声功率为600W/m3混合物料进行超声至第75min，然后将超声的功率提高150W/m3进行超声至破碎菌体细胞计时结束，混合物料的温度为35℃，超声破碎的时间为120min，压力为常压。
（6）将所得浆液泵入碟片式离心分离机进行固液分离，转速为7000rpm，分离条件使得浆液分成含氨和菌体碎片等杂质的顶流（液流）和含聚羟基脂肪酸酯的沉淀，然后将所得沉淀返回到提取罐中水洗3次，所得的含氨和菌体碎片等杂质的顶流用于下一批发酵培养基的配料。
（7）将步骤（6）中水洗后的沉淀送入板框过滤机进行固液分离，得到聚羟基脂肪酸酯和滤液，过滤的条件为：温度为20℃，压力为0.35MPa，时间为2.5h，其中，滤布的孔径为19µm，滤布涂覆有聚羟基脂肪酸酯层（厚度为8mm）；所得滤液作为发酵培养基的配料。
（8）将所得聚羟基脂肪酸酯进行喷雾干燥，得到聚羟基脂肪酸酯干粉。
对所得聚羟基脂肪酸酯的收率、纯度和平均分子量进行测定，结果如表1所示。
对比例2
按照实施例1的方法提取聚羟基脂肪酸酯，不同的是，步骤（5）中不加入溶菌酶。
对所得聚羟基脂肪酸酯的收率、纯度和平均分子量进行测定，结果如表1所示。
对比例3
按照实施例1的方法提取聚羟基脂肪酸酯，不同的是，步骤（5）中不开启超声设备。
对所得聚羟基脂肪酸酯的收率、纯度和平均分子量进行测定，结果如表1所示。
表1
通过表1的结果可以看出，采用本发明的技术方案提取得到的聚羟基脂肪酸酯具有较高的收率和纯度，以及较高的分子量，而较高的PHA收率和纯度间接地降低了成本；采用本发明最优选技术方案的实施例1-3具有明显更好的效果。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种提取聚羟基脂肪酸酯的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）在溶菌酶的存在下，将含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞进行一次超声破碎，得到含聚羟基脂肪酸酯的第一浆液；
（2）将所得含聚羟基脂肪酸酯的第一浆液进行第一固液分离，得到含有聚羟基脂肪酸酯的沉淀；
（3）在SDS的存在下，将所得含有聚羟基脂肪酸酯的沉淀进行二次超声破碎，得到含聚羟基脂肪酸酯的第二浆液；
（4）将得到的含聚羟基脂肪酸酯的第二浆液进行第二固液分离，得到所述聚羟基脂肪酸酯；
其中，一次超声的温度为20-50℃；二次超声的温度为60-90℃；步骤（4）中，所述的第二固液分离的方法包括板框过滤分离，所述板框过滤分离使用的滤布的表面预涂覆有聚羟基脂肪酸酯层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（1）中，所述含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞以菌悬液形式存在，其中，所述菌悬液中溶菌酶的含量为0.05-1g/L。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在pH值为4-7的条件下进行所述一次超声破碎；
所述一次超声破碎的条件包括：一次超声的功率为200-2000W/m3菌悬液；一次超声的时间为60-240min；搅拌转速为50-350rpm。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述一次超声的控制方式包括：先进行60-90min的第一超声，然后再进行第二超声，其中，所述第二超声的功率比所述第一超声的功率高100-200W/m3菌悬液；所述第一超声的功率为300-800W/m3菌悬液。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，进行步骤（3）之前，该方法还包括先将所得的含有聚羟基脂肪酸酯的沉淀与水混合得到悬浊液；和/或
在步骤（3）中，所述SDS与所述含有聚羟基脂肪酸酯的沉淀的重量比为0.05-0.3:1000。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在pH值为8-11.5的条件下进行二次超声；
所述二次超声破碎的条件包括：二次超声的功率为200-2000W/m3悬浊液；二次超声的时间为20-180min；搅拌转速为50-350rpm。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤（1）中，所述含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞由以下方法得到：将聚羟基脂肪酸酯的发酵液进行第三固液分离，得到所述含聚羟基脂肪酸酯的菌体细胞和发酵残液；
所述第三固液分离的条件使得所得菌体细胞的水含量为70-90重量%。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤（2）中，所述第一固液分离的方法包括第一离心分离；
所述第一离心分离的条件使得所述第一浆液中杂质在上层，聚羟基脂肪酸酯在下层。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述板框过滤的条件包括：温度为0-40℃，压力为0.1-0.6MPa，时间为0.5-5小时。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述板框过滤分离使用的滤布表面涂覆的聚羟基脂肪酸酯的粒径大于所述第二浆液中的聚羟基脂肪酸酯；所述板框过滤分离使用的滤布表面涂覆的聚羟基脂肪酸酯的粒径为1-200µm；和/或
所述板框过滤分离使用的滤布表面涂覆的聚羟基脂肪酸酯的厚度为1-20mm；和/或
预涂覆有聚羟基脂肪酸酯层的滤布的孔径为1-25µm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010492506.4A CN111393625B (zh) | 2020-06-03 | 2020-06-03 | 溶菌酶结合sds下利用超声提取聚羟基脂肪酸酯的方法和系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010492506.4A CN111393625B (zh) | 2020-06-03 | 2020-06-03 | 溶菌酶结合sds下利用超声提取聚羟基脂肪酸酯的方法和系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111393625A CN111393625A (zh) | 2020-07-10 |
| CN111393625B true CN111393625B (zh) | 2020-09-01 |
Family
ID=71435723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010492506.4A Active CN111393625B (zh) | 2020-06-03 | 2020-06-03 | 溶菌酶结合sds下利用超声提取聚羟基脂肪酸酯的方法和系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111393625B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114308409A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-04-12 | 中粮生物科技股份有限公司 | 利用卧螺离心分离聚羟基脂肪酸酯的方法和系统 |
| CN116144046B (zh) * | 2022-06-06 | 2024-01-23 | 北京蓝晶微生物科技有限公司 | 一种聚羟基脂肪酸酯凝集体的制备方法 |
| CN115058461B (zh) * | 2022-06-20 | 2024-05-28 | 宁波天安生物材料有限公司 | 一种从发酵液中直接分离提纯聚羟基烷酸酯的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1738904A (zh) * | 2003-01-20 | 2006-02-22 | 株式会社钟化 | 从微生物菌体回收高纯度聚羟基链烷酸酯的方法 |
| CN102224251A (zh) * | 2008-12-09 | 2011-10-19 | 株式会社钟化 | 聚-3-羟基烷酸的生产方法及其凝集体 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10358665B2 (en) * | 2016-09-08 | 2019-07-23 | Imam Abdulrahman Bin Faisal University | Method for producing polyhydroxyalkanoate by fed-batch culture of bacillus bacteria in a medium containing date syrup |
-
2020
- 2020-06-03 CN CN202010492506.4A patent/CN111393625B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1738904A (zh) * | 2003-01-20 | 2006-02-22 | 株式会社钟化 | 从微生物菌体回收高纯度聚羟基链烷酸酯的方法 |
| CN102224251A (zh) * | 2008-12-09 | 2011-10-19 | 株式会社钟化 | 聚-3-羟基烷酸的生产方法及其凝集体 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| A process for the recovery of poly(hydroxyalkanoates) from Pseudomonads Part 1: Solubilization;G.J.M. de Koning et al.;《Bioprocess Engineering》;19970630;第17卷;7-13 * |
| Recovery of medium-chain-length polyhydroxyalkanoates (PHAs) through enzymatic digestion treatments and ultrafiltration;K. Yasotha et al.;《Biochemical Engineering Journal》;20060627;第30卷(第3期);260-268 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111393625A (zh) | 2020-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111393625B (zh) | 溶菌酶结合sds下利用超声提取聚羟基脂肪酸酯的方法和系统 | |
| CN111500650B (zh) | 一种高效生产pha的方法 | |
| CN111349218B (zh) | 聚羟基脂肪酸酯的分离方法及其制备的聚羟基脂肪酸酯 | |
| CN111333822B (zh) | 氨水结合超声提取聚羟基脂肪酸酯的方法和系统 | |
| CN113307983B (zh) | 一种绿色溶剂快速、高得率分离木质素的方法 | |
| CN111346580B (zh) | 高温高压下结合超声提取聚羟基脂肪酸酯的方法和系统 | |
| JP5735970B2 (ja) | 細胞増殖及びバイオポリエステル形成の促進のための、ｐｈａ回収で生成された細胞残屑の使用 | |
| EP0036699A1 (en) | Extraction of poly-beta-hydroxybutyric acid | |
| WO1997048730A1 (fr) | Procedes de traitement de cellulose bacterienne | |
| CN111377564B (zh) | 利用氧化法对聚羟基脂肪酸酯发酵液进行处理的方法和系统以及所得发酵废液的应用 | |
| WO2004104062A2 (en) | Method for production of lactic acid | |
| WO1997045452A1 (fr) | Suspension concentree de cellulose bacterienne et procede de traitement associe | |
| CN111362445B (zh) | 利用吸附剂对聚羟基脂肪酸酯发酵液进行处理的方法和系统以及所得发酵废液的应用 | |
| WO2014103183A1 (ja) | 糖化液の雑菌除去方法及び発酵システム | |
| CN111348766B (zh) | 利用膜过滤对聚羟基脂肪酸酯发酵液进行处理的方法和处理系统以及所得发酵废液的应用 | |
| JPH11255806A (ja) | 微細繊維状セルロース濃縮物の凍結乾燥方法 | |
| CN111448298B (zh) | 微生物油脂的分离方法 | |
| CN107236779B (zh) | 一种真菌催化甾体生物转化的方法 | |
| CN111518847B (zh) | 利用色谱吸附法对聚羟基脂肪酸酯发酵液处理的方法和处理系统以及所得发酵废液的应用 | |
| CN114262724A (zh) | 喷射液化连续破壁法提取分离聚羟基脂肪酸脂的方法和系统 | |
| CN107141365B (zh) | 一种反复加减压高效提纯桑黄多糖的方法 | |
| WO1997044477A1 (fr) | Procede pour preparer en continu de la cellulose bacterienne | |
| CN115058461B (zh) | 一种从发酵液中直接分离提纯聚羟基烷酸酯的方法 | |
| CN114308409A (zh) | 利用卧螺离心分离聚羟基脂肪酸酯的方法和系统 | |
| CN114294905A (zh) | 利用红外或微波干燥聚羟基脂肪酸酯的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |