JP2002543794A - ポリヒドロキシアルカノエートを精製するための方法 - Google Patents
ポリヒドロキシアルカノエートを精製するための方法Info
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Abstract
Description
シアルカノエート(「PHA」)を回収するための方法に関する。PHA生合成
経路のより改善された理解は、有意な量のPHAを生成するために、微生物(天
然および組み換えの両方)、ならびに植物細胞の使用を可能にした。しかし、有
用なレベルの品質および純度での、これらの生物学的供給源物質からのPHAの
効率的かつ費用効果的回収の開発における、困難さが残る。バイオマスからのP
HAの単離および精製のための以前の方法は、例えば、水性経路および有機溶媒
経路を含んでいた。
オマスは、PHAが一般に不溶性である水性スラリーとして維持される水性の方
法を開示する。このスラリーは、消化、分解、またはそうでなければ非PHAバ
イオマスを水溶性にするために設計された種々の処理に供される。次いで、この
可溶化されたバイオマスは、遠心分離、濾過、または他の手段によってスラリー
から除去される。しかし、水性ベースの経路は、一般に、特定の不利な点を有し
、特に大規模処理に適用される場合にである。これらの不利な点の例には、以下
が挙げられる;(a)有効な精製が、より困難になる。なぜなら、多くの不純物
(可溶化処理のために有用ないくつかの界面活性剤を含む)は、、PHA粒子の
表面にきつく吸着されるからである;(b)多くの容積(すなわち、大量)の洗
浄水が、プロセスによって必要とされ得、使用ずみ洗浄水およびそれに付随する
処理の困難さを生じる;(c)高純度のPHAを得るために、複数の可溶化処理
を必要とされ得る;(d)水ベースのPHAスラリーの乾燥は、時間浪費であり
、そして経費がかかり得る;(e)PHA粒子は、濾過膜、遠心分離器、および
他のプロセス装置の広範な汚損を引き起こし得る;ならびに(f)可溶化処理は
、有効であるために、費用のかかる試薬および長いプロセス時間および高温を必
要とし得る。
,101,533号およびOhleyerの同第5,422,257号に開示さ
れる。これらの方法において、バイオマスに含まれるPHAのための有機溶媒は
、バイオマスと混合され、PHAの溶解を生じる。次いで、PHAを含む有機溶
液は、濾過、遠心分離、または他の手段によって、残る不溶性のバイオマスから
分離される。次いで、有機溶液をPHAを回収するために脱溶媒化(desol
ventize)する。これらの有機溶媒経路は、水性経路と関連する不利な点
と類似する不利な点を被り、これらの不利な点は、以下を含む:(a)比較的大
量の溶媒が、バイオマスからPHAを完全に抽出するために必要とされる;(b
)バイオマスは、溶媒抽出の前に乾燥される必要があり得、これは、費用がかさ
み、そして時間を浪費し得る;そして(c)溶媒は、PHAとともに不純物(例
えば、脂質または他の疎水性生物学的物質)を同時抽出し得、満足できる純度の
PHAを得るために、さらなる抽出の処理を必要とする。PHA含有バイオマス
からPHAを回収するための、改善された、より費用効果的なプロセスを開発す
ることは、有利である。
たは有機溶媒をより効率的に使用し、そして従来のプロセスより純粋なPHAを
おそらく得るプロセスを使用して、PHA含有バイオマスからPHAを回収する
方法を提供することである。
され得るプロセスを使用して、PHA含有バイオマスからPHAを回収する方法
を提供することである。
れる。この方法は、バイオマスを細胞を除去するための濾過プロセスに同時に供
しつつ、少なくとも1つの溶媒を使用してバイオマスからPHAを抽出する工程
を包含する。この方法の好ましい実施形態において、PHAを含むバイオマス(
例えば、発酵プロセスから得られる微生物細胞の水性スラリー)は、PHAを得
るために、有機溶媒を使用してディアフィルトレーションによって直接抽出され
る。
胞の水性スラリーは、濾過膜を通して再循環され、ここで、この膜は、個々の細
胞またはスラリー内に存在し得る細胞の凝集体を拒絶するほど十分に小さな細孔
サイズを有する。濾過膜からの液体の流出は、濾過膜を横切って、圧力低下が存
在するような条件下で起こる。液体が、バイオマススラリーから次第に除去され
るにつれて、有機溶媒、好ましくは、PHAについての溶媒でもある水混和性溶
媒が、バイオマススラリーに添加される。この溶媒添加は、バイオマススリラー
の体積を維持するために、フィルターを通る液体浸透の速度に近い速度でなされ
なくてはならない。スラリー中の有機溶媒の濃度が増加するにつれて、水に不溶
性の種々の不純物が溶媒−水混合物に溶解するようになり、そしてフィルター膜
を通過する。有機溶媒濃度が特定のレベルに達すると、PHAは、可溶性になり
、そして濾過膜を通って流れる。次いで、PHAを含む濾液を、ポリマーを回収
するために、脱溶媒化した。
する必要が一般にない;(b)単一プロセスで比較的純粋なPHAを得るために
、他の不純物からPHAを分画することが容易に可能である。なぜなら、バイオ
マスは、溶媒濃度の勾配に供されるからである;(c)バイオマスからPHAを
抽出し、そして精製する全プロセスは、最小のプロセス段階および装置を使用し
て達成され得る;ならびに(d)この方法は、特に、バイオマススラリーが、比
較的濃縮され、そしてディアフィルトレーションが、一定体積ディアフィルトレ
ーションで行われる場合、効率的に溶媒を使用する。さらに、揮発性有機溶媒を
使用することによって、PHA溶液を脱溶媒化し、そしてディアフィルトレーシ
ョンプロセスにおいて生成される濾液から溶媒を回収および再利用することは、
比較的容易である (発明の詳細な説明) PHAを含むバイオマスからポリヒドロキシアルカノエート(「PHA」)を
単離および精製するための方法が開発されてきた。この方法は、同時にバイオマ
スを、細胞を取り除くために濾過プロセスに供しながら、少なくとも1つの溶媒
を使用してバイオマスからPHAを抽出する工程を包含する。
HA」は、以下の式Iの1つ以上の単位、例えば、10と100,000との間
、好ましくは100と30,000との間の単位を含むポリマーをいう: −OCR1R2(CR3R4)nCO−; ここで、nは、例えば、1と15との間の整数であり、好ましい実施形態にお
いて、1と4との間の整数であり;そして ここで、Rl、R2、R3、およびR4は、独立して、以下であり得る:炭化水素
基(長鎖炭化水素基を含む);ハロ置換基およびヒドロキシ置換基;ヒドロキシ
基;ハロゲン基;窒素置換基;酸素置換基;および/または水素原子。
に定義される: −CR3R4−(ここで、n=1); −CR3R4CR3’R4’−(ここで、n=2);および −CR3R4CR3’R4’CR3”R4”−(ここで、n=3); ここで、R3、R4、R3’、R4’、R3”、およびR4”は、独立して、以下で
あり得る:炭化水素基(長鎖炭化水素基を含む);ハロ置換基およびヒドロキシ
置換基;ヒドロキシ基;ハロゲン基;窒素置換基;酸素置換基;および/または
水素原子。従って、式Iは、以下から誘導される単位を含む:2−ヒドロキシ酸
(n=0)、3−ヒドロキシ酸(n=1)、4−ヒドロキシ酸(n=2)、およ
び5−ヒドロキシ酸(n=3)、ならびに6−ヒドロキシ酸(n=4)。
ポリマーまたはターポリマーにおいて、より異なる単位であり得る。これらのポ
リマーは、代表的に、300を超える分子量、例えば、300と107との間の
分子量、および好ましい実施形態において、10,000〜10,000,00
0Daltonの分子量を有する。
他の微生物性ポリエステル(C6〜C14ヒドロキシ酸のヒドロキシ酸を含む)
。他の好ましいポリマーには、以下が挙げられる:ポリ−3−ヒドロキシブチレ
ート−co−3ヒドロキシバレレート、ポリ−3−ヒドロキシブチレート−co
−3−ヒドロキシプロピオネート、ポリ−3ヒドロキシブチレート−co−4−
ヒドロキシブチレート、ポリ−3−ヒドロキシブチレート−co−4−ヒドロキ
シバレレート、ポリ−3−ヒドロキシブチレート−co−3−ヒドロキシヘキサ
ノエート、ポリ−3ヒドロキシブチレート−co−3−ヒドロキシオクタノエー
ト、ポリ−4−ヒドロキシブチレート、ポリ−3−ヒドロキシプロピオネート、
ポリ−4−ヒドロキシバレレート。
PHAを天然に生成するか、または培養条件および供給原料の操作、または微生
物によってPHAを生成するように誘導され得る微生物である)から生成される
か、または植物または植物部分(これらは、それらがPHAを生成するように遺
伝操作されている)において生成される。
生成するために使用され得る方法は、Holmesの米国特許第4,910,1
45号;Brauneggら,J.Biotechnology 65:127
−161(1998)に記載されている。
adison & Huisman,Microbiol.Mol.Biol.
Rev.63:1−53(1999);Choi & Lee,Appl.Mi
crobiol.Biotechnol.51:13−21(1999);Wi
tholt & Kessler,Current Opinion in B
iotechnology 10:279−285(1999);Willia
ms & Peoples,CHEMTECH,26:38−44(1996)
:PeoplesおよびSinskeyの米国特許第5,245,023号;同
第5,250,430号;同第5,480,794号;同第5,512,669
号;同第5,534,432号;ならびにHubbsらの米国特許第5,563
,239号に記載される。Shiotaniらの米国特許第5,292,860
号は、PHAコポリマーであるポリ(3−ヒドロキシブチレート−co−3−ヒ
ドロキシヘキサノエート)の製造を記載する。Naylorの米国特許第5,8
71,890号は、植物油供給原料に対してAlcaligenes eutr
ophusを発酵させることによるPHAの製造を記載する。
の生成に対して多くの利点を提供するトランスジェニック植物を含む。PHAの
生成のためのトランスジェニック作物植物は、当該分野で利用可能な方法を使用
して得られ得る。(U.S.5,245,023およびU.S.5,250,4
30;U.S.5,502,273;U.S.5,534,432;U.S.5
,602,321;U.S.5,610,041;PCT WO,910091
7,WO 9219747,WO 9302187,WO 9302194およ
びWO 9412014;Poirierら,1992 Science 25
6:520−23,van der LeijおよびWitholt,1995
,Can.J.Microbiol.41(補遺):222−38;Nawra
thおよびPoirier,1996,The International;
Symposium on Bacterial Polyhydroxyal
kanoates,Egginkら編、Davos Switzerland,
August 18−23に示される;WilliamsおよびPeople
s,1996,CHEMTECH26:38−44)。トランスジェニック植物
作物は、石油化学誘導プラスティックと競合する価格および規模の両方でPHA
ポリマーを生成し得る。トランスジェニック植物誘導PHAポリマーまたはそれ
らの誘導体は、商業的に有用な形態で植物バイオマスから処理および分離され得
る。植物作物におけるPHAの位置は、植物からのPHAの収量を最大にするた
めに変化され得る。例えば、植物は、単子葉植物または双子葉植物であり得、そ
して適切な植物供給源物質は、根、茎、葉、花、果実および種子から誘導され得
る。
:ダイズ、ワタ、ココナツ、ラッカセイ、アブラナ、ヒマワリの種子、オリーブ
、ヤシ、ゴマの種子、アマの種子、トウゴマ、ベニバナの種子、タバコ、サトウ
キビ、スイッチグラス(swithchgrass)、およびジャガイモ。PH
Aポリマーに加えて、種子作物植物における植物油は、処理の間に、単離および
回収され得、Metabolix,Inc.のPCT WO 97/15681
および米国特許出願第08/548,840号に記載される。植物バイオマスを
処理するためのこの方法は、単離される特定のPHAポリマーまたは誘導体の特
性に基づいて、そして植物作物のタイプおよび抽出される植物成分に基づいて、
変更され得る。
ながら、少なくとも1つの溶媒を使用してバイオマスからPHAを抽出する工程
を包含する。
酵プロセスから得られた微生物細胞の水性スラリー)を、水性希釈剤の代わりに
有機溶媒を使用する代表的なディアフィルトレーションプロセスの改変により直
接抽出する。標準的なディアフィルトレーションプロセスは、当該分野で周知で
あり、そして例えばZemanおよびZydney(Microfiltrat
ion and Ultrafiltration Principles a
nd Applications,Marcel Dekker,Inc.Ne
w York,New York、391−96頁(1996)によって記載さ
れる。この改変されたプロセスの間、有機溶媒の濃度が増加するにつれて、PH
Aは溶解され、そして集められる溶離液中に現れる。次いでPHAを、PHAを
回収するための標準的な手順(非溶媒中での沈澱、溶媒エバポレーションまたは
ストリッピングを含む)により溶離液から回収する。この溶媒含有溶離液を残し
、そして蒸留または当該分野で周知の他の技術により溶媒を回収する。
酵プロセスから得られた微生物細胞の水性スラリー)を、有機溶媒を使用するデ
ィアフィルトレーションにより直接抽出して、PHAを得る。
イオマスを乾燥する必要がないこと;(b)バイオマスが溶媒濃度の勾配に供さ
れるので、他の不純物からPHAを分画して比較的純粋なPHAを単一のプロセ
スで得ることが容易に可能であること;(c)バイオマスからPHAを抽出およ
び精製するプロセス全体が、最小限のプロセス段階および装置を使用して達成さ
れ得ること;ならびに(d)特にバイオマススラリーが比較的濃縮されている場
合およびディアフィルトレーションが一定のスラリー体積で行われる(「一定体
積ディアフィルトレーション」)場合、この方法は効率的に溶媒を使用するとい
うこと。さらに、揮発性の有機溶媒を使用することにより、PHA溶液を脱溶媒
化すること、およびその溶媒を、ディアフィルトレーションプロセスにおいて生
成された濾液から回収および再使用することは、比較的容易である。
胞水性スラリーを濾過膜を通して再循環させ、ここでこの膜は、個々の細胞また
はスラリー中に存在し得るような細胞の凝集体を拒絶するのに十分小さい細孔サ
イズを有する。濾過膜からの液体、水溶液であり得る濾液、水溶液/混和性溶媒
混合物、または溶媒の流出が、濾過膜を横切る圧力低下が存在する条件下で起こ
る。液体が段々とバイオマススラリーから除去されるにつれて、有機溶媒(好ま
しくは、PHAの溶媒でもある水混和性溶媒)はバイオマススラリーに添加され
る。溶媒添加は、バイオマススラリーの体積を維持するために、およそフィルタ
ーを通る液体浸透の速度に近い速度でなされるべきである。スラリー中の有機溶
媒の濃度が増加するにつれて、水に不溶性の種々の不純物が溶媒−水混合物中に
溶解されるようになり、そしてフィルター膜を通過する。有機溶媒濃度が、特定
のレベルに達する場合、PHAは可溶性になり、そして濾過膜を通って流れる。
次いでPHAを含む濾液は、ポリマーを回収するために脱溶媒化される。
意の水混和性溶媒である。例えば、Nodaへの米国特許第5,821,299
号および同第5,942,597号;Kurdikarへの米国特許第6,04
3,063号;ならびにMetabolix,IncへのPCT WO97/1
5681に記載されるように、異なるPHAポリマー組成物を抽出するためにど
の溶媒が適切かは、当該分野で周知である。
ドロキシオクタノエート(PHO))または他の微生物ポリエステルのために好
ましい有機溶媒は、アセトンである。アセトンはまた、ポリ−3−ヒドロキシブ
チレート−co−4−ヒドロキシブチレートの抽出に適切である。他のケトンお
よびアルコール(特にC2より上のアルコール)は、上記のように使用され得る
。PHOについては、ポリエステルの可溶化は、典型的には水中の85〜98%
(体積ベース)のアセトン濃度で起こる。
媒および非ハロゲン化溶媒の両方が挙げられる。代表例としては、環式および非
環式(直鎖および分枝)のR’−−OHアルコール(ここでR’=C4〜C10)
、環式および非環式のR’’−−COOR’’’エステル(ここでR’’=Hま
たはC1〜C6かつR’’’=C1〜C7)、環式および非環式のR’’−−COO
R’’’ エステル(ここでR’’=HまたはC1〜C6かつR’’’=C1〜C7
、そしてR’’またはR’’’中の少なくとも1つの炭素が少なくとも1つの酸
素で置換される)、環式および非環式のR1−−CON−−(R2)2アミド(こ
こでR1=HまたはC1〜C6かつR2=C1〜C6)、ならびに環式および非環式の
R3−−CO−R4ケトン(ここでR3=HまたはC1〜C6かつR4=C1〜C6)か
ら選択される溶媒が挙げられる。
ル、乳酸エチル、酢酸イソアミル、酢酸ベンジル、酢酸2−メトキシエチル、酢
酸テトラヒドロフルフリル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチル、プロ
ピオン酸ペンチル、酪酸ブチル、イソ酪酸イソブチル、酪酸エチル、吉草酸エチ
ル、吉草酸メチル、安息香酸ベンジル、安息香酸メチル、コハク酸ジメチル、グ
ルタミン酸ジメチル、アジピン酸ジメチル、イソブチルアルコール、1−ブタノ
ール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、1−ペンタ
ノール、3−ペンタノール、アミルアルコール、アリルアルコール、ヘキサノー
ル、ヘプタノール、オクタノール、シクロヘキサノール、2−エチルヘキサノー
ル、テトラヒドロフルフリルアルコール、フルフリルアルコール、ベンジルアル
コール、2−フラルデヒド(fraldehyde)、メチルイソブチルケトン
、メチルエチルケトン、g−ブチロラクトン、メチルn−アミルケトン、5−メ
チル−2−ヘキサノン、エチルベンゼン、1,3−ジメトキシベンゼン、クメン
、ベンズアルデヒド、1,2−プロパンジオール、1,2−ジアミノプロパン、
エチレングリコールジエチルエーテル、1,2,3−トリメチルベンゼン、1,
2,4−トリメチルベンゼン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、1−
ニトロプロパン、トルエン−2,4−ジイソシアネート、酢酸、アクリル酸、無
水酢酸、α−メチルスチレン、アセトフェノン、トルエン、二酢酸エチレングリ
コール、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド
およびプロピレンカーボネート。
チレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタンおよびジクロ
ロアセテート)を含む溶媒または溶媒混合物が挙げられる。例えば、炭化水素安
定化クロロホルムが使用され得る。使用され得る微生物供給源からPHA類を抽
出するために使用されてきた他の溶媒としては、アルキルカーボネート(たとえ
ば、プロピレンカーボネートおよびエチレンカーボネート)、トリフルオロエタ
ノール、無水酢酸、ジメチルホルムアミド、アセト酢酸エチル、トリオレイン、
トルエン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ピリジン、ヒ
ドロキシ酸および3つより多くの炭素原子を有するアルコール、ならびにそれら
の混合物が挙げられる。
は、蒸留、または水と混和性でない第2の溶媒もしくは溶媒混合物中への抽出お
よびそれに続く蒸留による分離が挙げられる。
こと、およびまた溶媒を回収することが必要である。これを行う技術はまた、当
該分野で周知であり、そしてこれらの技術としては、溶媒ストリッピングまたは
エバポレーション、蒸気ストリッピングまたは非溶媒を用いる溶媒沈澱が挙げら
れる。
してさらに理解される。
。オクタン酸(prifrac 2901)を、Unichema Inter
national,Chicago,Illinois(全てのほかの化学物質
は試薬グレードであった)から入手した。培地Aは、脱イオン水および以下を含
んだ(最終体積1Lあたり):オクタン酸(2.16g)、NaNH4HPO4(
3.8g)、K2HPO4(5.7g)、KH2PO4(3.7g)、MgSO4(
0.12g)、CaCl2(20mg)、FeSO4・7H2O(40mg)、M
nSO4・H2O(10mg)、CoCl2・6H2O(4.5mg)、ZnSO4
・7H2O(2mg)、Na2MoO4・2H2O(2mg)、CuCl2・2H2O
(1mg)、Al2(SO4)3・16H2O(1.3mg)、H3BO4(465
μg)、NiSO4・6H2O(180μg)、トウモロコシ浸漬液(corn
steep liquor)(Sigma、0.5mL)。オクタン酸を除く全
ての成分を、加熱(121.5℃)または濾過により滅菌し、そして無菌で容器
に移した。pHを6.7に調節し、そしてその値に全ての発酵を通して維持した
(±0.1pH単位)。pH制御を30%(wt/wt)水性アンモニアおよび
85%(wt/wt)リン酸を使用して実施し、これらを必要な場合自動pHコ
ントローラーを介して添加した。消泡剤(Inspec Group, Sou
thampton. UKから入手したBreox FMT30)を必要な場合
発酵の間に添加した。
量を与えた。各規定された培地用量は、別々の添加ポートを通して培地に同時に
添加される3つの副用量からなった。副用量番号1は、オクタン酸(最初の培地
体積1Lあたり1.46g)からなり;副用量番号2は、30%(wt/wt)
水性アンモニア(最初の培地体積1Lあたり0.36g)からなり;副用量番号
3は、0.3M MgSO4(最初の培地体積1Lあたり0.4mL)からなっ
た。単一の規定された培地用量を発酵槽に与えるために必要とされる時間は、約
2分であった。各規定された培地用量は、約1.3g/の総固体を生成するため
に充分な栄養物を与えた。
%寒天プレート(培地A)上で増殖させた。凍結培地を解凍し、プレートし、そ
して48時間30℃で増殖させた。次いで、単一のコロニーを再プレートし、そ
して24時間30℃で増殖させた。次いで単一のコロニーを選択し、そして液体
培地A(1L)中に移し、そして振盪器で30℃にて24時間増殖させた。次い
でこの種培地を規定された培地A(60L)を含む150Lの発酵槽中に30℃
で移した。この発酵槽は、単一の[DO]プロープおよびpHプローブを備えた
。この培地を30℃で、攪拌(インペラー速度150〜600rpm)および3
psi(20.7MPa)のヘッド圧力で空気を通気(60L/分)しながら、
発酵させた。攪拌速度を発酵の過程で徐々に増加した。溶解酸素濃度を連続的に
モニターし、そして測定された[DO]の持続した(>10秒)、有意な(普通
の(prevailing)ベースラインを超えて>10%の飽和率(satu
ration)増加)、各々の増加に応じて、規定された培地用量を与えた。発
酵の最初の8〜9時間の間、[DO]は、100%から約0%に飽和率が一様に
低下した。その後、[DO]は、約0%飽和率のベースライン条件で持続した。
攪拌および通気速度を[DO]=1%飽和率に対するこれらの範囲内になるよう
に制御した。10%飽和率を超える[DO]の持続した増加は、炭素源の枯渇の
結果であるとみなされ、そして規定された培地用量の自動添加を開始させた。各
用量の添加は、[DO]を減少させてベースライン条件に戻す。しかし、フィー
ドバック機構は、[DO]がゆっくりと10%飽和率より下に戻る場合には、複
数の規定された培地用量の添加を妨げる。合計24の規定された用量が、21時
間の発酵の過程で与えられた。
500Lの発酵槽内に無菌で移した。この発酵槽は単一の[DO]プローブおよ
びpHプローブならびに質量分析排ガス分析機を備えていた。発酵を、上記と同
様の条件下で、30℃の温度で、攪拌(インペラー速度60〜210rpm)し
ながら、そして3psi(20.7MPa)のヘッド圧力で空気を通気(600
〜950L/分)しながら実施した。接種後、[DO]は迅速に(3時間以内)
0%飽和率近くまで低下した。攪拌および通気速度を、[DO]=1%飽和率に
維持するように上記の範囲内に制御した。この発酵を41時間続けた。
50Lからなった。このPHAは、以下のモノマー組成を有していた:R−3−
ヒドロキシヘキサン酸(10%)、R−3−ヒドロキシオクタン酸(88%)、
R−3−ヒドロキシデカン酸(2%)。単離されたポリマーは、Mw=115,
000;Mn=70,000(CHCl3でのGPC);Tm=50℃;およびTg =−38℃を示した。
に処理して、精製されたポリマーを得た。Pseudomonas sp.細菌
の細胞を、実施例1に記載のように、主にオクタン酸およびデカン酸(C810 Fatty Acid,Procter & Gamble、組成56%C8
,39%C10、残りは他の脂肪酸)を含む市販の混合物上で発酵させた。最初
のスラリー(5L)(これは約13%(wt/wt)の懸濁された固体を含む)
を4000gで20分間遠心分離した。ペレット画分をその元々の体積になるま
で脱イオン水に再懸濁し、次いで同一の条件下で再遠心分離した。次いで、ペレ
ット画分を元々の体積になるまでアセトンに再懸濁した。次いで、細胞材料、水
およびアセトン(総固体=12.8%(wt/wt))を含むこのスラリーを、
以下に記載される実験装置を使用して処理した。
分の流速が可能な、防爆の、可変速度の、偏心スクリューポンプ(Allwei
ler);ステンレス鋼およびポリプロピレンの配管回路;およびアルミナセラ
ミックの管状微細濾過要素(U.S.Filter Membralox IT
I−70,0.5μmの名目上カットオフ、0.0055m2の膜面積)を含む
ハウジングを備えていた。さらに、この装置は、圧力ゲージ、温度プローブ、圧
力調節のためのボール弁、および20Lの被覆スラリータンクを備えていた。調
節可能な供給ポンプを介するアセトンの連続的な添加により、スラリータンク中
の液体レベルをほぼ一定に維持した。操作の間、スラリーを約15L/分の横断
流および0.3〜0.6MPaの平均膜透過圧で、管状セラミック膜を通して連
続的に循環させた。膜透過流速は、8〜30mL/分(90〜330L/m2/
時間)の範囲であった。この系の温度を、ポンプ頭部に取付けられたグリコール
/水冷却ジャケットにより20〜32℃に維持した。浸透液の連続的除去および
純粋なアセトンの連続的添加の結果として、スラリー中のアセトンの濃度は、操
作を通して増加した。
セトンの比が約9:1(wt/wt)の臨界値を超える場合、PHAコポリマー
は、可溶になり、そしてセラミック膜を通過した。浸透液中のポリマーの濃度は
、5.8%(wt/wt)で最高になった。この浸透液を、固体の濃度が<0.
1%(wt/wt)になるまで集めた。PHAを含有する画分を合わせて(14
L)、そしてこのポリマーを10%(vol/vol)の脱イオン水の添加によ
り沈殿させた。濾過濃縮物は、アセトン、水、および本質的にPHAの無い細胞
屑を含んでいた。
。このような改変物および変形物は、上記の特許請求の範囲内であることを意図
される。
Claims (13)
- 【請求項1】 ポリヒドロキシアカルノエート(PHA)を含むバイオマス
由来のPHAを単離および精製するための方法であって、該方法は、以下: 少なくとも1つの溶媒を使用して、該バイオマスからPHAを抽出し、同時に
、該バイオマスを、細胞を取り除くために濾過プロセスに供する工程 を包含する方法。 - 【請求項2】 前記濾過プロセスが、ディアフィルトレーションを含む、請
求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記ディアフィルトレーションが、一定のスラリー体積で実
施される、請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 前記バイオマスが、溶媒濃度の勾配に供される、請求項1に
記載の方法。 - 【請求項5】 前記バイオマスが、微生物供給源由来である、請求項1に記
載の方法。 - 【請求項6】 前記バイオマスが、植物または植物部分由来である、請求項
1に記載の方法。 - 【請求項7】 前記植物が、脂肪種子植物である、請求項6に記載の方法。
- 【請求項8】 請求項1に記載の方法であって、前記バイオマスが、水性ス
ラリーとして提供され、かつ前記溶媒が有機溶媒である、方法。 - 【請求項9】 前記有機溶媒が、アセトンである、請求項8に記載の方法。
- 【請求項10】 請求項8に記載の方法であって、前記水性スラリーおよび
有機溶媒は溶媒−水混合物を形成し、該方法は、該溶媒−水混合物中の有機溶媒
の濃度を徐々に増加させる工程を、さらに包含する、方法。 - 【請求項11】 請求項10に記載の方法であって、該方法は、フィルター
膜を備えるディアフィルトレーションユニットで実施され、ここで、前記有機溶
媒の濃度を増加させて、前記バイオマス中の水に不溶性である不純物を前記溶媒
−水混合物に溶解させ、そして該フィルター膜を通過させる、方法。 - 【請求項12】 請求項11に記載の方法であって、ここで、前記有機溶媒
の濃度を増加させて、前記PHAを前記溶媒−水混合物に溶解させ、そして前記
フィルター膜を通過させて、PHA濾液を形成する、方法。 - 【請求項13】 請求項12に記載の方法であって、該方法が、前記PHA
濾液から前記溶媒を除去して、前記PHAを回収する工程を、さらに包含する、
方法。
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