ES2339725T3 - Metodos para la separacion y purificacion de biopolimeros. - Google Patents
Metodos para la separacion y purificacion de biopolimeros. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2339725T3 ES2339725T3 ES99916498T ES99916498T ES2339725T3 ES 2339725 T3 ES2339725 T3 ES 2339725T3 ES 99916498 T ES99916498 T ES 99916498T ES 99916498 T ES99916498 T ES 99916498T ES 2339725 T3 ES2339725 T3 ES 2339725T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- pha
- ozone
- biomass
- poly
- hydroxybutyrate
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000746 purification Methods 0.000 title description 13
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title description 5
- 229920000903 polyhydroxyalkanoate Polymers 0.000 claims abstract description 122
- 239000005014 poly(hydroxyalkanoate) Substances 0.000 claims abstract description 117
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 69
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 40
- 239000004816 latex Substances 0.000 claims description 27
- 229920000126 latex Polymers 0.000 claims description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 17
- 229920000070 poly-3-hydroxybutyrate Polymers 0.000 claims description 13
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 12
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims description 12
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 6
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 5
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 5
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 claims description 4
- 239000004365 Protease Substances 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 claims description 3
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- ALRHLSYJTWAHJZ-UHFFFAOYSA-M 3-hydroxypropionate Chemical compound OCCC([O-])=O ALRHLSYJTWAHJZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- IWHLYPDWHHPVAA-UHFFFAOYSA-M 6-hydroxyhexanoate Chemical compound OCCCCCC([O-])=O IWHLYPDWHHPVAA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 102000005744 Glycoside Hydrolases Human genes 0.000 claims description 2
- 108010031186 Glycoside Hydrolases Proteins 0.000 claims description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 claims description 2
- 239000013538 functional additive Substances 0.000 claims description 2
- 239000011440 grout Substances 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920002791 poly-4-hydroxybutyrate Polymers 0.000 claims description 2
- 150000003628 tricarboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000004072 triols Chemical class 0.000 claims description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 claims description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 claims 1
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical group ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003139 biocide Substances 0.000 claims 1
- FUSUHKVFWTUUBE-UHFFFAOYSA-N buten-2-one Chemical compound CC(=O)C=C FUSUHKVFWTUUBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229930188620 butyrolactone Natural products 0.000 claims 1
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 claims 1
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 claims 1
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 claims 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 25
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 description 8
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 7
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 7
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 7
- 208000037534 Progressive hemifacial atrophy Diseases 0.000 description 6
- 238000011035 continuous diafiltration Methods 0.000 description 6
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N octanoic acid Chemical compound CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012017 passive hemagglutination assay Methods 0.000 description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 6
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 102000016943 Muramidase Human genes 0.000 description 4
- 108010014251 Muramidase Proteins 0.000 description 4
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 108010062010 N-Acetylmuramoyl-L-alanine Amidase Proteins 0.000 description 4
- 241000589776 Pseudomonas putida Species 0.000 description 4
- 102000005158 Subtilisins Human genes 0.000 description 4
- 108010056079 Subtilisins Proteins 0.000 description 4
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000011026 diafiltration Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 4
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical compound Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229960000274 lysozyme Drugs 0.000 description 4
- 239000004325 lysozyme Substances 0.000 description 4
- 235000010335 lysozyme Nutrition 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 3
- 101710163270 Nuclease Proteins 0.000 description 3
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N alpha-ethylcaproic acid Natural products CCCCC(CC)C(O)=O OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001877 deodorizing effect Effects 0.000 description 3
- 108010007119 flavourzyme Proteins 0.000 description 3
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 3
- 230000035943 smell Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 2
- 108010034546 Serratia marcescens nuclease Proteins 0.000 description 2
- -1 alkyl peroxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 210000000991 chicken egg Anatomy 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 2
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000006166 lysate Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 2
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000005015 poly(hydroxybutyrate) Substances 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000011085 pressure filtration Methods 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 2
- NDPLAKGOSZHTPH-SSDOTTSWSA-N (R)-3-hydroxyoctanoic acid Chemical compound CCCCC[C@@H](O)CC(O)=O NDPLAKGOSZHTPH-SSDOTTSWSA-N 0.000 description 1
- JKRDADVRIYVCCY-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyoctanoic acid Chemical compound CCCCCCC(O)C(O)=O JKRDADVRIYVCCY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IUPHTVOTTBREAV-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxybutanoic acid;3-hydroxypentanoic acid Chemical compound CC(O)CC(O)=O.CCC(O)CC(O)=O IUPHTVOTTBREAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHBMMWSBFZVSSR-UHFFFAOYSA-M 3-hydroxybutyrate Chemical compound CC(O)CC([O-])=O WHBMMWSBFZVSSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920013642 Biopol™ Polymers 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000589781 Pseudomonas oleovorans Species 0.000 description 1
- WHBMMWSBFZVSSR-UHFFFAOYSA-N R3HBA Natural products CC(O)CC(O)=O WHBMMWSBFZVSSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000002778 food additive Substances 0.000 description 1
- 235000013373 food additive Nutrition 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009897 hydrogen peroxide bleaching Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 210000003000 inclusion body Anatomy 0.000 description 1
- 230000036512 infertility Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 1
- 229960003330 pentetic acid Drugs 0.000 description 1
- 229940097156 peroxyl Drugs 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 1
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 230000009261 transgenic effect Effects 0.000 description 1
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
- C08G63/88—Post-polymerisation treatment
- C08G63/89—Recovery of the polymer
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)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Abstract
Un método para purificar polihidroxialcanoatos (PHA) derivados de biomasa que comprende PHA, comprendiendo el método poner en contacto una biomasa que contiene PHA o una composición de PHA parcialmente purificada con entre 0,002 y 0,1 g de ozono por gramo de biomasa que contiene PHA o de composición de PHA parcialmente purificada, para decolorar o desodorizar la composición de PHA.
Description
Métodos para la separación y purificación de
biopolímeros.
La presente invención pertenece generalmente al
campo de los procedimientos de separación para polímeros, y más
específicamente a la purificación de polímeros derivados de fuentes
biológicas.
Los polihidroxialcanoatos (PHA) son poliésteres
termoplásticos que se pueden producir a partir de bacterias o
planas (Williams y Peoples, CHEMTECH
26:33-44 (1996)). Estos polímeros se pueden
recuperar de los sistemas biológicos (la biomasa) mediante
procedimientos con disolventes orgánicos, procedimientos acuosos, o
una combinación tanto de un procedimiento con disolventes orgánicos
como acuoso. En las patentes U.S. nº 4.310.684 y nº 4.705.604 de
Vanlautem et al. (extracción de PHB a partir de microbios con
disolventes clorados), en la patente U.S. nº 4.968.611 de Traussnig
et al. (uso de dioles, trioles acetalizados, ésteres de
ácidos di- o tricarboxílicos o buritolactona para extraer
poli-3-hidroxibutirato (PHB) y sus
copolímeros a partir de microbios), en la patente U.S. nº 5.213.976
de Blauhut et al. (procedimiento para extraer PHB a partir de
células microbianas usando cloruro de metileno seguido de la
precipitación del PHB en agua), en los documentos PCT WO 97/15681,
PCT WO 93/11656 (uso de acetona para extraer polímero de
poli-3-hidroxioctanoato a partir de
Pseudomonas oleovorans), PCT WO 96/06179 y PCT WO 97/15681
(métodos con disolventes para recuperar PHA a partir de cosechas de
plantas transgénicas), y en la patente U.S. nº 5.821.299 de Noda
(uso de mezclas de disolvente/no disolvente parcial para extraer
PHA a partir de biomasa) se describen ejemplos de procedimientos
conocidos de recuperación con disolventes orgánicos. Típicamente,
en cada uno de estos procedimientos de la técnica anterior, algunos
de los componentes de la biomasa se co-extraen con
el PHA, lo que puede provocar que el producto de PHA se decolore
y/o tenga un olor desagradable.
En algunos casos, es útil extraer los PHA a
partir de la biomasa usando técnicas de procesamiento acuoso, en las
que el polímero permanece en un estado de micropartículas, y la
biomasa que no es PHA se solubiliza mediante tratamientos mecánicos,
químicos y/o enzimáticos. Las partículas de PHA se separan entonces
del material solubilizado usando centrifugación, filtración,
flotación, u otros métodos conocidos.
El documento PCT WO 97/15681 describe el uso de
ozono o peróxidos de alquilo como agentes químicos para modificar
PHA, es decir, formar derivados de PHA, como parte de un
procedimiento para extraer PHA a partir de biomasa de semillas para
la producción de aceite. La referencia no dice cómo desodorizar,
blanquear o degradar la biomasa que no es PHA.
El documento EP 0145233, por ejemplo, describe
métodos acuosos para purificar un polímero de
3-hidroxibutirato microbiológico, en los que las
células se tratan con calor a temperaturas por encima de 80ºC y
después se digieren con enzimas, tensioactivos, y/o peróxido de
hidrógeno. La patente U.S. nº 5.110.980 de Ramsey et al.
describe el uso de hipoclorito para disolver la biomasa que no es
PHA. La patente U.S. nº 5.691.174 de Liddell et al. describe
un método para purificar poliésteres microbianos usando la
combinación de peróxido de hidrógeno con un agente quelante. Sin
embargo, la desventaja de estos métodos es que el tratamiento con
el peróxido se debe de llevar a cabo a temperaturas elevadas, por
ejemplo 80-180ºC, lo que requiere un intenso
calentamiento y enfriamiento del producto, y, en algunos casos,
requiere un equipo de alta presión. Además, frecuentemente se
encuentra que el peróxido de hidrógeno es inestable en presencia de
niveles elevados de biomasa celular, lo que da como resultado que el
peróxido de hidrógeno se descomponga de forma no productiva en agua
y oxígeno y genere una espuma voluminosa. Otro inconveniente es que
las elevadas temperaturas prolongadas y el peróxido de hidrógeno
también pueden provocar una disminución del peso molecular de los
polímeros, y en algunos casos pueden promover la cristalización de
los polímeros, lo que es indeseable para la producción de un látex
polimérico amorfo.
Como se explica anteriormente, los PHA derivados
de biomasa pueden tener olores desagradables. El documento PCT WO
94/02541 describe aditivos para enmascarar el olor procedente de los
PHA producidos, por ejemplo como se describe en el documento EP
0145233 y en la patente U.S. nº. 5.691.174 de Liddell et al.
Sería ventajoso eliminar el olor asociado con los PHA recuperados
de la biomasa, particularmente si la eliminación del olor se pudiese
llevar a cabo durante el procedimiento de recuperación, eliminando
de ese modo la necesidad de aditivos que enmascaran el olor en la
resina de PHA.
Por lo tanto, es un objeto de la presente
invención proporcionar métodos mejorados para purificar
polihidroxialcanoatos derivados de biomasa.
Se describe cómo potenciar la extracción de
polihidroxialcanoatos a partir de biomasa que contiene
polihidroxialcanoatos usando sistemas de disolventes orgánicos,
sistemas de disolventes acuosos, o sus combinaciones.
Se describen métodos de extracción que reducen
la exposición de los polímeros de PHA a condiciones que pueden
disminuir el peso molecular de los polímeros.
Es un objeto adicional de la presente invención
eliminar olores en el procedimiento de recuperación de
polihidroxialcanoatos a partir de biomasa.
Es otro objeto de la invención una composición
de PHA según la reivindicación 17 aneja.
Se proporcionan métodos para la recuperación y
purificación de polihidroxialcanoatos (PHA) a partir de biomasa
vegetal y microbiana que contiene PHA, en los que los métodos
incluyen poner en contacto la biomasa o el PHA parcialmente
purificado con entre 0,002 y 0,1 g de ozono por gramo de biomasa que
contiene PHA o de PHA parcialmente purificado, en al menos una
etapa de un procedimiento de purificación. El ozono tiene los
efectos beneficiosos de (a) blanquear, (b) desodorizar, y (c)
solubilizar impurezas, facilitando su eliminación de suspensiones o
látex poliméricos acuosos. El tratamiento con ozono se puede usar
solo o en combinación con otro tratamiento, extracción, y
procedimientos de separación, y es especialmente adecuado para el
tratamiento de látex, lechadas, suspensiones y disoluciones de
disolventes orgánicos que contienen PHA. La etapa de la puesta en
contacto con ozono se puede llevar a cabo ventajosamente a lo largo
de un amplio intervalo de temperaturas, incluyendo temperaturas de
procesamiento, por ejemplo entre alrededor de 1 y 40ºC, que son
menores que las temperaturas de procesamiento usadas en métodos
conocidos. El tratamiento con ozono de la biomasa que contiene PHA,
del PHA parcialmente purificado, o del PHA extraído con disolventes,
produce un mejor nivel de pureza polimérica adecuada para
aplicaciones de revestimiento y otras aplicaciones. El tratamiento
con ozono también tiene la ventaja añadida de que el polímero o
látex polimérico de PHA resultante está esencialmente libre de
olores.
Se han desarrollado métodos mejorados para la
recuperación de polihidroxialcanoatos (PHA) a partir de biomasa que
incluye PHA. Los métodos incluyen tratar la biomasa o el PHA
parcialmente purificado con entre 0,002 y 0,01 g de ozono por gramo
de biomasa que contiene PHA o de PHA parcialmente purificado, en al
menos una etapa de un procedimiento de purificación. El tratamiento
con ozono se puede aplicar de forma beneficiosa a los PHA
procedentes de cualquier fuente, incluyendo los PHA extraídos usando
disolventes orgánicos (por ejemplo, tratando una disolución de
disolvente orgánico de los PHA), a fin de purificar y/o desodorizar
adicionalmente los PHA.
Los PHA se pueden producir en un número de
sistemas biológicos, incluyendo bacterias y cosechas de plantas
manipuladas mediante ingeniería genética. En sistemas bacterianos,
los PHA se acumulan intracelularmente como cuerpos de inclusión
granulares. El PHA también se puede producir en cosechas vegetales
manipuladas mediante ingeniería genética. Los métodos para
construir tales cosechas se describen, por ejemplo, en las patentes
U.S. n^{os} 5.245.023 y 5.250.430 de Peoples y Sinskey, en la
patente U.S. nº 5.502.273 de Bright et al., en la patente
U.S. nº 5.534.432 de Peoples y Sinskey, en la patente U.S. nº
5.602.321 de John, en la patente U.S. nº 5.610.041 de Somerville
et al., en los documentos PCT WO 91/00917, PCT WO 92/19747,
PCT WO 93/02187, PCT WO 93/02194, PCT WO 94/12014, Poirier et
al., Science 256:520-23 (1992);
van der Leij y Witholt, Can. J. Microbiol.
41(sup.):222-38 (1995); Nawrath y Poirier,
The International Symposium on Bacterial.
Polyhydroxyalkanoates, (Eggink et al., eds.) Davos Suiza
(18-23 de agosto de 1996); y Williams y Peoples,
CHEMTECH 26: 38-44 (1996). Los métodos
para recuperar los PHA a partir de biomasa vegetal se describen, por
ejemplo, en los documentos PCT WO 97/15681, PCT WO 97/07239, y PCT
WO 97/07229.
La biomasa que contiene PHA derivada de
bacterias o plantas que se va a usar en los métodos descritos aquí
típicamente está en forma de una suspensión, látex o disolución
polimérica. La suspensión, látex o disolución polimérica tiene
preferiblemente un contenido de sólidos entre alrededor de 1 y 90%
en peso, y más preferiblemente entre alrededor de 5 y 50% en
peso.
De forma similar, los métodos de purificación
con ozono descritos aquí son útiles para la purificación de otros
PHA, independientemente del organismo fuente o de la composición de
comonómeros. Los PHA representativos incluyen
poli-3-hidroxibutirato (PHB),
poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato
(PHBV, comercializado como BIOPOL^{TM} por Monsanto),
poli-3-hidroxibutirato-co-4-hidroxibutirato,
poli-3-hidroxipropionato,
poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxipropionato,
poli-4-hidroxibutirato,
poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxihexanoato,
poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxioctanoato,
poli-5-hidroxivalerato, y
poli-6-hidroxihexanoato.
El ozono (O_{3}), también denominado como
"oxígeno activado", es una forma alotrópica de oxígeno, y es
uno de los oxidantes más fuertes conocido. Se puede generar
mediante cualquier método conveniente, tal como descarga en corona
o irradiación con UV, aplicado a una corriente de aire, de oxígeno,
o de aire enriquecido con oxígeno, como se describe, por ejemplo,
en las patentes U.S. nº 5.855.856 de Carlson y nº 5.766.560 de Cole
(descarga en corona), y en las patentes U.S. nº 4.517.084 de Pincon,
4.329.212, nº 4.427.636 de Obenshain, nº 4.317.044 de Vaseen
(irradiación con UV).
Preferiblemente, el ozono se aplica a la biomasa
o disolución que contiene PHA en una corriente de oxígeno (O_{2})
que contiene entre alrededor de 1 y 10%, y más preferiblemente entre
alrededor de 2 y 5%, de ozono.
\newpage
El ozono ventajosamente es activo a temperaturas
ambiente, y se puede generar económicamente in situ a partir
de aire u oxígeno. El ozono se genera preferiblemente en el sitio de
extracción del PHA.
\vskip1.000000\baselineskip
En una realización preferida, la biomasa que
contiene PHA (de origen microbiano, vegetal, u otro origen) se
trata con entre 0,002 y 0,1 g de ozono por gramo de biomasa que
contiene PHA con el fin de blanquear, esterilizar,
solubilizar/oxidar impurezas, y/o desodorizar. La corriente gaseosa
que contiene ozono se puede introducir en la fase fluida que
contiene el polímero rociando, mediante inyección con boquilla, o
por otro medio seleccionado para proporcionar una transferencia
eficiente de masa del ozono.
El tratamiento con ozono es eficaz en cualquier
etapa de un procedimiento de aislamiento de PHA para los PHA, que
puede comprender una o más etapas de tratamiento y/o de separación.
En un procedimiento acuoso, el ozono se puede usar individualmente
o en combinación con otras operaciones, tales como tratamiento
térmico, tratamiento enzimático (por ejemplo, nucleasa, proteasa, o
glicosidasa), tratamiento mecánico (por ejemplo, homogeneizador o
microfluidizador), tratamiento químico (por ejemplo, tensioactivo,
hipoclorito, o peróxido), centrifugación, filtración y/o flotación.
El ozono tiene un potente efecto blanqueante y desodorizante en
cualquier punto de tal procedimiento de tratamiento; sin embargo,
para una eficacia máxima, puede ser deseable que el tratamiento con
ozono se efectúe después de la lisis y eliminación parcial de la
biomasa que no es PHA.
El tratamiento con ozono tiene un potente efecto
blanqueante y desodorizante cuando se aplica a cualquiera de las
diversas etapas de un procedimiento de aislamiento de PHA. Por
ejemplo, el ozono se puede aplicar (a) a una suspensión acuosa de
células completas, (b) a una suspensión acuosa de polímero bruto
tras la homogeneización, el tratamiento con lisozima/proteasa, y el
lavado, (c) a una suspensión acuosa de polímero bruto tras la
homogeneización, el tratamiento con lisozima/proteasa, el lavado,
el blanqueado con peróxido de hidrógeno, y el lavado, y (d) a una
disolución de disolvente orgánico que contiene PHA generada, por
ejemplo, usando un procedimiento descrito en la patente U.S. nº
4.310.684 y nº 4.705.604 de Vanlautem et al., en la patente
U.S. nº 4.968.611 de Traussnig et al, en la patente U.S. nº
5.213.976 de Blauhut et al., en la patente U.S. nº 5.821.299
de Noda, en los documentos PCT WO 93/11656, PCT WO 96/06179, o PCT
WO 97/15681. Tras el tratamiento con ozono, la suspensión que
contiene el polímero se puede purificar mediante microfiltración con
un lavado con agua. El ozono efectúa una solubilización
significativa del material que no es PHA, como se muestra por una
disminución del contenido de ceniza. (Los polímeros de PHA se
volatilizan de forma limpia a aproximadamente 300ºC, mientras que
otros contenidos celulares, tales como ADN y proteína, producen
ceniza a una temperatura próxima a esta temperatura).
El tratamiento con ozono se puede llevar a cabo
en presencia de diversos aditivos funcionales útiles para la
estabilización y/o purificación de látex y suspensiones de PHA. Los
ejemplos de estos aditivos incluyen tensioactivos, detergentes,
emulsionantes, dispersantes, agentes antiespumantes o desespumantes,
agentes para el control del pH, y quelantes. Para suspensiones
poliméricas acuosas, el pH de la suspensión generalmente no es
vital para el tratamiento exitoso con ozono. No obstante, es
deseable un pH aproximadamente neutro para mantener una suspensión
polimérica estable y/o para precipitar impurezas solubles.
La formación de espuma puede ser un efecto
secundario del tratamiento con ozono, debido a la introducción de
una corriente de gas tremendamente insoluble en la suspensión
polimérica. Puesto que la espumación puede ser desventajosa para la
producción de látex estables y uniformes, típicamente es necesario
añadir emulsionantes/dispersantes y agentes antiespumantes
inmediatamente antes del tratamiento con ozono. Preferiblemente, el
ozono se aplica en una forma tan concentrada como sea práctico (por
ejemplo, una corriente que tenga más de 1% de O_{3} en
oxígeno/aire), a fin de minimizar la formación de espuma desde el
gas portador inerte.
En una realización preferida, el tratamiento con
ozono, de entre 0,002 y 0,1 g de ozono por gramo de biomasa que
contiene PHA, se aplica en combinación con el blanqueamiento
mediante peróxido de hidrógeno de la biomasa que contiene PHA. Sin
estar atados por la teoría, parece que el ozono ataca
preferentemente a impurezas que contienen anillos insaturados y/o
aromáticos, mientras que el peróxido de hidrógeno reacciona, vía un
anión peroxilo, con especies electrófilas. El efecto es hacer que
las impurezas sean mucho más solubles en agua (y por tanto más
fáciles de separar de las suspensiones poliméricas mediante
filtración o centrifugación) y mucho menos coloreadas u olorosas.
Adicionalmente, el ozono, cuando se aplica antes de un tratamiento a
base de peróxido de la suspensión polimérica, prolonga de forma
útil el tiempo de vida del peróxido en disolución, e incrementa la
eficacia del tratamiento con peróxido.
La cantidad de ozono a utilizar depende del
efecto deseado sobre el producto final, así como de la forma de la
biomasa que contiene PHA que se trata. Por ejemplo, una lechada,
suspensión o látex a base de agua puede requerir una dosis
relativamente elevada de ozono para completar esencialmente la
decoloración, por ejemplo entre alrededor de 0,002 y 0,1 g de ozono
por gramo de biomasa que contiene PHA. Sin embargo, una disolución
homogénea relativamente pura de PHA en un disolvente orgánico se
puede tratar para reducir el olor y el color con una dosis más
modesta, por ejemplo entre alrededor de 0,002 y 0,01 g de ozono por
gramo de soluto.
La mejora de los métodos de recuperación y
purificación de PHA es muy ventajosa, ya que los PHA se pueden
procesar para uso en una enorme variedad de aplicaciones. Es
evidente que el ozono puede ser especialmente útil para aquellas
aplicaciones en las que una pureza elevada, una esterilidad, un bajo
olor, o un bajo resto de ceniza son importantes. En algunos casos,
el látex o suspensión purificados serán útiles ellos mismos como un
producto, mientras que en otros casos puede ser ventajoso aislar el
polímero ozonado en forma seca para la conformación y el
procesamiento.
Las suspensiones o látex de PHA tratados con
ozono pueden ser útiles para cualquiera de las diversas aplicaciones
para las que se proponen los PHA, tales como objetos
biodegradables, revestimientos y aditivos alimentarios, lacas para
tubos de rayos catódicos (CRT), aglutinantes cerámicos y metálicos
en polvo, microesferas, implantes y dispositivos biomédicos, y
artículos procesados en estado fundido, tales como los descritos en
la patente U.S. nº 5.525.658 de Liddell et al.
Una aplicación particularmente adecuada para el
látex de PHA tratado con ozono es una laca para CRT. La laca se usa
para formar un sustrato liso sobre la superficie de las partículas
de fósforo del CRT, que permite la deposición subsiguiente de una
capa de aluminio reflectante, seguido de la volatilización térmica
del sustrato polimérico (documento PCT WO 96/17369). Esta
aplicación se basa en la capacidad de los PHA puros para
descomponerse térmicamente y volatilizarse a temperaturas de
aproximadamente 300ºC. En esta aplicación es necesario un nivel
elevado de purificación para usar los látex de PHA, ya que los
restos celulares, tales como proteína y ácido nucleico, pueden
dejar un residuo carbonizado sobre el panel de CRT tras la cocción,
dando como resultado una mala calidad de la imagen. La utilidad de
un látex de PHA para aplicación como una laca de CRT se puede
juzgar en parte a partir de un análisis de ceniza realizado a 450ºC
en atmósfera de aire, condiciones que se aproximan a las usadas en
la metalización del CRT. Los látex tratados con ozono, y
especialmente aquellos tratados con la combinación de ozono seguido
de peróxido de hidrógeno, tienen contenidos de ceniza
excepcionalmente bajos al cocerlos, y son muy adecuados para el uso
como lacas de CRT.
Las composiciones y métodos de preparación y su
uso descritos aquí se describen adicionalmente mediante los
siguientes ejemplos no limitantes.
\vskip1.000000\baselineskip
Se fermentaron células de Pseudomonas
putida hasta una densidad de 76 g/l mediante crecimiento en
ácido octanoico en medio de sales minerales mínimo. En estas
condiciones, las células acumulan típicamente entre 30 y 60% de PHA
en una base en peso seco de la célula, con el ácido
R-3-hidroxioctanoico como el comonómero
principal. La muestra, que consiste en 48 l, se lavó mediante
diafiltración a volumen constante con agua desionizada, usando un
aparato de microfiltración transversal cerámico (Niro Inc.).
Entonces se añadió nucleasa comercial (BENZONASE^{TM}, disponible
de American International Chemical, 10 \mul/l de células), el pH
se ajustó a 10 con amoníaco, y las células se destruyeron haciendo
pasar dos veces la muestra a través de un microfluidizador
M-110EH (Microfluidics International Corp.) a una
presión de funcionamiento de 15.000 psi. El lisado se digirió con
(a) lisozima de huevo de pollo (Sigma Chemical Co., 0,2 g/l, pH
7,0, 45ºC, 1 h, 20 mM de EDTA añadido); (b) ALCALASE^{TM} (Novo
Nordisk, 1 ml/l, pH 7,5, 50ºC, 2 h); y (c) FLAVOURZYME^{TM} (Novo
Nordisk, 1 g/l, pH 7,2, 50ºC, 8 h). Las digestiones con
ALCALASE^{TM} y FLAVOURZYME^{TM} se llevaron a cabo en presencia
de 0,5% de BRIJ^{TM} 721 (ICI Surfactants). Tras el tratamiento
con FLAVOURZYME^{TM}, la muestra de PHA se lavó mediante
diafiltración a volumen constante con agua que contiene 0,25% de
BRIJ^{TM} 721, y después se concentró hasta un volumen de 16
l.
\vskip1.000000\baselineskip
La mitad del látex bruto de PHA procedente del
Ejemplo 1 (8 l) se diluyó 1:1 con agua desionizada. Después, se
añadió BRIJ^{TM} 721 hasta 0,5% peso/volumen, y el látex se roció
con una corriente de oxígeno que contiene ozono (4 pies cúbicos
estándar por hora, 3-4% de ozono) durante 8 h a
temperatura ambiente, pH 7, con agitación vigorosa. Tras la
ozonización, el látex se lavó para eliminar impurezas solubilizadas
mediante diafiltración a volumen constante con agua que contiene
0,25% de BRIJ^{TM} 721.
El látex lavado se trató entonces adicionalmente
con peróxido de hidrógeno, 3% peso/vol., a 80ºC, con adición de
0,5% de BRIJ^{TM} 721 y 0,01% de DTPA (ácido
dietilentriaminopentaacético), hasta que esencialmente se agotó
todo el peróxido (15 h). El producto se lavó para eliminar impurezas
solubilizadas mediante diafiltración a volumen constante con agua
que contiene 0,25% de BRIJ^{TM} 721. El producto final procedente
del lavado contenía 0,8% de ceniza (peso/peso en base en sólidos)
tras la descomposición del polímero a 450ºC en aire.
La mitad del látex bruto de PHA procedente del
Ejemplo 1 (8 l) se diluyó 1:1 con agua desionizada. Se añadieron
BRIJ^{TM} 721 (0,5%) y DTPA (0,01%), y el látex se trató entonces
con peróxido de hidrógeno, 3% peso/vol., a 80ºC hasta que
esencialmente todo el peróxido se agotó (7 h). El producto se lavó
para eliminar impurezas solubilizadas mediante diafiltración a
volumen constante con agua que contiene 0,25% de BRIJ^{TM} 721. El
producto final del lavado contenía 4,6% de ceniza (peso/peso en una
base en sólidos) tras la descomposición del polímero a 450ºC en
aire.
\vskip1.000000\baselineskip
El producto derivado como en el Ejemplo 3 se
roció con una corriente de oxígeno que contiene ozono (4 pies
cúbicos estándar por hora (110 litros/hora), 3-4% de
ozono) durante 8 h a temperatura ambiente, pH 7, con agitación
vigorosa. Tras la ozonización, el látex se lavó para eliminar
impurezas solubilizadas mediante diafiltración a volumen constante
con agua que contiene 0,25% de BRIJ^{TM} 721. El producto final
del lavado contenía 0,9% de ceniza (peso/peso en una base en
sólidos) tras la descomposición del polímero a 450ºC en aire.
\vskip1.000000\baselineskip
Células de Pseudomonas putida se
fermentaron hasta una densidad de 80 g/l mediante crecimiento en
ácido octanoico en medio de sales minerales mínimo. La muestra, que
consiste en 46 l, se lavó mediante diafiltración a volumen
constante con agua desionizada, y se concentró hasta un volumen de
20 l. Entonces se añadió nucleasa comercial (BENZONASE^{TM}, 10
\mul/l de células), el pH se ajustó a 10 con amoníaco, y las
células se destruyeron haciendo pasar dos veces la muestra a través
de un microfluidizador M-110EH (Microfluidics
International Corp.) a una presión de funcionamiento de 15.000 psi.
El lisado se digirió con lisozima de huevo de pollo (0,2 g/l, pH
7,0, 45ºC, 1 h, 20 mM de EDTA añadido), seguido de ALCALASE^{TM}
(1 ml/l, pH 7,5, 50ºC, 10 h, 0,3% de BRIJ^{TM} 721 añadido). Tras
el tratamiento con ALCALASE^{TM}, la muestra se lavó mediante
diafiltración a volumen constante con agua que contiene 0,1% de
BRIJ^{TM} 721.
Se añadió BRIJ^{TM} 721 hasta 0,2% peso/vol.,
y después el látex se roció con una corriente de oxígeno que
contiene ozono (4 pies cúbicos estándar por hora (110 litros/hora),
3-4% de ozono) durante 10 h a temperatura ambiente,
pH 7, con agitación vigorosa. Tras la ozonización, el látex se lavó
para eliminar impurezas solubilizadas mediante diafiltración a
volumen constante con agua que contiene 0,1% de BRIJ^{TM} 721.
El látex lavado se trató entonces adicionalmente
con peróxido de hidrógeno, 3% peso/vol., a 80ºC, con adición de
0,15% de BRIJ^{TM} 721 y 0,01% de DTPA, hasta que esencialmente
todo el peróxido se agotó (18 h). El producto se lavó para eliminar
impurezas solubilizadas mediante diafiltración a volumen constante
con agua que contiene 0,1% de BRIJ^{TM} 721 (9 vol.) seguido de
agua (2 vol.), y después se concentró hasta un contenido de sólidos
de 10,7%. El producto final contenía 0,05% de ceniza (peso/peso en
una base en sólidos) tras la descomposición del polímero a 450ºC en
aire.
\vskip1.000000\baselineskip
Muestras secas (0,2-1,0 g) se
calentaron en aire hasta 450ºC a una velocidad de 10ºC/min, en
vasijas de cuarzo o de aluminio. La temperatura del horno se
mantuvo a 450ºC durante un período de 45 minutos, después de lo
cual las muestras se dejaron enfriar y el residuo no volatilizado se
pesó. Las muestras líquidas que contienen agua (contenido en
sólidos 0,2-1,0 g) se calentaron en aire hasta 150ºC
a una velocidad de 10ºC/min, y después se mantuvieron a 150ºC
durante 30 min para evaporar el agua. La temperatura se incrementó
entonces hasta 450ºC a una velocidad de 10ºC/min, y se mantuvo a
450ºC durante un período de 45 min. Las muestras se dejaron enfriar
entonces. El residuo no volatilizado se midió y se dio como un
porcentaje del peso de sólidos presentes en la muestra
original.
\vskip1.000000\baselineskip
Células de P. putida fermentadas, como se
describe anteriormente, en ácido octanoico se recogieron mediante
centrifugación y se liofilizaron para dar una masa sólida. La masa
(440 g) se pulverizó en un molino y se colocó en el dedal de un
extractor Soxhlet. Las células secas se extrajeron en dos lotes
durante un total de 16 h con n-hexano (2 l), produciendo un
extracto ámbar (A_{273} = 0,457, dilución 1:9 en hexano) que
contenía 26% (peso/volumen) de sólidos. El extracto se aclaró
mediante filtración a presión a través de un filtro de microfibra
de vidrio de 2 \mum. El extracto (26% peso/volumen en sólidos) se
roció entonces con una corriente de gas oxígeno que contiene ozono
(8 pies cúbicos estándar por hora (220 litros/hora), aprox.
2% de ozono) durante 15 min a temperatura ambiente con agitación. El
producto resultante fue un líquido transparente, virtualmente
incoloro (A_{273} = 0,152, dilución 1:9 en hexano). Una porción
del extracto ozonado (0,6 l) se hizo pasar entonces a través de una
columna de gel de sílice (aprox. 60 g), y se recogió el
eluato incoloro (26% peso/volumen en sólidos) (A_{273} = 0,063,
dilución 1:9 en hexano).
Se prepararon disoluciones de
poli-3-hidroxibutirato (PHB) (Fluka)
y
poli-3-hidroxibutirato-co-14%-3-hidroxivalerato
(PHBV) (Aldrich) a 5% (peso/volumen) en diclorometano. Las
disoluciones se aclararon mediante filtración a presión a través de
un filtro de microfibra de vidrio de 2,6 \mum. Cada disolución (95
ml) se roció entonces con una corriente de gas oxígeno que contiene
ozono (8 pies cúbicos estándar por hora (220 litros/hora),
aprox. 2% de ozono) durante 6 min a temperatura ambiente con
agitación. Los productos fueron disoluciones transparentes,
virtualmente incoloras. La disolución de PHB tras la ozonización
mostró una A_{273} = 0,714 (dilución 1:9 en diclorometano) en
comparación con A_{273} = 0,904 (dilución 1:9 en diclorometano)
antes de la ozonización. De forma similar, la disolución de PHBV
tras la ozonización mostró una A_{273} = 0,599 (dilución 1:9 en
diclorometano) en comparación con A_{273} = 1,029 (dilución 1:9
en diclorometano) antes de la ozonización.
Claims (18)
1. Un método para purificar
polihidroxialcanoatos (PHA) derivados de biomasa que comprende PHA,
comprendiendo el método
poner en contacto una biomasa que contiene PHA o
una composición de PHA parcialmente purificada con entre 0,002 y 0,1
g de ozono por gramo de biomasa que contiene PHA o de composición de
PHA parcialmente purificada, para decolorar o desodorizar la
composición de PHA.
2. El método de la reivindicación 1, en el que
el ozono se proporciona como un gas o líquido que contiene
ozono.
3. El método de la reivindicación 1, en el que
la biomasa deriva de una fuente microbiana o vegetal.
4. El método de la reivindicación 1, en el que
el PHA se selecciona del grupo que consiste en
poli-3-hidroxibutirato,
poli-3-hidroxipropionato,
poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato,
poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxihexanoato,
poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxioctanoato,
poli-3-hidroxibutirato-co-4-hidroxibutirato,
poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxipropionato,
poli-4-hidroxibutirato,
poli-5-hidroxivalerato, y
poli-6-hidroxihexanoato.
5. El método de la reivindicación 1, en el que
el PHA se proporciona como una lechada, látex o suspensión en
agua.
6. El método de la reivindicación 5, en el que
la concentración de PHA en la composición es entre alrededor de 1% y
alrededor de 50% peso/vol.
7. El método de la reivindicación 1, en el que
el PHA se proporciona en una disolución orgánica.
8. El método de la reivindicación 1, en el que
la etapa de puesta en contacto con ozono se lleva a cabo a una
temperatura entre alrededor de 1 y 40ºC.
9. El método de la reivindicación 1, en el que
la etapa de puesta en contacto con ozono se lleva a cabo en
presencia de al menos un aditivo funcional seleccionado del grupo
que consiste en tensioactivos, detergentes, emulsionantes,
dispersantes, agentes antiespumantes, agentes desespumantes,
biocidas, modificadores de la viscosidad, y agentes de control del
pH.
10. El método de la reivindicación 1, que
comprende además tratar la biomasa usando al menos un procedimiento
de tratamiento seleccionado del grupo que consiste en tratamiento
térmico, homogeneización, microfluidización, tratamiento con
proteasas, tratamiento con glicosidasas, tratamiento con peróxido de
hidrógeno u otro peróxido inorgánico u orgánico, extracción con
disolventes, centrifugación, filtración y diálisis.
11. El método de la reivindicación 10, en el que
el procedimiento de tratamiento se lleva a cabo antes o después de
la etapa de puesta en contacto con ozono.
12. El método de la reivindicación 2, en el que
el ozono se rocía en la biomasa o en el PHA parcialmente
purificado.
13. El método de la reivindicación 1, que
comprende además usar sistemas de disolventes orgánicos, sistemas de
disolventes acuosos, o una combinación de sistemas de disolventes
orgánicos/acuosos.
14. El método de la reivindicación 13, en el que
el PHA se extrae usando un disolvente orgánico eficaz para disolver
una porción del PHA presente en la biomasa para formar una
disolución orgánica de PHA, en el que las impurezas se ponen en
contacto entonces con el ozono.
15. El método de la reivindicación 14, en el que
el PHA purificado tiene un contenido de ceniza menor que 1,0%
peso/peso tras la descomposición a 450ºC en aire.
16. El método de la reivindicación 14, en el que
el disolvente se selecciona del grupo que consiste en cloruro de
metileno, acetona, trioles acetalizados, ésteres de ácidos
dicarboxílicos, ésteres de ácidos tricarboxílicos, butirolactona,
cloroformo, y tricloroetileno.
17. Una composición de PHA decolorada y/o
desodorizada que comprende PHA derivable de una biomasa microbiana o
vegetal que contiene PHA que se pone en contacto con una cantidad
eficaz de ozono para decolorar o desodorizar la composición, en la
que la composición de PHA tiene un contenido de ceniza menor que
1,0% peso/peso tras la descomposición a 450ºC en aire.
18. El PHA de la reivindicación 17, en el que la
composición de PHA se proporciona como un látex.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US8111298P | 1998-04-08 | 1998-04-08 | |
| US81112P | 1998-04-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2339725T3 true ES2339725T3 (es) | 2010-05-24 |
Family
ID=22162170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES99916498T Expired - Lifetime ES2339725T3 (es) | 1998-04-08 | 1999-04-08 | Metodos para la separacion y purificacion de biopolimeros. |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6368836B2 (es) |
| EP (1) | EP1070135B1 (es) |
| JP (1) | JP2002510747A (es) |
| AT (1) | ATE458822T1 (es) |
| AU (1) | AU757682B2 (es) |
| CA (1) | CA2327086A1 (es) |
| DE (1) | DE69942060D1 (es) |
| ES (1) | ES2339725T3 (es) |
| MX (1) | MXPA00009754A (es) |
| WO (1) | WO1999051760A1 (es) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998051812A2 (en) | 1997-05-12 | 1998-11-19 | Metabolix, Inc. | Polyhydroxyalkanoates for in vivo applications |
| US8147824B2 (en) * | 1999-08-05 | 2012-04-03 | Athersys, Inc. | Immunomodulatory properties of multipotent adult progenitor cells and uses thereof |
| US7579176B2 (en) | 2003-10-15 | 2009-08-25 | Newlight Technologies, Llc | Method for the production of polyhydroxyalkanoic acid |
| US9045595B2 (en) * | 2003-11-28 | 2015-06-02 | Phb Industrial S.A. | Process for recovering polyhydroxialkanoates (“PHAs”) from cellular biomass |
| TW200613560A (en) * | 2004-06-29 | 2006-05-01 | Procter & Gamble | Solvent extraction of polyhydroxyalkanoates from biomass |
| EP1785444B1 (en) | 2004-08-31 | 2015-02-25 | Riken | Method for producing a biopolyester with thermal stability |
| US20080193650A1 (en) * | 2006-02-08 | 2008-08-14 | William Morrison Lyon | Method of remediation, cleaning, restoration and protection |
| US20120165500A1 (en) | 2009-08-27 | 2012-06-28 | Newlight Technologies, Llc | Process for the production of polyhydroxyalkanoates |
| WO2012024340A2 (en) * | 2010-08-16 | 2012-02-23 | The Johns Hopkins University | Method for extraction and purification of oils from microalgal biomass using high-pressure co2 as a solute |
| CN103649322A (zh) * | 2011-07-22 | 2014-03-19 | 东丽株式会社 | 有机酸的制造方法 |
| WO2013016558A1 (en) * | 2011-07-26 | 2013-01-31 | Micromidas Inc. | Methods of extracting and purifying polyhydroxyalkanoates from pha-containing bacterial cells |
| US12060597B2 (en) | 2011-12-02 | 2024-08-13 | Newlight Technologies, Inc. | Polyhydroxyalkanoate production methods and systems for same |
| US9085784B1 (en) | 2012-03-29 | 2015-07-21 | Newlight Technologies, Llc | Polyhydroxyalkanoate production methods and materials and microorganisms used in same |
| US20200347417A1 (en) | 2012-03-29 | 2020-11-05 | Newlight Technologies, Inc | Polyhydroxyalkanoate production methods and materials and microorganisms used in same |
| ES2448823B1 (es) | 2012-08-14 | 2014-10-13 | Neol Biosolutions, S.A. | Producción de bioplásticos |
| KR20230051188A (ko) * | 2020-07-13 | 2023-04-17 | 뉴라이트 테크놀로지즈, 인크. | 폴리히드록시알카노에이트 생성 세포의 산화적 용해 및 컨디셔닝을 위한 용액 및 방법 |
| CN114409886A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-04-29 | 珠海麦得发生物科技股份有限公司 | 一种聚羟基脂肪酸脂的提纯方法 |
| KR102810479B1 (ko) * | 2022-08-04 | 2025-05-21 | 씨제이제일제당(주) | 색가 모니터링을 통한 정제 공정 제어 방법 및 시스템, 및 폴리하이드록시알카노에이트 수지의 제조 방법 |
| CN115894981B (zh) * | 2023-01-09 | 2023-07-18 | 北京微构工场生物技术有限公司 | 一种聚羟基脂肪酸酯的改性方法 |
Family Cites Families (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE276304C (es) * | ||||
| US4317044A (en) | 1978-03-13 | 1982-02-23 | Robert Dougan Construction Co. | Ozone production apparatus |
| FR2446859A1 (fr) | 1979-01-22 | 1980-08-14 | Solvay | Procede de separation de poly-b-hydroxybutyrates d'une biomasse |
| US4331603A (en) | 1979-05-25 | 1982-05-25 | Emery Industries, Inc. | Process for improving the fragrance properties of macrocyclic compounds obtained by thermal depolymerization |
| US4329212A (en) | 1980-10-27 | 1982-05-11 | Westvaco Corporation | Method for making ozone |
| US4517084A (en) | 1982-11-05 | 1985-05-14 | Pincon Andrew J | Activated air and ion exchange treatment of water |
| EP0145233B2 (en) | 1983-11-23 | 1991-11-06 | Imperial Chemical Industries Plc | Separation processfor a 3-hydroxybutyrate polymer |
| FR2567149B1 (fr) | 1984-07-06 | 1986-12-05 | Solvay | Procede pour l'extraction de poly-beta-hydroxybutyrates au moyen d'un solvant a partir d'une suspension aqueuse de micro-organismes |
| FR2605107A1 (fr) * | 1986-10-14 | 1988-04-15 | Agronomique Inst Nat Rech | Procede de purification et de separation de cellules ou de molecules homogenes a partir d'une suspension de cellules ou de molecules heterogenes, polymere modifie apte a realiser ladite separation et procede de production dudit polymere modifie |
| US5245023A (en) | 1987-06-29 | 1993-09-14 | Massachusetts Institute Of Technology | Method for producing novel polyester biopolymers |
| AT390068B (de) * | 1988-07-07 | 1990-03-12 | Danubia Petrochemie | Extraktionsmittel fuer poly-d(-)-3-hydroxybuttersaeure |
| CA1334430C (en) | 1989-04-06 | 1995-02-14 | Claude Chavarie | Separation of poly-.beta.-hydroxyalkanoic acids from microbial biomass |
| ATE172497T1 (de) | 1989-07-10 | 1998-11-15 | Massachusetts Inst Technology | Verfahren zur herstellung von polyester- biopolymeren |
| AT395319B (de) | 1990-10-05 | 1992-11-25 | Danubia Petrochem Polymere | Verfahren zur gewinnung eines polyhydroxyalkanoates aus dem zellmaterial eines mikroorganismus und polyhydroxyalkanoatflocken |
| GB9108756D0 (en) | 1991-04-24 | 1991-06-12 | Ici Plc | Production of polyalkanoate in plants |
| GB9115245D0 (en) | 1991-07-16 | 1991-08-28 | Ici Plc | Production of polyalkanoate |
| US5610041A (en) | 1991-07-19 | 1997-03-11 | Board Of Trustees Operating Michigan State University | Processes for producing polyhydroxybutyrate and related polyhydroxyalkanoates in the plastids of higher plants |
| BR9206297A (pt) | 1991-07-19 | 1995-10-17 | Univ Michigan State | Plantas transgênicas produzindo poli-hidroxialcanoatos |
| US5422257A (en) | 1991-11-29 | 1995-06-06 | Firmenich Sa | Method for obtaining poly-β-hydroxyoctanoic acid via solvent extraction |
| JPH06153916A (ja) * | 1992-04-24 | 1994-06-03 | Nippon Kayaku Co Ltd | 新規バチルス属細菌及びこれを用いるポリ(3−ヒドロキシ酪酸)誘導体の発酵生産方法 |
| DE4215861C2 (de) * | 1992-05-14 | 1998-01-22 | Buna Sow Leuna Olefinverb Gmbh | Verfahren zur Gewinnung von farbstofffreien Polyhydroxyalkanoaten |
| DE4215864C2 (de) * | 1992-05-14 | 1998-01-15 | Buna Sow Leuna Olefinverb Gmbh | Verfahren zur Gewinnung von farbstofffreien Polyhydroxyalkanoaten |
| JPH0638775A (ja) * | 1992-05-25 | 1994-02-15 | Nippon Kayaku Co Ltd | 発酵法によるポリ(3−ヒドロキシ酪酸)及びその誘導体の製造方法 |
| GB9215736D0 (en) | 1992-07-24 | 1992-09-09 | Ici Plc | Polymer compositions and processes |
| AU5676394A (en) | 1992-11-20 | 1994-06-22 | Agracetus, Inc. | Transgenic cotton plants producing heterologous bioplastic |
| JP2749495B2 (ja) * | 1993-03-15 | 1998-05-13 | 長廣 仁蔵 | 高濃度オゾン水製造方法及び高濃度オゾン水製造装置 |
| GB9307674D0 (en) | 1993-04-14 | 1993-06-02 | Zeneca Ltd | Production of plastics materials from microorganisms |
| JP3241505B2 (ja) | 1993-08-11 | 2001-12-25 | 高砂香料工業株式会社 | 生分解性光学活性コポリマー及びその製造方法 |
| JPH0779788A (ja) * | 1993-09-16 | 1995-03-28 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | ポリ−3−ヒドロキシ酪酸の抽出法 |
| JPH07177894A (ja) * | 1993-12-22 | 1995-07-18 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | ポリ−3−ヒドロキシ酪酸の分離精製方法 |
| NL9401037A (nl) * | 1994-06-23 | 1996-02-01 | Soonn Stichting Onderzoek En O | Werkwijze voor het bereiden van een biologisch afbreekbare polyhydroxyalkanoaat coating met behulp van een waterige dispersie van polyhydroxyalkanoaat. |
| GB9416690D0 (en) | 1994-08-18 | 1994-10-12 | Zeneca Ltd | Process for the recovery of polyhydroxyalkanoic acid |
| GB9424175D0 (en) | 1994-11-30 | 1995-01-18 | Cookson Group Plc | Process of metallizing phosphor screens |
| EP0753539B1 (en) * | 1995-07-13 | 2001-10-10 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Aliphatic polyester polymer blends based on poly(lactic acid), methods for manufacturing the same, and methods for molding the same |
| DE19530132C2 (de) | 1995-08-16 | 1998-07-16 | Max Planck Gesellschaft | Verfahren zur Reinigung, Stabilisierung oder Isolierung von Nukleinsäuren aus biologischen Materialien |
| RU2196177C2 (ru) | 1995-08-21 | 2003-01-10 | Дзе Проктер Энд Гэмбл Компани | Экстракция растворителем полигидроксиалканоатов (рна) из биомассы, облегченная применением маргинального нерастворителя для рна |
| US6083729A (en) * | 1995-10-26 | 2000-07-04 | Metabolix, Inc. | Methods for isolating polyhydroxyalkanoates from plants |
| GB2309875B (en) * | 1996-02-02 | 2000-12-20 | Ozone Ind Ltd | An ozone generator |
| US5821299A (en) | 1996-02-16 | 1998-10-13 | The Proctor & Gamble Company | Solvent extraction of polyhydroxy-alkanoates from biomass facilitated by the use of marginal nonsolvent |
| US5855856A (en) | 1996-03-19 | 1999-01-05 | Ozone Sterilization Products, Inc. | Ozone generator and method for ozone generation |
-
1999
- 1999-04-08 ES ES99916498T patent/ES2339725T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-08 AU AU34808/99A patent/AU757682B2/en not_active Ceased
- 1999-04-08 AT AT99916498T patent/ATE458822T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-04-08 MX MXPA00009754A patent/MXPA00009754A/es active IP Right Grant
- 1999-04-08 US US09/288,832 patent/US6368836B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-08 CA CA002327086A patent/CA2327086A1/en not_active Abandoned
- 1999-04-08 EP EP99916498A patent/EP1070135B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-08 WO PCT/US1999/007689 patent/WO1999051760A1/en not_active Ceased
- 1999-04-08 DE DE69942060T patent/DE69942060D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-08 JP JP2000542471A patent/JP2002510747A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002510747A (ja) | 2002-04-09 |
| AU757682B2 (en) | 2003-02-27 |
| US6368836B2 (en) | 2002-04-09 |
| MXPA00009754A (es) | 2002-05-08 |
| DE69942060D1 (de) | 2010-04-08 |
| WO1999051760A1 (en) | 1999-10-14 |
| AU3480899A (en) | 1999-10-25 |
| US20010006802A1 (en) | 2001-07-05 |
| ATE458822T1 (de) | 2010-03-15 |
| CA2327086A1 (en) | 1999-10-14 |
| EP1070135B1 (en) | 2010-02-24 |
| EP1070135A1 (en) | 2001-01-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2339725T3 (es) | Metodos para la separacion y purificacion de biopolimeros. | |
| ES2624527T3 (es) | Procedimiento para producir poli-3-hidroxialcanoato y aglomerado de poli-3-hidroxialcanoato | |
| US9045595B2 (en) | Process for recovering polyhydroxialkanoates (“PHAs”) from cellular biomass | |
| US6043063A (en) | Methods of PHA extraction and recovery using non-halogenated solvents | |
| JP2002510747A5 (es) | ||
| KR100526840B1 (ko) | 폴리하이드록시알카노에이트를 생산하는 방법 및 장치 | |
| De Koning et al. | A process for the recovery of poly (hydroxyalkanoates) from Pseudomonads Part 1: Solubilization | |
| JPH04264125A (ja) | 微生物の細胞材料からポリヒドロキシアルカノアートを得る方法、およびポリヒドロキシアルカノアートフロック | |
| JP2023535890A (ja) | ポリヒドロキシアルカノエート生成細胞の酸化的溶解および調整のための溶液および方法 | |
| CA2160564A1 (en) | Production of plastics materials from microorganisms | |
| ES2384630T3 (es) | Procedimiento para el aislamiento de polihidroxialcanoatos (PHA) de c�lulas bacterianas mediante extracci�n en disolvente | |
| JP2024531978A (ja) | バイオマスからphaを回収するための方法 | |
| US7070966B2 (en) | Method for obtaining polyhydroxyalkanoates (PHA) and the copolymers thereof | |
| Pospisilova et al. | Techniques for increasing the thermal stability of poly [(R)-3-hydroxybutyrate] recovered by digestion methods | |
| WO2001068890A2 (en) | Method of extracting polyhydroxyalkanoate from a solution | |
| RU2123048C1 (ru) | Способ получения не содержащей красителя полигидроксимасляной кислоты | |
| KR19980081941A (ko) | 누에고치 등을 이용한 기능성 실크아미노산, 펩티드 소재의 제조방법 중 효소 분해법에 의한 제조방법 | |
| JP4007580B2 (ja) | ポリヒドロキシアルカノエートの製造方法及び装置 | |
| KR100198830B1 (ko) | 생분해성 수지 미세분말과 그 제조방법 | |
| MXPA06006073A (es) | Procedimiento para recuperar polihidroxialcanoatos a partir de biomasa celular |