Новые подходы к нанофильтрации в органических растворителях для последующей переработки микробных биосурфактантов

Гликолипидные биосурфактанты представляют собой наиболее значимую группу микробных биосурфактантов, включающую рамнолипиды, софоролипиды и маннозилэритритол-липиды (MEL). Обычно для достижения высоких титров (~200 г/л) используют большие количества гидрофобных субстратов (например, растительных масел), что приводит к получению неочищенного продукта с низкой чистотой, ограниченной 50–60%, и загрязнённого непрореагировавшими триацилглицеролами, остаточными свободными жирными кислотами и моноацилглицеролами. Описанные методы удаления этих загрязнителей используют смеси органических растворителей, что ухудшает возможность их рециклирования и увеличивает конечные затраты на процесс. В настоящем исследовании впервые представлен инновационный метод последующей переработки MEL, при котором на первой стадии из неочищенной смеси MEL отделяется 90% триацилглицеролов, а другие производные липидов (свободные жирные кислоты, моноацилглицеролы и диацилглицеролы) удаляются методом нанофильтрации в органических растворителях (OSN). Для очистки неочищенных MEL методом диафильтрации были исследованы три коммерчески доступные мембраны (GMT-oNF-2, PuraMEm-600 и DuramMem-500), а также несколько мембран собственного изготовления, сформированных из растворов полибензимидазола (PBI) концентрацией 22, 24 или 26% (мас./об.). Конечная чистота MEL 87–90% была достигнута при фильтрации двух диаобъёмов растворов метанола или этилацетата через мембрану с содержанием PBI 26%; потери MEL составили соответственно 14,7 ± 6,1% и 15,3 ± 2,2%. Более высокую чистоту биосурфактантов можно получить при использовании мембраны с содержанием PBI 26% и большего числа диаобъёмов (DV), однако это сопровождается повышенными потерями продукта. В частности, при использовании метанола 6 DV приводили к потерям 32% для MEL и 18% для софоролипидов. Для получения MEL реактивной степени чистоты с чистотой не менее 97% был применён двухступенчатый последовательный каскадный процесс фильтрации с использованием коммерческой мембраны GMT-oNF. В результате были получены MEL с чистотой 98% при потерях MEL 11,6%. Наконец, успешно была исследована обесцвечивающая обработка, важная для некоторых применений, с использованием активированного угля. В целом, в данном исследовании представлено уникальное решение...