DE4215864C2 - Verfahren zur Gewinnung von farbstofffreien Polyhydroxyalkanoaten - Google Patents

Verfahren zur Gewinnung von farbstofffreien Polyhydroxyalkanoaten

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von farbstofffreien Polyhydroxyalkanoaten (PHA), welche als Speicherstoff bei der Kultivierung von Bakterienbiomassen unter definierten Bedingungen in deren Zellen synthetisiert werden.
Unter definierten Fermentationsbedingungen synthetisieren verschiedene Mikroorganismenstämme polymere β-Hydroxyalkansäuren, zum Beispiel Polyhydroxybuttersäure (PHB) oder Copolymere, Polyhydroxybuttersäure/Polyhydroxyvaleriansäure sowie auch andere Polyhydroxycarbonsäuren. Daneben entstehen in den Zellen auch immer Lipide und Farbstoffe, welche bei einer weiteren Verarbeitung der gewonnenen PHA als Verunreinigung störend wirken. Es sind Verfahren bekannt, bei denen Lipide und Farbstoffe durch niedere Alkohole oder Aceton (EP 15 123, EP 58 430, EP 124 309) entfernt werden. Bei einigen carotinoiden Farbstoffen führen diese Lösungsverfahren nicht zur gewünschten Farbreinheit, d. h. zu einem weißen Polymeren.
Eine andere Möglichkeit wird durch das Umfällen des Polymeren mit einem PHA-Löser (DD 2 76 304) erreicht. Dabei ist einerseits mit einem Kettenlängenabbau zu rechnen und andererseits wird durch die Anzahl und/oder Verschiedenheit der verwendeten Lösungs- und Fällmittel eine Aufarbeitung der PHA erschwert. Es ist auch ein höherer Restgehalt an Lösungs- oder Fällmitteln in den PHA zu verzeichnen.
So wird in DD 2 29 428 Essigsäureanhydrid bei 100 bis 140°C als Extraktionsmittel für die Gewinnung von Polyhydroxybuttersäure aus der Biomasse genannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Prozeß der Kultivierung der Mikroorganismen und der Akkumulation von PHA in den Zellen gebildeten Farbstoffe aus den PHA zu entfernen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe unter Anwendung der Verfahrensschritte Trocknung der feuchten Bakterienbiomasse, Extraktion der PHA mit einem Extraktionsmittel und Ausfällen der im Extraktionsmittel gelösten PHA dadurch gelöst, daß die getrocknete Bakterienbiomasse vor der Extraktion einer zusätzlichen Temperaturbehandlung unterzogen wird. Dazu wird die getrocknete Bakterienbiomasse zwischen 10 Minuten und 120 Minuten einer Temperatur ausgesetzt, welche im Bereich zwischen 80 Grad Celsius und der Temperatur der unteren Grenze des Schmelzbereiches der PHA liegt. Während dieser Temperatur­ einwirkung wird der in der Bakterienbiomasse enthaltene Farbstoff in eine solche Form überführt, welche keinen störenden Einfluß auf die weitere Verarbeitung des Polymeren mehr ausübt.
Bei der anschließend in bekannter Weise durchgeführten Extraktion mittels Essigsäureanhydrid und Ausfällen der PHA entsteht ein im Gegensatz zu bekannten Verfahrensweisen weißes Produkt.
Neben der Einschränkung der Lösungsmittelmengen und -vielfalt wird durch die Temperaturbehandlung der Bakterienbiomasse anstelle einer Vorextraktionsstufe ein optisch reines Produkt mit höheren Kettenlängen erreicht. Das erfolgt im besonderen durch eine Vermeidung von Umfällungen.
Die Erfindung wird an folgenden Beispielen näher erläutert:
1. Vergleichsbeispiel
Sprühgetrocknete Bakterienbiomasse (Helligkeit L nach HUNTER Lab = 64,5) wird in einem Verhältnis von 1:10 bei Siedetemperatur des Extraktionsmittels Essigsäureanhydrid extrahiert und wie bekannt behandelt. Die gewonnene PHB wurde mit L = 86,1 vermessen.
2. Erfindungsgemäße Beispiele
Die Bakterienbiomasse wurde vor der Extraktion im Trockenschrank behandelt. Die untere Grenze des Schmelzbereiches der PHB betrug 160°C. Die unter gleichen Bedingungen extraktiv gewonnene PHB wurde vermessen:

Claims (1)

  1. Verfahren zur Gewinnung von farbstofffreien Polyhydroxy­ alkanoaten aus Bakterienbiomasse mit den Verfahrensstufen Trocknung der feuchten Biomasse, Extraktion der getrockneten Biomasse und Ausfällen der Polyhydroxyalkanoate, gekennzeichnet dadurch, daß die getrocknete Bakterienbiomasse in einem Zeitraum von 10 bis 120 Minuten einer Temperatur zwischen 80 Grad Celsius und der unteren Grenze des Schmelzbereiches der Polyhydroxyalkanoate ausgesetzt und anschließend in bekannter Weise einer Extraktion unterworfen wird, wobei das Extraktionsmittel aus Essigsäure­ anhydrid besteht.
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