Nanofiltrazione per il trattamento a valle del biosurfattante microbico

Inserito: 8 giugno 2023 | Catherine Eckford (Revisione farmaceutica europea) | Ancora nessun commento

Un articolo ha riportato che un metodo downstream innovativo che utilizza la nanofiltrazione per la produzione di biotensioattivo microbico offre una purezza superiore.

Uno studio ha riportato per la prima volta un metodo downstream innovativo per i lipidi del mannosileritritolo (MEL), separati dalla miscela MEL grezza in una prima fase con gli altri derivati ​​lipidici (acidi grassi liberi, mono- e diacilgliceroli) rimossi mediante solvente organico nanofiltrazione (OSN). Basato sull'OSN, il nuovo approccio per la purificazione del biotensioattivo microbico glicolipidico utilizza un solo solvente e raggiunge una purezza del 98%. Le perdite di prodotto si sono attestate intorno all'11,6% e la possibilità di riciclaggio dei solventi.

Strategie di trasformazione a valle inefficienti e costose sono, secondo alcuni autori, il principale motore dei costi di produzione/produzione dei bioprodotti emergenti, osserva il documento. Per quanto riguarda specificamente i ramnolipidi (RM), gli autori hanno evidenziato una revisione in cui si affermava che fino all'80% del costo di produzione totale è destinato alla lavorazione a valle.

I metodi che prevedono la rimozione dei contaminanti triacilglicerolo, acidi grassi liberi residui e monoacilgliceridi utilizzano una miscela di solventi organici, consentendo il riciclaggio dei solventi.

Rispetto ai tensioattivi sintetici, i biotensioattivi microbici (mB) mostrano una maggiore biodegradabilità, sono meno tossici e possono essere prodotti da risorse rinnovabili. I biotensioattivi glicolipidi rappresentano il gruppo più importante di mB grazie alla loro potenza, versatilità ed elevata produttività.

Tuttavia, il prezzo dei mB più economici è dieci volte superiore a quello dei tensioattivi chimici. Ciò indica che le fermentazioni scalabili e i processi a valle non sono ottimizzati.

La prima fase del metodo a valle combinava la rimozione selettiva dei TAG dai glicolipidi. La seconda fase utilizzava l'OSN per la separazione molecolare del glicolipide dalle impurità lipidiche più piccole.

Nello studio tre membrane disponibili in commercio (GMT-oNF-2, PuraMEm-600 e DuramMem-500) e diverse membrane fatte in casa sono state realizzate con soluzioni di polibenzimidazolo (PBI) al 22, 24 o 26% (p/v). Questi sono stati valutati per la purificazione dei MEL grezzi mediante diafiltrazione.

L'articolo evidenzia un caso di studio che ha dimostrato in particolare che con la membrana GMT-oNF-2 è possibile recuperare il 67,8% dei MEL persi nella prima filtrazione. È stata ottenuta una purezza complessiva dei MEL del 98% con perdite dell'11,6%. Questo è uno dei migliori valori riportati in letteratura per il downstream dei biosurfattanti microbici, hanno affermato gli autori. È importante sottolineare che questo percorso a valle utilizza un solo solvente, quindi può essere riciclato mediante semplice distillazione.

È stata ottenuta una purezza finale dell'87–90% nei MEL. Ciò è stato fatto filtrando due divolumi di soluzioni di metanolo o acetato di etile attraverso una membrana PBI al 26%. Ciò ha comportato perdite di MEL rispettivamente del 14,7 ± 6,1% e del 15,3 ± 2,2%. Purezze più elevate del biosurfattante possono essere archiviate utilizzando la membrana PBI al 26% con un DV più elevato, ma al costo di maggiori perdite di prodotto, hanno osservato gli autori.

Per ottenere MEL di grado reagente con purezza pari o superiore al 97%, è stato implementato un approccio di filtrazione a cascata a due sequenze utilizzando la membrana commerciale GMT-oNF.

Nel complesso, Nascimento et al. hanno concluso che il processo a valle proposto per i biotensioattivi glicolipidici è stato adattato per ridurre i flussi di rifiuti di solventi ed evitare o mitigare gli spostamenti di solventi e potrebbe potenzialmente ridurre i costi.

L'articolo è stato pubblicato su Membrane.

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