表面响应曲面法优化微生物中聚β-羟基丁酸酯提取条件的研究.pdfVIP

第35 卷 分析化学 （FENXI HUAXUE ） 研究简报 第3 期 2007 年3 月 Chinese JournaI of AnaIyticaI Chemistry 4 19 ~ 422 表面响应曲面法优化微生物中 聚 !羟基丁酸酯提取条件的研究 ! 1 1 1 2 1 李小玲 张海洋 张 皓 蒋小龙 陈红＊ 1 （浙江大学环境工程研究所，杭州310027 ） 2 （宁波市鄞州区环境保护局，宁波315100 ） 摘 要 利用表面响应曲面法（RSM ）优化次氯酸钠/ 氯仿混合溶液提取微生物体内聚 -羟基丁酸酯（PHB ） ! 的过程，选取了次氯酸钠的百分含量、反应时间、反应温度以及混合液中次氯酸钠与氯仿不同比例为因子，以 PHB/ MLSS 为响应因子。实验结果表明：提取的最佳条件是 NaCIO 为 13% 、反应温度为45C 、反应时间为 2 . 8 h ，NaCIOI CHCI （! !）为1. 3 。利用最佳操作条件，提取出来的产量可以提高25% 。 3 关键词 响应曲面法，聚 -羟基丁酸酯，提取 ! # 引# 言 聚 -羟基脂肪酸酯（PHA ）是由微生物产生的一大类生物可降解性材料。其中聚 -羟基丁酸酯 ! ! （PHB ）是PHA 家族中最基本的形式，其物理性质与石油产物合成的聚丙烯相似，是一类极有希望成为 ［1，2 ］ 塑料的代替用品 。但是PHB 是菌体的胞内产物，需要大量有机溶剂破壁才能提取，因此PHB 工业 化生产中遇到的最大的问题就是提取成本过高。 ［2 ］ ［3 ］ 现在常用的提取方法是有机溶剂萃取法，主要使用的溶剂有氯仿 、1，2-二氯乙烷 等。但这些有 机溶剂易燃有毒，易对周围的环境造成危害。因此有人提出使用次氯酸钠溶液来替代这些有机溶 剂［2 ，4 ，5 ］。虽然次氯酸钠可以方便、有效、快速地破除细胞壁，但次氯酸钠对聚合物具有强烈的降解作 用［2 ，4 ］，降低了PHB 的实际应用效果。但是如果将次氯酸钠和有机溶剂混合使用，一方面可以利用次氯 酸钠快速地将菌体破壁，使PHB 尽快地从胞内释放出来；另一方面，释放出来的PHB 能迅速地溶解到 有机溶剂中，防止PHB 被进一步的降解。虽然次氯酸钠和有机溶剂的混合可以有效地提高PHB 的分 离效果，但是分离过程中受很多因素制约。如次氯酸钠溶液的浓度、反应时间、次氯酸钠溶液与有机溶 ［2 ，4 ］ 剂的比例以及反应温度。Kwang 等 研究了不同温度、不同浓度的次氯酸钠以及混合液中次氯酸钠与 ［6 ］ 氯仿的不同比例对提取的PHB 的物理性能