上循环奶酪乳清通过发酵和生物催化剂透到完全生物基表面活性剂中

科学领域:

• 生物技术和工业微生物学
• 绿色化学和可持续材料

背景情况:

• 乳清透酸 (WP) 是乳制品行业的主要副产品,对废物管理构成重大挑战.
• 提升WP的价值对于可持续的工业实践和资源效率至关重要.
• 对于来自可再生资源的完全生物基表面活性剂的需求日益增长.

研究的目的:

• 开发一种可持续的工艺,从乳清透中生产出完全基于生物的非离子表面活性剂.
• 通过结合发酵和生物催化合成糖脂肪酸 (SFAE).
• 评估合成的生物基表面活性剂的界面特性和性能.

主要方法:

• 使用固定β-galactosidase对乳清透物进行转甘油化,以产生表面活性剂的极点头 (1-butyl β-D-galactopyranoside).
• 乳清透的发酵由Cutaneotrichosporon oleaginosus进行,以产生单细胞油 (SCO).
• 酸催化SCO转化为乙烯 (表面活性剂的无极尾部) 的衍生,随后通过脂酶催化转化,与极头产生SFAE.

主要成果:

• 成功生产了1-丁-β-D-galactopyranoside (40%的产量) 和微生物脂质 (45%的干细胞重量).
• 合成的SFAE (n-基6-O-基-β-D-galactopyranosides) 的产量为40%来自生物基建材.
• 含有棕酸和油酸残留物的SFAE混合物表现出有希望的界面活性,将界面张力降低到6.3 mN m-1.1.

结论:

• 乳酪透物可以通过联合发酵和生物催化方法有效地被循环转化为有价值的生物基表面活性剂.
• 合成的糖脂肪酸 Ester 显示出作为传统表面活性剂的可持续替代品的潜力.
• 对脂肪尾组成的进一步研究可以优化这些新型生物基表面活性剂的界面性能.