Nanofiltration pour le traitement en aval des biosurfactants microbiens

Publié : 8 juin 2023 | Catherine Eckford (Revue pharmaceutique européenne) | aucun commentaire pour l'instant

Un article a rapporté qu'une méthode innovante en aval utilisant la nanofiltration pour la production de biosurfactants microbiens offre une pureté supérieure.

Une étude a rapporté pour la première fois, une méthode innovante en aval pour les lipides de mannosylerythritol (MEL), ont été séparés du mélange MEL brut dans une première étape avec les autres dérivés lipidiques (acides gras libres, mono- et diacylglycérols) éliminés par nanofiltration de solvant organique (OSN). Basée sur l'OSN, la nouvelle approche de purification du biosurfactant microbien glycolipidique n'utilise qu'un seul solvant et atteint une pureté de 98 %. Les pertes de produit se sont révélées être d'environ 11,6 % et la possibilité de recyclage des solvants.

Selon certains auteurs, les stratégies de transformation en aval inefficaces et coûteuses sont le principal moteur des coûts de fabrication/production des bioproduits émergents, note le document. Pour les rhamnolipides (MR) en particulier, les auteurs ont mis en évidence une étude qui affirmait que jusqu'à 80 % du coût de production total était alloué au traitement en aval.

Les méthodes rapportant l'élimination des contaminants triacylglycérol et acides gras libres résiduels et monoacylglycérides utilisent un mélange de solvants organiques, permettant le recyclage des solvants.

Par rapport aux surfactants synthétiques, les biosurfactants microbiens (mBs) présentent une biodégradabilité plus élevée, sont moins toxiques et peuvent être produits à partir de ressources renouvelables. Les biosurfactants glycolipidiques constituent le groupe le plus important de mB en raison de leur puissance, de leur polyvalence et de leur productivité élevée.

Cependant, le prix des mB les moins chers est dix fois supérieur à celui des tensioactifs chimiques. Cela indique que les fermentations évolutives et les processus en aval sont sous-optimisés.

La première étape de la méthode en aval combinait l'élimination sélective des TAG des glycolipides. La deuxième étape a utilisé l'OSN pour la séparation moléculaire du glycolipide des impuretés lipidiques plus petites.

Dans l'étude, trois membranes disponibles dans le commerce (GMT-oNF-2, PuraMEm-600 et DuramMem-500) et plusieurs membranes maison ont été coulées à partir de solutions de polybenzimidazole (PBI) à 22, 24 ou 26 % (p/v). Celles-ci ont été évaluées pour la purification des MEL brutes par diafiltration.

L'article a mis en avant une étude de cas qui a notamment démontré qu'avec la membrane GMT-oNF-2, il est possible de récupérer 67,8 % des MEL perdues lors de la première filtration. Une pureté globale des MEL de 98 % avec des pertes de 11,6 % a été obtenue. C'est l'une des meilleures valeurs rapportées dans la littérature pour les biosurfactants microbiens en aval, ont déclaré les auteurs. Il est important de noter que cette voie en aval n'utilise qu'un seul solvant et peut donc être recyclée par simple distillation.

Une pureté finale de 87 à 90 % dans les MEL a été obtenue. Cela a été fait en filtrant deux volumes dia de solutions de méthanol ou d'acétate d'éthyle à travers une membrane PBI à 26 pour cent. Cela a entraîné des pertes de MEL de 14,7 ± 6,1 % et 15,3 ± 2,2 %, respectivement. Des puretés de biosurfactant plus élevées peuvent être archivées à l'aide de la membrane PBI à 26% à un DV plus élevé, mais au prix de pertes de produit plus élevées, ont noté les auteurs.

Pour obtenir des MEL de qualité réactif avec des puretés égales ou supérieures à 97 %, une approche de filtration en cascade à deux séquences a été mise en œuvre à l'aide de la membrane commerciale, GMT-oNF.

Dans l'ensemble, Nascimento et al. ont conclu que le procédé en aval proposé pour les biosurfactants glycolipidiques était conçu pour réduire les flux de déchets de solvants et éviter ou atténuer les déplacements de solvants et pourrait potentiellement réduire les coûts.

L'article a été publié dans Membranes.

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