酪酸発酵ブロス抽出-エステル化カップリングによる酪酸エチルの合成
酪酸エチルは、パイナップルの香りがする無色透明の液体で、フレーバー、食品、化学、医療、エネルギー業界で広く使用されています。近年、国際的な石油価格の急激な変動、伝統的な化学産業による深刻な環境汚染、および石油資源の再生不可能な性質により、バイオ燃料、特に微生物発酵は、エタノールの生産において広く注目されています。ブタノール。エタノールの他に、エステルはまた、効果的なガソリン混合添加剤であり、代用であると予想されるD化石燃料の...エチルアセテート、エチルプロピオネート、酪酸エチルは、予混合圧縮着火（予混合圧縮着火、HCCI）エンジンに適した燃料です。酪酸は、生物学的ブタノールと同様のエネルギー値と性能を持ち、生物学的エタノールよりも優れています。基本的に水に不溶性であり、エタノールよりも蒸気加熱が低く、引火点が高いという利点があります。
酪酸は、安価な基質の微生物発酵により生成された酪酸とアルコールのエステル化によって得られ、生物学的ブタノールよりも生成が容易です。したがって、酪酸は新しいタイプのバイオエネルギーになると期待されています。現在、安価な基質（セルロースまたはヘミセルロースバイオマス）を用いた発酵により酪酸とエタノールを製造するための多くの研究が行われています。単純なワンステップ、低エネルギー、低コストの方法は、エステル化するために確立することができるY 、天然のための現在の市場の需要を満たすためのsynthesizeエチル酪酸にリパーゼ-天然触媒の作用下で発酵によって生成される天然酪酸及びエタノール調味料と液体バイオ燃料。
現在、酪酸エチルの工業生産は主に化学合成によるものですが、酪酸エチルの酵素的合成は未成熟です。エステルの製造には特許取得済みの方法が提案されています-発酵によって生成された有機酸は抽出溶媒に抽出され、触媒の作用下でアルコールと直接エステルに変換され、発酵、抽出、とエステル化は一緒に結合されます。最後に、有機エステルは蒸留塔での蒸発によって抽出剤から分離されるため、抽出溶媒は再生され、抽出プロセスにリサイクルされます。未反応のアルコールもこのプロセスで収集できます。この特許は、リパーゼ合成有機エステルを使用した大規模な製造プロセスを提供し、酵素合成エステルをより工業的な価値にしますが、酪酸エチルを製造するためにこの方法を使用することを報告した文献はありません。 その中で、酪酸の収量は301.0g / Lでした。酪酸発酵-抽出カップリングの研究では、中空糸膜を抽出に使用しました。FBB（ファイバーベッドバイオリアクター）固定化発酵カップリングによる酪酸、抽出剤Alamine336（10 V / V）の生産。オイルアルコールは、懸濁液中の遊離細胞に対して毒性があり、FBB固定化細胞に対しては無毒です。1つのエステル化カップリングを抽出するための鍵は、抽出剤として適切な有機溶媒を使用し、エステル化反応の反応溶媒として機能することです。エステル化反応は抽出段階で直接行われ、抽出のカップリングを実現します。
酪酸発酵ブロスの抽出と、抽出段階でのエタノールによる酪酸の直接リパーゼ触媒エステル化に関する研究が行われています。
酪酸発酵ブロスの抽出を実現しました。エステル化カップルが結合して酪酸エチルを形成します。研究は、抽出剤TOAを示しています。シクロヘキサンは発酵ブロスから酪酸を効果的に抽出することができ、酵素的エステル化によって酪酸エチルを合成するために使用することができます。TOA濃度が増加し、分配係数と酪酸の抽出収率も増加しました。酪酸エチルのエステル化収率が減少しました。抽出時には0.4モル/ Lの適切なTOA濃度、中酪酸にTOAのモル濃度比発酵ブロスは2：3でした。エステル化に影響を与える重要な要因を最適化するための最適条件は、反応温度が40、酵素添加L、8、アルキドのモル比が2：1、40 g添加、モレキュラーシーブL.上記の最適化条件を使用して、Novozym435触媒抽出段階での酪酸エチルの合成は5時間バランスが取れていました。さらに、96時間の反応は逆反応の方向に実行されていません-加水分解反応。Novozym435はシステム内で6回繰り返されました。エステル化率は大幅に低下せず、85.40％から87.83％の間に維持されました。抽出による100mLの発酵酪酸、酪酸エチルは0.65 mol / mでしたol。したがって、酪酸エチルを形成するために１つのエステルカップリングを有する酪酸発酵ブロスから酪酸エチルを抽出するプロセスは、工業的応用価値を有する。
