專利名稱：聚羥基鏈烷酸酯的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及聚羥基鏈烷酸酯的制造方法。
背景技術：
聚羥基鏈烷酸酯(以下簡稱為PHA)是在很多種微生物種類的菌體內(nèi)，作為能量儲存物質而合成并積蓄的生物降解性熱塑性聚酯。由微生物將天然的有機酸或油脂作為碳源而生產(chǎn)的PHA，由于可以被土中或水中的微生物完全地生物降解，因此能夠納入自然界的碳循環(huán)過程。因此PHA被稱為對生態(tài)系統(tǒng)幾乎沒有不良影響的環(huán)境友好型塑料材料。近年，從環(huán)境污染、廢棄物處理、石油資源的觀點來看，合成塑料已到了成為嚴重社會問題的程度，PHA作為對環(huán)境無污染的綠色塑料備受關注，并熱切地期望其實用化。
作為生產(chǎn)PHA的生物質(biomass)，有使用天生就能生產(chǎn)PHA的微生物、或將PHA合成酶基因在微生物或植物中重組的轉化體的情況。無論哪種情況，由于PHA都積蓄在這些生物質中，因此，PHA的制造是回收含有PHA的生物質，并從該生物質中分離純化而進行的。
關于從生物質中分離純化PHA，作為最簡便的方法，已知有使用溶解PHA的溶劑進行提取，然后使用不良溶劑進行結晶析出，再回收結晶的方法。例如，公開了將積蓄了PHA的生物質干燥后，通過使用氯仿或二氯甲烷等鹵類有機溶劑提取PHA，再將提取液與甲醇或己烷等不良溶劑混合，使PHA析出并進行回收的方法(專利文獻1、專利文獻2)。可是，由于這些鹵類有機溶劑涉及到環(huán)境規(guī)定，因此，使用限制嚴格，在工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)中基本上不能使用。因此，研究了完全不使用鹵類有機溶劑的用非鹵類有機溶劑的提取。
可是，PHA由于在非鹵溶劑中溶解度極低(專利文獻3)，在工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)中需要非常大量的溶劑。因此，研究了通過在高溫下進行提取以提高溶解度來極力地降低溶劑量的方向(專利文獻3、專利文獻4、專利文獻5)。但是，在高溫下的熱提取，不管溶劑的種類如何，都存在提取時間和PHA的分子量大幅降低的傾向(專利文獻6)。
多數(shù)現(xiàn)有技術對提取時的分子量降低都沒有提及，推測這是由于例如在極短時間內(nèi)進行提取(專利文獻3、專利文獻4)、或者在提取時使用純化聚合物(專利文獻3)而使這些不成為問題。但是，本發(fā)明人等的經(jīng)驗是例如，在從作為生物質的菌體中進行提取時，在幾小時以上的提取時就會使PHA的分子量大幅降低，從而作為產(chǎn)品是不合格的。以工業(yè)的規(guī)模進行大量生產(chǎn)時，可以充分推測從提取開始經(jīng)過除去PHA以外的殘渣直到結晶析出，經(jīng)過數(shù)小時，聚合物暴露于高溫下，在此期間，聚合物不能進行加工，充分存在分子量降低的危險性。
在菌體中存在聚合物分解酶、細胞質膜、細胞壁成分、脂質、核酸以及蛋白質等多種雜質，可以認為在熱提取時因為這些雜質與溶劑的協(xié)同作用而產(chǎn)生聚合物的分子量降低。專利文獻7是用溶劑將脂溶性的雜質洗凈除去后再進行PHA的溶劑提取，通過該操作，有可能在某種程度上抑制分子量降低?？墒?，該方法在工業(yè)規(guī)模上操作復雜，需要另外的大量的溶劑，并且設備費變高等方面是不利的。
PHA由于溶解度低，因此希望盡可能在高濃度下的提取，但濃度越高，越是存在包括提取后除去殘渣的一系列操作困難并且需要花費時間的傾向，并且擔心分子量大幅降低。可是，在假定實際的一系列操作中還沒有抑制分子量降低的技術，因此，現(xiàn)狀是，被認為簡便的溶劑提取法實質上并未實用化。
專利文獻1特開昭59-205992號公報專利文獻2美國專利第4324907號說明書專利文獻3美國專利第6043063號說明書專利文獻4美國專利第5894062號說明書專利文獻5美國專利第6087471號說明書專利文獻6美國專利第4101533號說明書專利文獻7美國專利第5821299號說明書發(fā)明內(nèi)容發(fā)明要解決的課題因此，本發(fā)明的課題是，提供一種通過含有聚羥基鏈烷酸酯的生物質來制造聚羥基鏈烷酸酯的工業(yè)上優(yōu)選的方法，其中，在使用溶劑提取聚羥基鏈烷酸酯時，可抑制聚羥基鏈烷酸酯的分子量降低，并且加工性能良好。
解決課題的方法本發(fā)明人等為了解決上述課題進行深入研究的結果，意外地首次發(fā)現(xiàn)通過使生物質中的水分含量為5重量％以下，可以抑制溶劑提取時聚羥基鏈烷酸酯的分子量的大幅降低，從而完成本發(fā)明。由此，可以不用在聚羥基鏈烷酸酯的提取前通過溶劑洗凈來除去雜質而直接由生物質提取高分子量的聚羥基鏈烷酸酯。
即，本發(fā)明涉及聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，該方法通過含有聚羥基鏈烷酸酯的生物質來制造聚羥基鏈烷酸酯，其中，使用溶劑從水分含量為5重量％以下的含有聚羥基鏈烷酸酯的生物質中進行萃取、結晶析出、回收。
以下，詳細地說明本發(fā)明。
按照本發(fā)明，含有聚羥基鏈烷酸酯(PHA)的生物質中的水分含量為5重量％以下，從PHA的分子量降低效果更加良好這點看，優(yōu)選為3重量％以下，更加優(yōu)選為2重量％以下。優(yōu)選的下限為0重量％，更加優(yōu)選的下限為1重量％。
生物質中的水分含量的測定，從可以簡便且迅速地測定的觀點看，優(yōu)選使用例如株式會社Kett科學研究所制造或Sanko電子研究所制造的紅外線水分計，但并不限定于這些。在本發(fā)明中，使用株式會社Kett科學研究所制造的紅外線水分計按照下面的方法測定。即，在該測定器中準備1～2g試樣，在溫度130℃下干燥約15分鐘左右直到稱量值達到平衡。同一試樣測定3次，將其平均值作為水分含量。
為了使本發(fā)明中使用的生物質中的水分含量為5重量％以下，優(yōu)選采用以下方法，即，采用加熱干燥的方法；通過溶劑共存下的濃縮和/或共沸脫水從生物質中使水分含量降低的方法，但并不限定于這些方法。
作為可以使用于本發(fā)明的目的的用于加熱干燥的儀器，例如，可以優(yōu)選使用噴霧干燥機、真空恒溫干燥機、滾筒加熱器、高溫加熱爐、陶瓷加熱器、硅橡膠加熱器、高頻連續(xù)加熱裝置、遠紅外線加熱器、微波加熱裝置等，但只要是可以達到希望的水分含量，則可以不受這些的限制。當然，也可以組合這些儀器來得到期望的水分含量。在加熱干燥時，優(yōu)選將含有PHA的生物質暴露在40℃以上的熱環(huán)境中，更加優(yōu)選50℃以上。上述加熱干燥優(yōu)選在不引起由加熱產(chǎn)生的分子量降低的溫度/時間的范圍使用，溫度的優(yōu)選上限為100℃，更加優(yōu)選的上限為90℃。另外，上述加熱干燥優(yōu)選在減壓下進行。
通過溶劑共存下的濃縮和/或共沸脫水使生物質中的水分含量降低的場合，作為溶劑，例如，可以使用甲苯、丁醇、乙酸乙酯等。
另外，溶劑共存下的濃縮和/或共沸脫水既可以在40℃以上進行，也可以在不足40℃下進行。
在本發(fā)明中，在將生物質中的水分含量調整為5重量％以下的工序中，生物質為菌體的情況下，既可以使用培養(yǎng)液本身，也可以使用通過離心或膜分離等方法回收的濕菌體狀態(tài)的菌體。
在本發(fā)明中，由于通過將生物質中的水分含量調整為5重量％以下可以抑制在高溫下的溶劑提取時的PHA分子量的降低，因此，可以不用在提取前除去聚羥基鏈烷酸酯以外的雜質而在一個階段進行提取。
本發(fā)明的制造方法是通過向水分含量為5重量％以下的含有PHA的生物質中添加提取溶劑來提取聚羥基鏈烷酸酯。溶劑提取時的PHA的重量比沒有特別限制，但相對于PHA以及提取溶劑的總量，優(yōu)選1重量％～20重量％，更加優(yōu)選的下限為2重量％，更加優(yōu)選的上限為15重量％。從極力減少使用溶劑量這點和以高效率進行提取這點看，更加優(yōu)選的下限為3重量％，更加優(yōu)選的上限為10重量％。
用于提取PHA的溫度，優(yōu)選在比50℃高的溫度下進行，更加優(yōu)選在比55℃高的溫度下進行，進一步優(yōu)選在比60℃高的溫度下進行?？墒?，為了盡量避免PHA的分解，優(yōu)選在提取溫度實質上不超過100℃下進行3小時。另外，使用低沸點的提取溶劑時，優(yōu)選在這些沸點以下的溫度下在加壓下進行提取。
用于提取PHA的時間沒有特別限制，優(yōu)選10分鐘～150分鐘，從良好的提取效率和防止PHA分解的觀點看，更加優(yōu)選30分鐘～120分鐘。
在本發(fā)明的制造方法中，優(yōu)選在提取后進行PHA和不溶性生物菌體的分離。PHA和不溶性生物菌體的分離可以按照本領域普通技術人員公知的方法進行。此時，優(yōu)選使用密閉式加壓過濾機、減壓過濾機、離心分離機、傾析型分離機等。
按照本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，優(yōu)選用提取溶劑提取PHA后將PHA溶解液保溫。上述保溫的溫度優(yōu)選50℃以上，更加優(yōu)選55℃以上，進一步優(yōu)選60℃以上。低于50℃時，PHA開始變成沒有流動性的凝膠狀態(tài)，不久固化，不能回收?？墒牵瑸榱吮苊釶HA的分解，上述保溫的溫度優(yōu)選實質上不超過100℃。
另外，上述保溫優(yōu)選進行到下面的結晶析出結束。
另外，按照本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，PHA從PHA溶解液中結晶析出優(yōu)選慢慢地向上述保溫PHA溶解液中加入用于結晶析出的不良溶劑，然后一邊強烈攪拌一邊冷卻到比50℃低的溫度，優(yōu)選冷卻到常溫附近，由此使溶解的PHA幾乎完全結晶析出。作為加入的用于結晶析出的不良溶劑的量，用于結晶析出的不良溶劑相對于用于結晶析出的不良溶劑和提取溶劑的總量的重量比優(yōu)選10重量％～70重量％。更加優(yōu)選的下限為20重量％，更加優(yōu)選的上限為60重量％。按照該方法，可以得到以往極難獲得的、具有流動性并可以刷去(brushed away)，另外含液率低的PHA。
在本發(fā)明中，為了將PHA實用化，優(yōu)選PHA具有1萬以上的用凝膠色譜法以聚苯乙烯為分子量標準的重均分子量。當然，根據(jù)各種用途適當?shù)姆肿恿恳膊煌?，但如果考慮顆?；蛟谄浜蟮募庸るA段的由熱引起的低分子量化，結晶析出后回收的干燥的PHA的重均分子量優(yōu)選為40萬以上，特別優(yōu)選為50萬以上。
所說的在本發(fā)明中使用的提取溶劑，表示在其沸點下溶解3重量％以上PHA的溶劑，優(yōu)選具有4重量％以上、更加優(yōu)選具有5重量％以上、特別優(yōu)選具有6重量％以上的溶解度的溶劑。提取溶劑優(yōu)選選自C1～10的一元醇類、C6～10的芳香烴類、C4～7的酮類、C5～8的脂肪酸烷基酯類中的至少一種。
作為C1～10的一元醇，可以舉出，甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、環(huán)己醇、1-甲基環(huán)己醇、2-乙基環(huán)己醇、芐醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、它們的異構體(例如，正丁醇、異丁醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、正戊醇、2-戊醇、3-戊醇、1-己醇、2-己醇、1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、1-壬醇、2-壬醇、1-癸醇、2-癸醇等)等。
作為上述C1～10的一元醇，優(yōu)選選自丁醇、戊醇、己醇、環(huán)己醇、1-甲基環(huán)己醇、2-乙基環(huán)己醇、芐醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇以及它們的異構體中的至少一種。
作為C6～10的芳香烴類，優(yōu)選苯、甲苯、二甲苯、乙苯、二甲氧基苯、三甲基苯、異丙苯、丁苯、甲基異丙基苯、它們的異構體(例如，1，3-二甲氧基苯、1，2，3-三甲基苯、1，2，4-三甲基苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、鄰甲基異丙基苯、間甲基異丙基苯、對甲基異丙基苯等)。
作為C4～7的酮類，優(yōu)選甲乙酮、甲基丁基甲酮、戊酮、己酮、環(huán)己酮、庚酮、以及它們的異構體(例如，甲基異丁基甲酮、甲基正戊基甲酮、2-己酮、3-己酮、5-甲基-2-己酮等)。
另外，作為C5～8的脂肪酸烷基酯類，優(yōu)選乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸己酯以及它們的異構體(例如，乙酸異丁酯、丁酸乙酯、乙酸異戊酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、丙酸戊酯、丁酸丁酯、異丁酸異丁酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、戊酸甲酯等)。
上述提取溶劑可以使用1種或2種以上。
這些提取溶劑中，在PHA的溶解度高這點上，特別優(yōu)選正丁醇、異丁醇、正戊醇、2-戊醇、3-戊醇、甲苯、苯、甲乙酮、乙酸丁酯、丙酸丁酯、乙酸乙酯作為本發(fā)明的提取溶劑。在這些提取溶劑中，從可以防止溶解時PHA的分子量降低這點看，優(yōu)選芳香烴類、酮類，即，甲苯、苯、甲乙酮，其中，更加優(yōu)選比較廉價的甲苯。
所說的本發(fā)明中使用的用于結晶析出的不良溶劑，是在15～25℃未溶解0.5重量％以上PHA的溶劑，優(yōu)選未溶解0.3重量％以上的溶劑。作為用于結晶析出的不良溶劑，優(yōu)選沸點為60℃以上的C6～12的脂肪烴，例如，可以舉出，己烷、庚烷、甲基環(huán)己烷、辛烷、壬烷、癸烷、十二烷、十一烷、以及它們的異構體(例如，正庚烷、異庚烷等)等，這些用于結晶析出的不良溶劑中，優(yōu)選庚烷、甲基環(huán)己烷作為本發(fā)明的用于結晶析出的不良溶劑，更加優(yōu)選庚烷，作為庚烷，特別優(yōu)選正庚烷。
結晶析出后的PHA的回收，可以用從結晶析出后的PHA溶解液中過濾液體、離心分離等本領域的普通技術人員公知的方法進行?；厥盏腜HA優(yōu)選用適當?shù)牟涣既軇┫磧?，作為用于上述洗凈的不良溶劑，可以使用例如，水、甲醇、乙醇、丙酮、己烷等溶劑、或者它們與上述提取溶劑的混合物。
回收的PHA的干燥，可以用本領域的普通技術人員公知的方法，例如氣流干燥、真空干燥等來進行，但并不限定于這些。
本發(fā)明中的PHA，作為羥基鏈烷酸酯成分，沒有特別的限制，具體地，可以舉出，3-羥基丁酸酯(3HB)、3-羥基戊酸酯(3HV)、3-羥基丙酸酯、4-羥基丁酸酯、4-羥基戊酸酯、5-羥基戊酸酯、3-羥基己酸酯(3HH)、3-羥基庚酸酯、3-羥基辛酸酯、3-羥基壬酸酯、3-羥基癸酸酯等。
本發(fā)明中的PHA，可以是這些羥基鏈烷酸酯的均聚物，也可以是至少2種以上共聚的共聚物。作為PHA的具體例，可以例示3HB的均聚物PHB、3HB和3HV的2成分共聚物PHBV、3HB和3HH的2成分共聚物PHBH(參照專利第2777757號公報)、或3HB和3HV及3HH的3成分共聚物PHBHV(參照專利第2777757號公報)等。作為本發(fā)明的PHA，優(yōu)選上述羥基鏈烷酸酯中的至少2種以上共聚的共聚物。
特別是，作為生物降解性聚合物的分解性和具有柔軟的性質這些點上，優(yōu)選具有3HH和其它的1種以上羥基鏈烷酸酯作為單體成分的共聚物，更加優(yōu)選PHBH。此時，對于構成PHBH的各種單體單元的組成比沒有特別的限定，但從結晶析出時的結晶性狀的良好性來看，優(yōu)選3HH單元為40摩爾％以下，更加優(yōu)選30摩爾％以下，特別優(yōu)選20摩爾％以下。PHBHV的場合，對于構成的各種單體單元的組成比沒有特別的限定，但是合適的是例如，3HB單元的含量為1～95摩爾％、3HV單元的含量為1～96摩爾％、3HH單元的含量為1～30摩爾％的范圍。
本發(fā)明中使用的生物質，只要是能夠在細胞內(nèi)積蓄PHA的生物即可，沒有特別限定，但優(yōu)選為微生物。例如，解脂產(chǎn)堿菌(Alcaligenes lipolytica)、廣泛產(chǎn)堿菌(Alcaligenes latus)等產(chǎn)堿菌屬(Alcaligenes)；富氧羅爾斯通氏菌(Ralstonia eutropha)等羅爾斯通氏菌屬(Ralstonia)；食油假單胞菌(Pseudomonas oleovorance)、食樹脂假單胞菌(Pseudomonas resinovorans)等假單胞菌屬(Pseudomonas)；芽孢桿菌屬(Bacillus)；固氮菌屬(Azotobacter)；鮭肉色諾卡氏菌(Nocardia salmonicolur)等諾卡氏菌屬(Nocardia)；豚鼠氣單胞菌(Aeromonas caviae)等氣單胞菌屬(Aeromonas)；深紅紅螺菌(Rhodospirillum rubrum)等紅螺菌屬(Rhodospirillum)；生枝動膠菌(Zoogloea ramigera)等動膠菌屬(Zoogloea)；甲基桿菌屬(Methylobacterium)；副球菌屬(Paracoccus)；梭菌屬(Clostridium)；鹽桿菌屬(Halobacterium)；假絲酵母菌屬(Candida)；亞羅酵母菌屬(Yarrowia)；酵母菌屬(Saccharomyces)等微生物可以通過調節(jié)培養(yǎng)條件而在細胞內(nèi)積蓄PHA。
本發(fā)明的PHA，優(yōu)選由選自氣單胞菌屬(Aeromonas)、產(chǎn)堿菌屬(Alcaligenes)、固氮菌屬(Azotobacter)、芽孢桿菌屬(Bacillus)、梭菌屬(Clostridium)、鹽桿菌屬(Halobacterium)、諾卡氏菌屬(Norcardia)、紅螺菌屬(Rhodospirillum)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、羅爾斯通氏菌屬(Ralstonia)、動膠菌屬(Zoogloea)、假絲酵母菌屬(Candida)、亞羅菌屬(Yarrowia)以及酵母菌屬(Saccharomyces)的生物質中的至少一種菌生產(chǎn)的。
另外，本發(fā)明中使用的生物質還可以是導入了與這些微生物的PHA合成有關的基因組的轉化體。此時，作為宿主，沒有特別限定，除了上述微生物以外，還可以舉出，大腸桿菌或酵母(參照WO01/88144)等微生物，或者還可以是植物等。其中，在具有可以合成作為聚合物的優(yōu)異的PHBH的能力這點看，優(yōu)選氣單胞菌屬的豚鼠氣單胞菌或導入了該豚鼠氣單胞菌的PHA合成酶組基因的轉化體。特別是，更加優(yōu)選導入了豚鼠氣單胞菌的PHA合成酶組基因的富氧羅爾斯通氏菌，該微生物的一例為真養(yǎng)產(chǎn)堿菌AC32(Alcaligenes eutrophus AC32)(保藏日平成9年8月7日，保藏號FERMBP-6038)，保藏單位為日本國茨城県つくば市東1丁目1番地1中央第6的獨立行政法人產(chǎn)業(yè)技術綜合研究所專利生物保藏中心，根據(jù)布達佩斯條約進行的國際保藏。
對于這里舉出的生產(chǎn)的PHA微生物的培養(yǎng)方法沒有特別限定，例如，可以使用特開2001-340078號公報所示的本領域的普通技術人員公知的方法。
當然優(yōu)選既可以回收PHA，培養(yǎng)后的微生物菌中的PHA含有率又高者，在使用在工業(yè)水平中時，優(yōu)選在水分含量為5重量％以下的含有PHA的生物質中含有50重量％以上，更加優(yōu)選60重量％以上，特別優(yōu)選70重量％以上。
通過本發(fā)明處理后的含有PHA的生物質的殘渣優(yōu)選作為動物飼料、微生物飼料或肥料使用。因此，本發(fā)明使用的提取溶劑優(yōu)選作為飼料或肥料可以允許的量。但是，優(yōu)選溶劑從生物質的殘渣中實質上除去的菌種。
按照本發(fā)明的制造方法得到的PHA，可以成型為各種纖維、絲、繩、織物、編物、非織造布、紙、膜、片、管、板、棒、容器、袋、部件、發(fā)泡體等形狀。另外，也可以加工成雙向拉伸膜。成型品可以適用于農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、林業(yè)、園藝、醫(yī)學、衛(wèi)生品、衣料、非衣料、包裝以及其它的領域。
發(fā)明的效果按照本發(fā)明的制造方法，可以提供能在工業(yè)上生產(chǎn)，并且加工性良好的生物降解性聚羥基鏈烷酸酯。
具體實施例方式
以下，通過實施例更加具體地說明本發(fā)明。在實施例中，作為任意一種PHA，生產(chǎn)了聚(3-羥基丁酸酯共3-羥基己酸酯)(以下簡稱為PHBH)。當然，本發(fā)明的技術范圍并不限定于實施例，也不限定于PHBH。
本實施例中的水分含量測定使用株式會社Kett科學研究所制造的紅外線水分計FD230。即，在該測定器中準備1～2g試樣，在溫度130℃下干燥15分鐘左右直到稱量值達到平衡。同一試樣測定3次，將其平均值作為水分含量。
PHA的重均分子量的測定使用安裝了Shodex K806L(300×8mm，連接2根)的島津制作所制造的凝膠色譜系統(tǒng)(RI檢測)，以氯仿作為移動相進行分析。分子量標準試樣使用市售的標準聚苯乙烯。另外，PHBH的純度是將PHBH甲酯化，再通過氣相色譜法測定。
(比較例1)導入了來自豚鼠氣單胞菌的PHA合成酶組基因的作為真養(yǎng)產(chǎn)堿菌AC32(保藏號FERM BP-6038)的于平成9年8月7日國際保藏的富氧羅爾斯通氏菌按照特開2001-340078號公報的實施例1記載的方法進行培養(yǎng)，并進行PHBH的生產(chǎn)。
培養(yǎng)結束后，在60℃下對菌體培養(yǎng)液進行20分鐘滅菌處理。培養(yǎng)結束時的PHBH的重均分子量為100萬，3-羥基己酸酯(以下簡稱為3HH)組成為6.2摩爾％。使用Yamato公司制造的PulvisGB22噴霧干燥機在熱氣流入口溫度為150℃、熱氣流出口溫度為60℃的條件下對菌體培養(yǎng)液進行噴霧干燥。在該條件下的噴霧干燥時，PHBH的分子量不降低。得到的干燥菌體的水分含量為8.2重量％。
將10g該干燥菌體添加到加熱至90℃的92g甲苯中(PHBH為6重量％)，進行1小時提取。結束后，將溶液轉移到在90℃下保溫的套管式加壓過濾器中，通過過濾回收PHBH提取液。將回收的提取液在90℃下保溫，一邊強烈攪拌溶液一邊慢慢加入30g正庚烷。添加結束后，一邊強烈攪拌溶液一邊慢慢冷卻到室溫，析出白色的PHBH。PHBH可以通過過濾容易地回收，將回收的PHBH用甲醇洗凈后，在45℃下真空干燥?；厥樟繛?.4g(回收率為90％)、純度為98％。重均分子量為39萬，在1小時內(nèi)降低了61％。
(實施例1)將比較例1得到的干燥菌體在50℃下真空干燥5小時。得到的干燥菌體的水分含量為4.9重量％。使用10g該干燥菌體，與比較例1同樣地進行甲苯提取，回收PHBH?；厥樟繛?.5g(回收率為92％)、純度為99％。重均分子量為75萬，雖然在1小時內(nèi)降低了25％，但對加工來講是充分的分子量。
(實施例2)將比較例1得到的干燥菌體在50℃下真空干燥10小時。得到的干燥菌體的水分含量為2.6重量％。使用10g該干燥菌體，與比較例1同樣地進行甲苯提取，回收PHBH?；厥樟繛?.5g(回收率為92％)、純度為99％。重均分子量為80萬，在1小時內(nèi)只降低了20％。
(實施例3)將比較例1得到的干燥菌體在50℃下真空干燥20小時。得到的干燥菌體的水分含量為1.8重量％。使用10g該干燥菌體，與比較例1同樣地進行甲苯提取，回收PHBH?；厥樟繛?.5g(回收率為92％)、純度為99％。重均分子量為85萬，在1小時內(nèi)只降低了15％。
實施例1～3顯示，通過使干燥菌體中的水分含量降低，可以大幅度地抑制PHA分子量的降低。
工業(yè)實用性按照本發(fā)明的制造方法，可以提供能在工業(yè)上生產(chǎn)，并且加工性良好的生物降解性聚羥基鏈烷酸酯。
權利要求
1.一種聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，使用提取溶劑從水分含量為5重量％以下的含有聚羥基鏈烷酸酯的生物質中提取聚羥基鏈烷酸酯，并結晶析出、回收。
2.權利要求1所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，通過生物質的加熱干燥將生物質中的水分含量調整為5重量％以下。
3.權利要求2所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，在40℃以上進行生物質的加熱干燥。
4.權利要求1所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，通過溶劑共存下的濃縮和/或共沸脫水來制備水分含量為5重量％以下的含有聚羥基鏈烷酸酯的生物質。
5.權利要求1～4中任一項所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，不用除去生物質中的聚羥基鏈烷酸酯以外的雜質，而以一個階段進行聚羥基鏈烷酸酯的提取。
6.權利要求1～5中任一項所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，將聚羥基鏈烷酸酯溶解在提取溶劑中后，在50℃以上保溫，向該溶液中添加用于結晶析出的不良溶劑，再通過冷卻到比50℃低的溫度使聚羥基鏈烷酸酯的結晶析出。
7.權利要求1～6中任一項所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，提取溶劑選自C1～10的一元醇類、C6～10的芳香烴類、C4～7的酮類、C5～8的脂肪酸烷基酯類中的至少一種。
8.權利要求7所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，C1～10的一元醇類為選自丁醇、戊醇、己醇、環(huán)己醇、1-甲基環(huán)己醇、2-乙基環(huán)己醇、芐醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇以及它們的異構體中的至少一種。
9.權利要求7所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，C6～10的芳香烴類為選自苯、甲苯、二甲苯、乙苯、二甲氧基苯、三甲基苯、異丙苯、丁苯、甲基異丙基苯以及它們的異構體中的至少一種。
10.權利要求7所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，C4～7的酮類為選自甲乙酮、甲基丁基甲酮、戊酮、己酮、環(huán)己酮、庚酮、以及它們的異構體中的至少一種。
11.權利要求7所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，C5～8的脂肪酸烷基酯類為選自乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸己酯以及它們的異構體中的至少一種。
12.權利要求6～11中任一項所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，用于結晶析出的不良溶劑為沸點60℃以上的C6～12的脂肪烴。
13.權利要求12所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，用于結晶析出的不良溶劑為選自己烷、庚烷、甲基環(huán)己烷、辛烷、壬烷、癸烷、十二烷、十一烷、以及它們的異構體中的至少一種。
14.權利要求1～13中任一項所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，聚羥基鏈烷酸酯提取時，聚羥基鏈烷酸酯相對于聚羥基鏈烷酸酯和提取溶劑的總量的重量比為1重量％～20重量％的范圍。
15.權利要求6～14中任一項所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，用于結晶析出的不良溶劑的添加量以用于結晶析出的不良溶劑相對于用于結晶析出的不良溶劑和提取溶劑的總量的重量比計為10重量％～70重量％的量。
16.權利要求6～15中任一項所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，提取溶劑為甲苯，用于結晶析出的不良溶劑為庚烷。
17.權利要求1～16中任一項所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，聚羥基鏈烷酸酯為選自3-羥基丁酸酯、3-羥基戊酸酯、3-羥基丙酸酯、4-羥基丁酸酯、4-羥基戊酸酯、5-羥基戊酸酯、3-羥基己酸酯、3-羥基庚酸酯、3-羥基辛酸酯、3-羥基壬酸酯以及3-羥基癸酸酯中的至少2種以上單體進行共聚的共聚物。
18.權利要求1～17中任一項所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，聚羥基鏈烷酸酯是3-羥基己酸酯與1種以上其它的羥基鏈烷酸酯的共聚物。
19.權利要求1～18中任一項所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，聚羥基鏈烷酸酯是3-羥基己酸酯與3-羥基丁酸酯的共聚物。
20.權利要求1～19中任一項所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，生物質是微生物。
21.權利要求1～20中任一項所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，聚羥基鏈烷酸酯是由選自包括氣單胞菌屬、產(chǎn)堿菌屬、固氮菌屬、芽孢桿菌屬、梭菌屬、鹽桿菌屬、諾卡氏菌屬、紅螺菌屬、假單胞菌屬、羅爾斯通氏菌屬、動膠菌屬、假絲酵母菌屬、亞羅酵母菌屬以及酵母菌屬的生物質中的至少一種菌生產(chǎn)的。
22.權利要求1～21中任一項所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，含有聚羥基鏈烷酸酯的生物質是導入了來自豚鼠氣單胞菌的聚羥基鏈烷酸酯合成基因組的轉化體。
23.權利要求22所述的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法，其中，含有聚羥基鏈烷酸酯的生物質是導入了來自豚鼠氣單胞菌的聚羥基鏈烷酸酯合成基因組的富氧羅爾斯通氏菌。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種不會由于溶劑提取法而引起分子量大幅降低的容易地獲得生物降解性聚羥基鏈烷酸酯的方法。本發(fā)明的聚羥基鏈烷酸酯的制造方法的特征是，使用提取溶劑從含有水分含量為5重量％以下的聚羥基鏈烷酸酯的生物質中提取聚羥基鏈烷酸酯，再結晶析出、回收。
文檔編號C12N15/09GK1926239SQ20058000684
公開日2007年3月7日 申請日期2005年3月3日 優(yōu)先權日2004年3月4日
發(fā)明者木下浩一, 柳田義文, 小坂田史雄, 上田恭義, 卡魯納卡蘭·納拉辛漢, 安杰拉·C·西爾利, 肯尼思·伊, 野田勇夫 申請人:株式會社鐘化, 寶潔公司