[发明专利]离子液体溶剂体系溶解发酵菌渣制备高聚物的方法

说明书

本发明提供了一种离子液体溶剂体系溶解发酵菌渣制备高聚物的方法，所述方法包括如下步骤：(1)用离子液体溶剂体系在常温或加热条件下溶解发酵菌渣，得到菌渣溶解液和可选地未溶解组分；(2)将菌渣溶解液与再生试剂混合，高聚物从菌渣溶解液中沉淀和/或凝固出来，得到第一高聚物；可选地，将未溶解组分洗涤，干燥，得到第二高聚物。所述方法将发酵菌渣经离子液体处理后制备得到天然高聚物，高聚物可以用于制备可降解材料或作为其他用途的原料，有利于菌渣的进一步加工和资源化利用，为菌渣资源化利用提供了新的途径，对实现菌渣高值化利用具有重要意义。

技术领域

本发明属于工业生物技术领域，涉及一种利用发酵菌渣制备高聚物的方法，尤其涉及一种离子液体溶剂体系溶解发酵菌渣制备高聚物的方法。

背景技术

发酵菌渣是发酵过程中产生的固体废弃物，该固体废弃物年产出量非常大，仅制药行业中抗生素的生产过程即产出菌渣约200万吨/每年。发酵菌渣含有丰富的有机质，主要包括蛋白质、多糖、几丁质、脂质等，例如，青霉素发酵干菌渣中粗蛋白含量约为30％-45％，粗纤维含量约为1.87％-9％，粗脂肪含量约为0.5％-7％。发酵菌渣作为一种天然可再生的生物质资源，具有制备生物可降解材料等资源化利用的价值。

发酵菌渣传统的处理方法是直接用作饲料或肥料，菌渣实现的价值低。而且，制药行业中抗生素发酵菌渣用于饲料或肥料的处理方法已被国家法规明令禁止。以菌渣为原料制备活性炭、吸附剂以及提取其中部分有用成分等利用技术，或菌渣实现的价值低，或对其中的有用成分的回收率低，例如，周宝华等利用青霉素菌渣制备活性炭，对有用成分的回收率为23.4％；程俊山等从青霉素菌渣中提取麦角固醇，收率仅为0.71％；陈勉等从黑曲霉菌丝体和青霉菌菌丝体中提取壳聚糖，提取率为1.09％。

离子液体是一类由有机阳离子与无机或有机阴离子构成的在室温或近室温下呈现液态的新一代溶剂，其性质具有可设计性，而且具有可忽略的蒸汽压、热稳定性好、电导率高及溶解能力强等特性，可以溶解的化合物类型非常广泛，具有许多水或一般有机溶剂无法比拟的性质，是一种新型的绿色溶剂。

2004年，Phillips等首次将丝素蛋白成功溶解在离子液体中，在离子液体[Emim]Cl中，丝素蛋白的溶解度达到23.3％。Xiao等用混合离子液体(1,3-二甲基咪唑氯盐与1-氢-3-甲基咪唑氯盐)溶解壳聚糖，溶解效果良好。

目前，已有较多的研究将离子液体用于溶解天然高聚物，如纤维素、蛋白质、壳聚糖、淀粉等，取得了较好的溶解效果，并制备得到薄膜、纤维及凝胶等生物质材料。

本发明涉及离子液体溶解发酵菌渣以及进一步制备聚合物的方法，为菌渣资源化利用提供了新的途径，对于菌渣高值化利用具有重要意义。

发明内容

针对传统处理方法对发酵菌渣中有机质利用率低、实现价值低等问题，本发明提供了一种离子液体溶剂体系溶解发酵菌渣制备高聚物的方法，菌渣经离子液体处理后能够制备得到天然高聚物，所述高聚物可制备可降解材料或作为其他原料使用，有利于菌渣的进一步加工和资源化利用；所述方法提高了菌渣中有机质的利用率，为发酵菌渣高值化利用提供了新的途径。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用发酵菌渣制备高聚物的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)用离子液体溶剂体系溶解发酵菌渣，得到菌渣溶解液和可选地未溶解组分；

(2)将菌渣溶解液与再生试剂混合，高聚物从菌渣溶解液中沉淀和/或凝固出来，得到第一高聚物；

可选地，将未溶解组分洗涤，干燥，得到第二高聚物。