微生物バイオ界面活性剤の下流処理のためのナノ濾過

投稿日: 2023 年 6 月 8 日 | Catherine Eckford (欧州医薬品レビュー) | キャサリン・エックフォードコメントはまだありません

論文では、微生物バイオ界面活性剤の生産にナノ濾過を使用した革新的な下流法が優れた純度を提供すると報告しました。

研究により、マンノシルエリスリトール脂質（MEL）の革新的な下流法が、第一段階で粗製MEL混合物から分離され、有機溶媒によって他の脂質誘導体（遊離脂肪酸、モノおよびジアシルグリセロール）が除去されたことが初めて報告されました。ナノ濾過（OSN）。 OSN に基づく、糖脂質微生物バイオサーファクタントの精製のための新しいアプローチは、1 つの溶媒のみを使用し、98% の純度に達します。 製品の損失は約 11.6% であり、溶媒をリサイクルできる可能性があることが明らかになりました。

一部の著者によれば、非効率でコストのかかる下流処理戦略が、新興バイオ製品の製造/生産コストの主な要因であると論文は指摘している。 特にラムノリピド (RM) について、著者らは、総生産コストの最大 80 パーセントが下流工程に割り当てられていると主張するレビューを強調しました。

汚染物質のトリアシルグリセロール、残留遊離脂肪酸およびモノアシルグリセリドの除去を報告する方法では、有機溶媒の混合物が使用されるため、溶媒のリサイクルが可能になります。

合成界面活性剤と比較すると、微生物バイオサーファクタント (mB) はより高い生分解性を示し、毒性が低く、再生可能な資源から生産できます。 糖脂質バイオサーファクタントは、その効力、多用途性、および高い生産性により、mB の最も顕著なグループです。

ただし、最も安価な mB の価格は、化学界面活性剤と比較して 10 倍です。 これは、スケーラブルな発酵と下流のプロセスが最適化されていないことを示しています。

下流メソッドの最初の段階では、糖脂質からの TAG 選択的除去を組み合わせました。 第 2 段階では、より小さな脂質不純物から糖脂質を分子分離するために OSN を使用しました。

研究では、3 つの市販の膜 (GMT-oNF-2、PuraMEm-600、および DuramMem-500) といくつかの自家製膜を 22、24、または 26 パーセント (w/v) のポリベンズイミダゾール (PBI) 溶液からキャストしました。 これらを、ダイアフィルトレーションによる粗製MELの精製について評価しました。

この論文では、GMT-oNF-2 膜を使用すると、最初のろ過で失われた MEL の 67.8 パーセントを回収できることを特に実証したケーススタディを強調しました。 全体的な MEL 純度は 98%、損失は 11.6% に達しました。 これは、微生物生物界面活性剤の下流に関して文献で報告されている最良の値の 1 つである、と著者らは述べています。 重要なのは、この下流ルートでは 1 種類の溶媒のみを使用するため、単純な蒸留でリサイクルできることです。

MEL の最終純度 87 ～ 90 パーセントが得られました。 これは、2 倍量のメタノールまたは酢酸エチル溶液を PBI 26% 膜を通して濾過することによって行われました。 その結果、それぞれ 14.7 ± 6.1 パーセントと 15.3 ± 2.2 パーセントの MEL 損失が発生しました。 PBI 26 パーセント膜を使用すると、より高い DV でより高い純度の生物界面活性剤を保存できますが、その代償として生成物の損失が大きくなる、と著者らは指摘しています。

純度 97% 以上の試薬グレードの MEL を得るために、市販の膜 GMT-oNF を使用して 2 回連続カスケードろ過アプローチを実行しました。

全体として、Nascimento et al. 提案されている糖脂質バイオサーファクタントの下流プロセスは、溶媒廃棄物の流れを削減し、溶媒シフトを回避または軽減するように調整されており、潜在的にコストを削減できる可能性があると結論付けています。

この論文はMembranes誌に掲載されました。

バイオプロセス、下流、医薬品開発、不純物、製造、微生物検出、微生物学、QA/QC、研究開発 (R&D)、テクノロジー、治療学