椰子油起泡剂在制备用于栅藻浓缩的表面活性剂中的应用

摘要

椰子油起泡剂在制备用于栅藻浓缩的表面活性剂中的应用，涉及椰子油起泡剂。椰子油起泡剂作为表面活性剂在泡沫分离浓缩栅藻F51后不需要与栅藻F51中目标产物进行分离，且效果优于传统表面活性剂。椰子油起泡剂在pH＝3时富集比E＝23.10和收集率R＝92.40％。以椰子油起泡剂作为表面活性剂，可以省去表面活性剂与栅藻F51培养目标产物分离这一步骤，节约成本。椰子油起泡剂是一种价格低廉、方便易得且能浓缩栅藻F51，使其富集比E＝23.10和收集率R＝92.40％，且不会污染藻液的一种天然表面活性剂。

权利要求

1.一种泡沫分离浓缩栅藻的方法，其特征在于采用椰子油起泡剂作为表面活性剂。

说明书

椰子油起泡剂在制备用于栅藻浓缩的表面活性剂中的应用

技术领域

[0001] 本发明涉及椰子油起泡剂，尤其是涉及椰子油起泡剂在制备用于栅藻(Desmodesmus sp.)F51浓缩的表面活性剂中的应用。

背景技术

[0002] 叶黄素在预防和缓解一些老年性疾病方面起到了重要作用，近年来，随着叶黄素应用的不断开拓，其全球市场的需求量正在大幅度增加，栅藻(Desmodesmus sp.)F51具有较高的叶黄素含量和生物量产率，被认为是一种新兴的叶黄素来源。要提取叶黄素一般要先进行栅藻(Desmodesmus sp.)F51的浓缩，近30年来采用低成本、高效率且对环境友好的泡沫分离技术来浓缩微藻，取得了一定的成果。然而在泡沫分离技术中作为表面活性剂的物质却会对微藻及其目标产物产生污染，泡沫分离收集微藻之后，表面活性剂与微藻培养目标产物的分离成为一大难题。

[0003] 椰子油起泡剂广泛用于中高级香波、沐浴液、洗手液、泡沫洁面剂等和家居洗涤剂配制中；是制备温和婴儿香波、婴儿泡沫浴、婴儿护肤产品的主要成分；在护发和护肤配方中是一种优良的柔软调理剂；还可用作洗涤剂、润湿剂、增稠剂、抗静电剂及杀菌剂等。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种椰子油起泡剂在制备用于栅藻(Desmodesmus sp.)F51浓缩的表面活性剂中的应用。

[0005] 实验表明，椰子油起泡剂在泡沫分离栅藻(Desmodesmus sp.)F51之前调节藻液pH为3时可以达到富集比E＝23.10和收集率R＝92.40％。

[0006] 椰子油起泡剂作为表面活性剂在泡沫分离浓缩栅藻(Desmodesmus sp.)F51后不需要与栅藻(Desmodesmus sp.)F51中目标产物进行分离，且效果优于传统的表面活性剂。

[0007] 椰子油起泡剂在pH＝3时富集比E＝23.10和收集率R＝92.40％，十六烷基三甲基溴化胺当pH＝11时可以达到富集比E＝6.46和收集率R＝100％，十二烷基磺酸钠当pH＝1时可以达到富集比E＝5.71和收集率R＝91.25％，十二烷基苯磺酸钠当pH＝1时可以达到富集比E＝6.63和收集率R＝86.15％，吐温20当pH＝3时可以达到富集比E＝1.83和收集率R＝73.07％。

[0008] 以椰子油起泡剂作为表面活性剂，可以省去表面活性剂与栅藻(Desmodesmus sp.)F51培养目标产物分离这一步骤，节约了很多成本。椰子油起泡剂作为一种天然的无毒无害非离子型表面活性剂，可以省去表面活性剂与目标产物分离这道工序，且相比传统表面活性剂具有较高富集比和收集率。

[0009] 由此可见，椰子油起泡剂是一种价格低廉、方便易得且能浓缩栅藻(Desmodesmus sp.)F51，使其富集比E＝23.10和收集率R＝92.40％，且不会污染藻液的一种天然表面活性剂。

附图说明

[0010] 图1为泡沫分离装置。

[0011] 图2为栅藻(Desmodesmus sp.)F51浓度与其OD682的标准曲线图。

[0012] 图3为不同pH下泡沫分离工艺富集比和收集率的变化(表面活性剂为椰子油起泡剂)。

[0013] 图4为不同pH下泡沫分离工艺富集比和收集率的变化(表面活性剂为十六烷基三甲基溴化胺)。

[0014] 图5为不同pH下泡沫分离工艺富集比和收集率的变化(表面活性剂为十二烷基磺酸钠)。

[0015] 图6为不同pH下泡沫分离工艺富集比和收集率的变化(表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠)。

[0016] 图7为不同pH下泡沫分离工艺富集比和收集率的变化(表面活性剂为吐温20)。

具体实施方式

[0017] 所述椰子油起泡剂作为天然表面活性剂来浓缩栅藻(Desmodesmus sp.)F51使其达到在pH＝3时富集比E＝23.10和收集率R＝92.40％的步骤为：

[0018] 1.搭建好泡沫分离装置

[0019] 图1给出泡沫分离装置示意图。整套装置由氮气压缩罐1、缓冲瓶2、气体流量计3、泡沫塔4、气体分布器5和收集瓶6等几部分组成。泡沫塔4的塔体由长为70cm，内径为30mm的玻璃制成。设于泡沫塔4内底部的气体分布器5由G4A的砂芯漏斗改制而成，孔径为10～15μm，高10mm，直径为15mm。气体流量计3(LZB-4WB，600～1500mL/min)用来控制气体流速。缓冲瓶2用于稳定气流。氮气压缩罐1的压缩氮气经缓冲瓶2进入鼓泡口，经过气体分布器5进入液相分散成气泡进行吸附形成上升泡沫流入塔外的收集瓶6中，藻液从泡沫塔4的进料口A进入泡沫塔4内。

[0020] 2.栅藻的培养

[0021] 2.1平板培养与保存

[0022] (1)在BG-11培养基中加入15％琼脂粉，121℃灭菌20min后，冷却至50℃，倒入平板约0.5cm厚；

[0023] (2)使用接种环从旧平板中挑取少量藻体，涂画于新平板中；

[0024] (3)将平板置于温度为25℃、光照强度为60mmol/m2/s的光照培养箱中，培养5～6天；

[0025] (4)最后，将平板置于室温、避光条件下保存，每2个月重新涂画一次平板。

[0026] 其中BG-11培养基组成(g/L)：NaNO31.500，K2HPO40.030，MgSO4·7H2O 0.075，Citric acid 0.006，Na2CO30.020，CaCl2·2H2O 0.036，Ferric ammonium citrate 0.006，EDTA·2Na 0.001，微量元素1mL。使用1mol/L NaOH调节pH为7.5。

[0027] 微量元素组成(g/L)：H3BO32.860，MnCl2·4H2O 1.810，ZnSO4·7H2O 0.222，Na2MoO4·2H2O0.390，CuSO4·5H2O 0.079，Co(NO3)2·6H2O 0.049。

[0028] 2.2主培养

[0029] (1)藻体主培养使用的培养基为Modified Bristol＇s培养基，1000mL Schott Duran玻璃瓶装液量为1000mL，121℃灭菌20min后，冷却至室温；其中Modified Bristol’s培养基组成(g/L)：NaCl 0.025，CaCl2·2H2O 0.025，NaNO30.750，MgSO4·7H2O 0.075，K2HPO40.075，KH2PO40.175，FeCl3·6H2O 0.005，微量元素1mL。使用1mol/L NaOH调节pH为7.5。

[0030] 微量元素组成(g/L)：H3BO30.061，MnSO4·7H2O 0.169，ZnSO4·7H2O 0.287，(NH4)6Mo7O24·4H2O 0.00124，CuSO4·5H2O 0.0025。

[0031] (2)使用接种环从平板上刮取3～4球藻体，接种于培养基中；

[0032] (3)培养条件：温度为30℃，磁力搅拌转速为300rpm，CO2浓度为2.5％，通气量为0.2VVM；在玻璃瓶两侧架上荧光灯，调节光照强度为100mmol/m2/s；培养3～5天。

[0033] 3.测定标准曲线

[0034] 在波长为682nm下测定浓度分别为3.856、2.894、1.929、1.543、0.965g/L藻液的OD，绘制标准曲线，得到回归方程Y＝0.39983X-0.05586,R2＝0.99185,其中Y为栅藻(Desmodesmus sp.)F51藻液的浓度，X为藻液在682nm下的吸光值，R为线性相关系数，如图2。

[0035] 4.泡沫分离

[0036] 配制7份栅藻(Desmodesmus sp.)F51藻液200mL，分别加入椰子油起泡剂并使其浓度均为0.035g/L，分别调节pH为1、3、5、7、9、11、13；再利用图1的装置进行泡沫分离，量取收集瓶和塔体中液体的体积，并在波长682nm下测定收集瓶和塔体中微藻的OD值，通过标准曲线计算微藻浓度。计算泡沫分离工艺的富集比E和收集率R，如图3。

[0037] 富集比＝Cf/Co

[0038] 收集率＝QfCf/QoCo

[0039] 其中Co、Cf分别为原料液、采收泡沫液中微藻的浓度；Qo、Qf分别为原料液、采收泡沫液(破泡处理后)的体积。

[0040] 由图3可以看出，当藻液pH＝3时，椰子油起泡剂在PH＝3时富集比E＝23.10和收集率R＝92.40％

[0041] 实施例1

[0042] 以十六烷基三甲基溴化胺作为表面活性剂来进行泡沫分离，其他条件与椰子油起泡剂作表面活性剂一样。

[0043] 步骤如下：

[0044] 配制7份十六烷基三甲基溴化胺浓度为0.1g/L的栅藻(Desmodesmus sp.)F51藻液200mL，分别调节pH为1、3、5、7、9、11、13；再利用图1的装置进行泡沫分离，量取收集瓶和塔体中液体的体积，并在波长682nm下测定收集瓶和塔体中微藻的OD值，通过标准曲线计算微藻浓度。计算泡沫分离工艺的富集比E和收集率R，如图4。

[0045] 由图4看出，当pH＝11时，十六烷基三甲基溴化胺作表面活性剂的藻液达到富集比E＝6.46和收集率R＝100％，此时分离效果最好。但不如椰子油起泡剂作表面活性剂的藻液。

[0046] 实施例2

[0047] 以十二烷基磺酸钠作为表面活性剂来进行泡沫分离，其他条件与椰子油起泡剂作表面活性剂一样。

[0048] 步骤如下：

[0049] 配制7份十二烷基磺酸钠浓度为0.1g/L的栅藻(Desmodesmus sp.)F51藻液200mL，分别调节pH为1、3、5、7、9、11、13；再利用图1的装置进行泡沫分离，量取收集瓶和塔体中液体的体积，并在波长682nm下测定收集瓶和塔体中微藻的OD值，通过标准曲线计算微藻浓度。计算泡沫分离工艺的富集比E和收集率R，如图5。

[0050] Modified Bristol’s培养基：

[0051] 培养基组成(g/L)：NaCl 0.025，CaCl2·2H2O 0.025，NaNO30.750，MgSO4·7H2O 0.075，K2HPO40.075，KH2PO40.175，FeCl3·6H2O 0.005，微量元素1mL。使用1mol/L NaOH调节pH为7.5。

[0052] 其中，微量元素组成(g/L)：H3BO30.061，MnSO4·7H2O 0.169，ZnSO4·7H2O 0.287，(NH4)6Mo7O24·4H2O 0.00124，CuSO4·5H2O 0.0025。

[0053] 由图5看出，当pH＝1时，十二烷基磺酸钠作表面活性剂的藻液达到富集比E＝5.71和收集率R＝91.25％，此时分离效果最好，但不如椰子油起泡剂作表面活性剂的藻液。

[0054] 实施例3

[0055] 以十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂来进行泡沫分离，其他条件与椰子油起泡剂作表面活性剂一样。

[0056] 步骤如下：

[0057] 配制7份十二烷基苯磺酸钠浓度为0.1g/L的栅藻(Desmodesmus sp.)F51藻液200mL，分别调节pH为1、3、5、7、9、11、13；再利用图1的装置进行泡沫分离，量取收集瓶和塔体中液体的体积，并在波长682nm下测定收集瓶和塔体中微藻的OD值，通过标准曲线计算微藻浓度。计算泡沫分离工艺的富集比E和收集率R，如图6。

[0058] 由图6可以看出，当pH＝1时，十二烷基苯磺酸钠做表面活性剂的藻液达到富集比E＝6.63和收集率R＝86.15％；此时分离效果最好，但不如椰子油起泡剂作表面活性剂的藻液。

[0059] 实施例4

[0060] 以吐温20作为表面活性剂来进行泡沫分离，其他条件与椰子油起泡剂做表面活性剂一样。

[0061] 步骤如下：

[0062] 配制7份十二烷基苯磺酸钠浓度为0.1g/L的栅藻(Desmodesmus sp.)F51藻液200mL，分别调节pH为1、3、5、7、9、11、13；再利用图1的装置进行泡沫分离，量取收集瓶和塔体中液体的体积，并在波长682nm下测定收集瓶和塔体中微藻的OD值，通过标准曲线计算微藻浓度。计算泡沫分离工艺的富集比E和收集率R，如图7。

[0063] 由图7可以看出，当pH＝3时，可以达到富集比E＝1.83和收集率R＝73.07％；此时分离效果最好，但不如椰子油起泡剂作表面活性剂的藻液。

[0064] 结论

[0065] 分别用上述4种表面活性剂来和椰子油起泡剂作表面活性剂作比较，椰子油起泡剂在pH＝3时富集比E＝23.10和收集率R＝92.40％，十六烷基三甲基溴化胺当pH＝11时可以达到富集比E＝6.46和收集率R＝100％，十二烷基磺酸钠当pH＝1时可以达到富集比E＝5.71和收集率R＝91.25％，十二烷基苯磺酸钠当pH＝1时可以达到富集比E＝6.63和收集率R＝86.15％吐温20当pH＝3时可以达到富集比E＝1.83和收集率R＝73.07％，；椰子油起泡剂作为一种天然的无毒无害非离子型表面活性剂，可以省去表面活性剂与目标产物分离这道工序，且相比传统表面活性剂具有较高富集比和收集率。椰子油起泡剂作泡沫分离栅藻(Desmodesmus sp.)F51的表面活性剂是完全可行的。