超临界二氧化碳技术回收混合微生物培养物中的聚羟基脂肪酸酯：生物塑料生产的绿色革新

本研究创新性地采用超临界CO2(scCO2)结合酶解与H2O2氧化的多步绿色工艺，从混合微生物培养物(MMC)中高效提取聚羟基脂肪酸酯(PHA)，纯度与回收率均突破97%。该技术摒弃传统氯代溶剂，为生物可降解塑料的工业化生产提供了环保新范式。

　　

Highlight

本研究亮点在于开发了一种结合超临界二氧化碳(scCO₂)、酶处理和过氧化氢(H₂O₂)氧化的协同策略，用于从混合微生物培养物中高效提取聚羟基脂肪酸酯(PHA)。通过优化时间(2-4小时)、温度(35-40°C)和压力(20-35 MPa)等参数，最终实现97.3%的回收率和97.2%的纯度，同时保持聚合物分子量完整性。

Materials

超纯水(18.3 MΩ·cm)由Zeneer Power I Scholar-UV系统制备，所有化学试剂(包括液态CO_2(l))均来自Sigma和Air Liquid公司。实验使用的PHA富集生物质源自中试规模混合微生物培养(MMC)系统。

Pre-treatments on biomass containing PHA

如表1所示，过氧化氢(H₂O₂)预处理展现出最优效果，不仅能破坏细胞壁，还可降解非PHA细胞成分。这种氧化剂与后续scCO₂处理的协同作用，显著提高了PHA颗粒的释放效率。

Conclusions

研究证实，scCO₂-H₂O₂-胰蛋白酶三联法能突破传统溶剂法的局限性，在保持PHA分子量的同时，将纯度和回收率提升至95%以上。这项绿色技术为生物聚合物工业化生产提供了关键转折点。