湿式微細藻類からのバイオディーゼル製造のための細胞破壊と脂質抽出を促進するために、切替可能な溶媒N,N,N',N'-テトラエチル-1,3-プロパンジアミンをカチオン性界面活性剤に解離させた

Switchable solvent N, N, N', N'-tetraethyl-1, 3-propanediamine was dissociated into cationic surfactant to promote cell disruption and lipid extraction from wet microalgae for biodiesel production.

• Jun Cheng
• Hao Guo
• Yi Qiu
• Ze Zhang
• Yuxiang Mao
• Lei Qian
• Weijuan Yang
• Ji-Yeon Park

抄録

濡れたNannochloropsis oceanicaの脂質をクロロホルム-メタノールよりも5%高い抽出効率で抽出するために、N,N,N,N',N'-テトラエチル-1,3-プロパンジアミン(TEPDA)という切替可能な溶媒を提案した。その結果、TEPDAは主に脂質を軟化・溶解する有機溶媒として作用し、少量のTEPDAは第三級アミンイオンである(CH)N-(CH)-NH(CH)に解離することがわかった。このカチオンは界面活性剤として作用し、細胞の破壊と脂質の分離を促進した。水分が0から84wt%に増加すると、より多くのTEPDAがカチオン界面活性剤に解離し、静電相互作用により細胞膜中のリン脂質二重膜の局所的な転位を誘導し、その結果、破壊された細胞のフラクタル次元は1.49から1.66に増加した。その結果、TEPDAで抽出した脂質のトランスエステル化による脂肪酸メチルエステル(FAME)収率は9%増加したが、クロロホルム及びn-ヘキサンで抽出した脂質のFAME収率はそれぞれ41%及び65%減少した。

Switchable solvent N, N, N', N'-tetraethyl-1,3-propanediamine (TEPDA) was proposed to extract lipids from wet Nannochloropsis oceanica with a 5% higher extraction efficiency than chloroform-methanol. It was found that TEPDA acted mainly as an organic solvent to soften and dissolve lipids, while a small amount of TEPDA was dissociated into tertiary amine ion, i.e.,(CH)N-(CH)-NH(CH). This cation acted as a surfactant to promote cell disruption and lipid separation. With moisture increasing from 0 to 84 wt%, more TEPDA was dissociated into cationic surfactant to induce local rearrangement of phospholipid bilayers in cell membranes through electrostatic interaction, resulting in the fractal dimension of disrupted cells increased from 1.49 to 1.66. Accordingly, the yield of fatty acid methyl ester (FAME) through transesterification of lipids extracted with TEPDA increased by 9%, while FAME yield from lipids extracted with chloroform and n-hexane decreased by 41% and 65%, respectively.

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