Biobased Economy: de potentie van eiwitten voor technische ...

4.3.3 Electrodialyse
Een veelbelovende technologie om aminozuren te scheiden is elektrodialyse. Hierbij worden
ionen uit een verdunde oplossing via ionenwisselaarmembranen verwijderd en toegevoegd aan
een ander concentraat door een elektrische potentieel als de drijvende kracht aan te leggen. In
principe kan het hydrolysaat gescheiden worden in zure, basische en neutrale aminozuurstromen.
Echter, een verdere scheiding door middel van elektrodialyse binnen deze stromen is uitdagend
doordat hun elektrische ladingen vergelijkbaar zijn.
4.3.4 Reactieve extractie
In het geval van aminozuren met vergelijkbare isoelektrisch punten, kan de lading van deze
moleculen specifiek worden gewijzigd. Dit helpt bij scheidingsmethoden die zijn gebaseerd op
lading, zoals selectieve neerslag en elektrodialyse. Aminozuurmodificatie kan worden bereikt door
het verwijderen van groepen zoals de carbonzuurgroep. Niet alleen chemische, maar beter nog,
enzymatische routes kunnen hierbij worden beschouwd. Als een dergelijke modificatie direct tot
een eindproduct leidt, kan de productie van een chemische stof worden gekoppeld aan het
scheidingsproces. Daarmee kan een duurzame, chemische productie en scheiding worden bereikt.
Een voorbeeld hiervan zijn de twee basische aminozuren arginine en lysine (IP pH 10,8 en pH
9,7, respectievelijk). Zij kunnen worden verkregen via een eerste scheiding op basis van
precipitatie met een oplosmiddel, of via elektrodialyse. Beiden zijn interessante voor diervoeding
en het zou daarom zinvol als zij (of producten daarvan) van elkaar kunnen worden gescheiden.
Lysine decarboxylase kan worden gebruikt om specifiek lysine te converteren naar 1,5pentanediamine
(PDA) in aanwezigheid van arginine om producten te produceren met
verschillende lading waardoor isolatie van producten kan plaatsvinden bijvoorbeeld door
elektrodialyse. Naast enzymatische routes, kan het aminozuur ook chemisch worden
gemodificeerd. Via de pH van de oplossing en dus de staat van protonering, kan worden
ingesteld welke aminozuur reageert met het extractiemiddel, bijvoorbeeld di-(2-ethylhexyl)
fosforzuur.
4.4 Specifieke oplossingen: procesvoorbeelden
4.4.1 Microbiologische coproductie van cyanophicine en ethanol uit biomassa
Aminozuren kunnen worden geproduceerd door fermentatie. Dit leidt tot een toename van de
opbrengsten en mogelijk een eenvoudigere scheiding. Een speciaal geval is de productie van
cyanophycin. Microbiologische coproductie van cyanophycin en ethanol uit biomassa werd als
een studie uitgevoerd door een samenwerking van Wageningen Universiteit en Energie Centrum
Nederland, ECN, Westfälische Wilhelms-Universität Münster en Easten House Business
Solutions. Het doel van dit onderzoek was een technologie te ontwikkelen voor de
gecombineerde productie van stikstof bevattende chemicaliën en ethanol uit protamylasse, plant
sappen en soortgelijke biomassafracties. Beide eindproducten zijn groene alternatieven ter
© Wageningen UR Food & Biobased Research, instituut binnen de rechtspersoon Stichting Dienst Landbouwkundig Onderzoek 32