
Jednostki naukowe: Politechnika Poznańska
Numer zgłoszenia / patentu: Pat.231635, Pat.235896, Pat.232558, Pat.242680, Pat.242678 Poziom gotowości technologicznej (TRL): 6
Idea rozwiązania
AKG ma szerokie zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, m.in. chemikalia prekursorowe do produkcji dodatków do żywności, suplementów diety, farmaceutyków, kosmetyki, biodegradowalne polimery i preparaty stosowane w rolnictwie. Korzystne właściwości funkcjonalne AKG obejmują ochronę komórek przed stresem oksydacyjnym, wspomaganie metabolizmu białek, immunomodulacji, regeneracji tkanki kostnej, leczenia nowotworów. Keto kwasy są obecnie wytwarzane na drodze syntezy chemicznej. Produkcja ketokwasów obejmuje wiele etapów oraz stosowanie niektórych toksycznych i wybuchowych odczynników, takich jak toluen, chloroform, etanol, eter dietylowy lub metaliczny sód. Inną wadą syntezy chemicznej jest niska wydajność procesu (poniżej 75%) spowodowane powstawaniem niepożądanych produktów ubocznych. Usunięcie tych produktów ubocznych z mieszaniny reakcyjnej znacznie zwiększa ogólne koszty produkcji. Synteza mikrobiologiczna jest potencjalną alternatywą dla chemicznej produkcji ketokwasów. Wiele gatunków bakterii i drożdży takich jako Arthrobacter paraffineus, Bacillus megatherium, Candida paludigena i Yarrowia lipolytica są zdolne do biosyntezy kwasów ketonowych. Jednak koszt oczyszczania płynu fermentacyjnego i wstępne zatężanie w celu ekstrakcji głównych metabolitów jest nadal wysokie i stanowi ponad 50% kosztów produkcji ketokwasów w drodze fermentacji.
Zalety rozwiązania i przewaga rynkowa
- Zastosowanie wieloetapowego procesu separacji ciśnieniowymi i prądowymi technikami membranowymi pozwala na przyjazne dla środowiska i selektywne oddzielenie AKG z właściwego płynu pofermentacyjnego oraz uzyskanie produktu głównego o zadowalającej czystości.
- Odparowanie próżniowe jest procesem bardzo energochłonnym i może znacząco wpłynąć na całkowity koszt odzysku AKG.
- Wyniki tego badania wskazują, że proces osmozy wstępnej jest obiecującą metodą stężenia AKG.
- Początkowe pH roztworu zasilającego jest ważnym parametrem wpływającym głównie na odrzucanie AKG (99,7% przy początkowej wartości pH równej 5).
- Zastosowanie procesu osmozy wstępnej pozwoliło na uzyskanie wysokiego odzysku wody na poziomie 80%, nawet gdy jako roztwór zasilający zastosowano rzeczywisty płyn fermentacyjny.
- W wyniku prac przedwdrożeniowych opracowano innowacyjny surowiec kosmetyczny, jakim jest bioferment zawierający lizaty drożdży Yarrowia lipolytica oraz kwas alfa-ketoglutarowy pozyskiwany na drodze biotechnologicznej.
- Innowacyjna technologia produkcji surowca kosmetycznego oparta jest na założeniach technologii Upcycling, Zero/Less Waste, Green Chemistry (procesy niskotemperaturowe, eliminujące konieczność stosowania toksycznych rozpuszczalników itp.).
- Kluczową przewagą konkurencyjną proponowanego rozwiązania jest m.in.: wysokie stężenie substancji funkcjonalnych, głównie o potencjale antyoksydacyjnym, silne, wielofunkcyjne działanie odżywczo-regenerujące, wygładzające, immunomodulujące
i immunostymulujące, szeroki wachlarz wyników badań in vitro i in vivo potwierdzających skuteczność właściwości nowo opracowanego surowca kosmetycznego.
Potencjalni klienci
Szeroko pojęty sektor zajmujący się przerobem odpadowej biomasy, przemysł spożywczy, chemiczny, rolniczy.
W szczególności kwas AKG znajduje zastosowanie w medycynie oraz farmacji jako zamiennik azotu dla pacjentów z chorobami nerek
i wątroby, prekursor leków i antybiotyków przeciwko HIV, środek leczniczy stosowany w profilaktyce i/lub leczeniu chorób wywołanych przez bakterie ureolityczne.
Stan ochrony prawnej:
- Sposób produkcji kwasu alfa-ketoglutarowego (AKG) z jednoskładnikowych roztworów wodnych (patent nr Pat.231635)
- Sposób wydzielania kwasu alfa-ketoglutarowego (AKG) z rzeczywistych płynów pofermentacyjnych techniką elektrodializy z membraną bipolarną (patent nr Pat.235896)
- Sposób wydzielania kwasu alfa-ketoglutarowego (AKG) z wieloskładnikowych roztworów wodnych (patent nr Pat.232558)
- Sposób zatężania kwasu alfa-ketoglutarowego (AKG) z modelowych oraz rzeczywistych płynów pofermentacyjnych techniką wymuszonej osmozy (FO) (patent nr Pat.242680)
- Sposób wydzielania kwasu alfa-ketoglutarowego (AKG) z rzeczywistych płynów pofermentacyjnych z zastosowaniem zintegrowanego układu membranowego (patent nr Pat.242678)
- Wydzielanie kwasu alfa-ketoglutarowego ciśnieniowymi i prądowymi technikami membranowymi z roztworów modelowych
i rzeczywistych płynów pofermentacyjnych (rozprawa doktorska) - Opracowanie technologii produkcji wraz z oceną biofunkcjonalności innowacyjnego surowca kosmetycznego zawierającego kwas alfa-ketoglutarowy (know-how)
Link do oferty CTT PP: https://put.poznan.pl/ctt-zaproszenia-nc
Więcej informacji: https://www.put.poznan.pl/artykul/sukces-naukowcow-politechniki-poznanskiej-na-targach-e-nnovate-2023
Kontakt z Brokerem Technologii
Centrum Transferu Technologii Politechniki Poznańskiej
pl. Marii Skłodowskiej-Curie 5
Biuro 409
60-965 Poznań
e-mail: ctt@put.poznan.pl
Pliki do pobrania
-
zo-2020-26-sposob-wydzielania-kwasu-alfa-ketoglutarowego-z-rzeczywistych-plynow-pofermentacyjnych.pdf
[ .pdf ] 694.72 KB
-
zo-2020-61-sposob-produkcji-kwasu-alfa-ketoglutarowego-z-jednoskladnikowych-roztworow-wodnych.pdf
[ .pdf ] 712.92 KB
-
zo-2022-18-sposob-wydzielania-kwasu-alfa-ketoglutarowego-z-wieloskladnikowych-roztworow-wodnych.pdf
[ .pdf ] 713.66 KB
-
zo-2023-04-sposob-zatezania-kwasu-alfa-ketoglutarowego-akg-z-modelowych-oraz-rzeczywistych-plynow-pofermentacyjnych-1.pdf
[ .pdf ] 491.65 KB