背景
四草酸钾,又称草酸三氢钾、乙二酸三氢钾或四乙二酸钾;英文名为potassium trihydrogendioxalatedehydrate 或 potassium tetraoxalate。纯品为无色晶体或白色粉末。加热至100℃失水成无水物,更高温度时分解为碳酸钾和一氧化碳等,能溶于水,微溶于醇。国产分析纯的四草酸钾市场价位为120~150元/Kg;进口优级纯的四草酸钾市场价位则为1568~1850元/Kg。目前四草酸钾主要通过过量草酸与碳酸钾或氯化钾等钾盐进行化学反应制备,副产物盐酸、草酸给环境带来污染;过量的草酸增加了环境危害;使用碳酸钾、氯化钾作为反应基质,在生产过程中还会产生二次污染,导致四草酸钾的生产成本较高。不过,利用微生物生产四草酸钾的方法尚未见有相关报道。
应用
四草酸钾在工业上有广泛用途,包括制革、织物整理剂、媒染剂、金属抛光及防锈处理剂、有机化工原料、催化剂、化学分析中的基准物和分析试剂,还用于感光材料的制备。
制备方法
一种黑曲霉发酵生产四草酸钾的方法如下:
黑曲霉的分离纯化
- 选取皱边石杉植株的茎段,经流水冲洗2-3小时。
- 用75%酒精消毒1-2分钟。
- 依次用水、0.01mol/L盐酸、5%次氯酸钠和柠檬酸清洗一遍。
- 再用5%次氯酸钠消毒10~12分钟,然后用无菌水冲洗3-5次。
- 使用10%双氧水消毒8-12分钟,并用无菌水冲洗4~5次。
- 将黑曲霉接种于PDA平板上进行分离、纯化。
黑曲霉的液体发酵培养
- 每升PDA液体培养基中加入蔗糖5~25g,pH值调节至4.7~6.4。
- 无菌状态下接种黑曲霉孢子,其浓度为1×10^4~10^6 cfu/mL。
- 孢子加入量为每升PDA培养液加1%(体积)的黑曲霉孢子。
- 培养温度为30~40℃,转速为120~150转/分钟。
- 通空气量为培养液体积、蔗糖和黑曲霉孢子接种量总和的30%。
- 恒温发酵培养72-100小时后过滤菌丝并浓缩发酵液至培养液总体积的1/20~1/15,析出结晶。
- 用超纯水洗涤4~5次,并在40~50℃下烘干,得到四草酸钾产品。
用途
-
分析试剂:用于缓冲溶液的配制;
-
金属处理:用于除去铁锈和墨水迹、抛光金属制品等;
-
pH基准试剂:用于测定pH值及作为化学分析中的标准物。