Eljárások a hordozó lipidek előállítására az összetevők felszabadító rendszereként

Eljárások hordozó lipidek előállítására banki élelmiszer-összetevők felszabadító rendszereként

Szerzői:Daniel Tenllado van Der Reijden
Szakdolgozati rendezők:Carlos Torres Olivares (rend. Tes.), Guillermo Reglero Rada (codirer. Tes.)
Olvasás: A Madridi Autonóm Egyetemen (Spanyolország) 2013-ban
Idióma: spanyol
Szakdolgozat minősítő bíróság:Tiziana Fornari (elnök), Luis Vázquez de Frutos (titkos), Ana Ramírez de Molina (szóvivő), E. Ibáñez Ezequiel (szóvivő), Rosa María Blanco Martín (szóvivő)
A teljes szöveg nem érhető el (További információ.)
Összegzés
A strukturált lipid szintézisének vagy egy biológiai szempontból fontos anyag lipid transzportjának különféle elvégzendő technológiákra kell támaszkodnia. Ezeknek a technológiáknak iparilag méretezhetőnek, olcsónak és tisztának kell lenniük, mind a környezet szempontjából, mind a végtermék szennyeződések nélküli előállításához.

A szintézis folyamata során mindenkor ismerni kell a minták összetételét, amelyekkel együtt dolgoznak, amelyeknél az a csoport, amelyben a doktorandusz dolgozott, elemzési módszereket publikált [1], és amelyekkel rendszeresen dolgoznak.

Új elemzési eszköz és a minták mennyiségi meghatározásának robusztusabbá tétele érdekében új gázkromatográfiai módszer kidolgozására került sor. A cél az volt, hogy a kromatográfban levő mintát felosztjuk lipidosztályok szerint, és számszerűsíteni lehessen azokat anélkül, hogy a minta előzetes előkészítését el kellett végezni, amelyhez közvetlen injektálást végeztek az oszlopba. Az injektált minták mennyiségi meghatározásához dodekánt és hexadekánt használtunk belső standardként. Válaszfaktort kaptunk mindegyik vizsgált analitishoz tiszta koncentráció öt egymást követő injekciójával ismert koncentrációban [2]. A különböző csúcsok felbontása minden esetben nagyobb volt, mint 3,5, ami az összes vizsgált komponens teljes elválasztását jelzi.

Az enzimatikus biokatalízis hatékony, szelektív és tiszta eszköznek bizonyult, mind a lipid szintéziséhez, mind katalizálásához. Az enzimek használata bizonyos ipari szakaszokban magas költségekkel jár a folyamatban, ezért elengedhetetlen a biokatalizátor újrafelhasználása. Viszont az enzim újrafelhasználását úgy kell elvégezni, hogy a kapott termék mindig azonos legyen, függetlenül az azonos tételű biokatalizátor újrafelhasználási ciklusától. Ehhez meg kell modellezni az enzimatikus reakció kinetikáját, az egyik legfontosabb paraméternek tekintve az enzim dezaktiválását.

Különböző enzimek felhasználásával végzett különféle tesztek során számos reakciókörülmény mellett úgy döntöttek, hogy az alkoholizációs reakciókban a Pseudomona cepacia (nemrég Burkhoderia cepacia osztályba sorolt) lipázával dolgozunk együtt, mivel ez magas triglicerid konverziót (90%) eredményezett csökkentett idő alatt és újrafelhasználása megvalósítható volt, mivel dezaktiválása az alkoholizációs reakciókban nagyon alacsony volt. Ennek a lipáznak a kezeléséhez immobilizációs módszert fejlesztettek ki, amely lehetővé tette az enzim kinyerését minden reakcióciklus után.

Látható volt, hogy a reakcióelegyben jelen lévő FAEE koncentrációk hogyan változtak a 2., 5., 10. és 15. ciklus alatt. A FAEE koncentrációja a reakció 6 órájában a 2., 5., 10. és 15. ciklusban 1104,3, 897,7, 613,9 és 441,8 mM volt. Ezek az eredmények azt mutatták, hogy a lipáz inaktiválása jelentős hatással volt a FAEE termelésére. Ha a deaktiválás elhanyagolható lenne, hasonló FAEE-szintet értek volna el a négy vizsgált ciklusban. Az enzimaktivitás időbeli csökkenésének leírására dezaktivációs kifejezést illesztettek be a kinetikai modellbe. Az illeszkedés minőségének javítása érdekében matematikai kifejezést alkalmaztunk az enzimatikus dezaktiváció leírására, amely irreverzibilis deaktiválási mechanizmusnak tekinthető, és ezzel párhuzamosan a lipáz irreverzibilis átrendeződése kíséri stabil aktív formát. Az enzim dezaktivációs modellel kapott értékek jól illeszkedtek a kísérleti adatokkal kapott értékekhez.

Ez az eredmény azt mutatta, hogy a lipáz inaktiválásának legvalószínűbb mechanizmusa két párhuzamos folyamatot követett, amely a lipáz stabil és aktív formájához, valamint inaktív formához vezetett. Emiatt ezt a deaktiválási modellt alkalmazták a reakcióidő előrejelzésében a biokatalizátor optimális újrafelhasználása érdekében. Az enzimatikus dezaktiválás ezen terminusának beépítése lehetővé tette az álreakciós idő fogalmának használatát, amely az egyes ciklusok reakcióidejét megfelelő új értékekké alakítja át, vagyis olyanokká, amelyek akkor lettek volna elérhetők, ha az enzimet részben nem deaktiválják .

Az álreakció idő fogalma reagál a lipáz inaktiválódására, és lehetővé teszi a különböző reakciók kinetikai adatainak kiigazítását ugyanazon lipáz adagban, de különböző mértékű dezaktiválással. Ennek a koncepciónak egy fontos alkalmazása az volt, hogy meg lehessen jósolni, hogy a reakcióelegynek mennyi ideig kell érintkeznie a lipázzal, hogy bizonyos mértékű alkoholízist érjen el, az alkalmazott lipáz dezaktiváltságának mértékétől függően.

Az első jóslást ugyanazzal a mennyiségű lipázzal készítettük, amelyet az előző 15 tesztben használtunk. Ez a tétel egy immobilizált lipáznak felelt meg, amely 90 órán át működött alkoholizációs reakciókban. A cél továbbra is a TAG-ek 90% -os konverziójának elérése volt, ami 933,7 mM FAEE-koncentrációt eredményezett, amelyet célként tűzött ki. Ezt a koncentrációt úgy kellett elérni, hogy nem vettük figyelembe az alkalmazott lipáz maradék aktivitását. A javasolt deaktiválási modell szerint a FAEE ezen koncentrációja által kiváltott pszeudo-reakcióidő t * = 2772 óra volt. Végül a kinetikai modellel kapott egyenlet felhasználásával meg lehetett jósolni azt az időt, amely szükséges ahhoz, hogy a 16. ciklus tartson a FAEE megcélzott moláris koncentrációjának eléréséhez. Ez a reakcióidő 19,7 óra volt. A 16. alkoholizálási ciklust kísérleti úton, 19,7 órán át hajtottuk végre, így a FAEE koncentrációja 876,0 mM volt. Ez az eredmény ésszerű összhangot mutatott ki a kísérleti átalakítás és a kinetikai modell által megjósolt között.

Egy biológiai és ipari szempontból fontos anyag lipidhordozásának példájaként elvégeztük a tirozol olajsavsavval történő észterezésének vizsgálatát. Ez a tanulmány a folyamatba beavatkozó különböző változók hatásának megismerésére összpontosított. A reakciót ekvimoláris körülmények között és oldószermentes reakcióközegben hajtjuk végre. A tirozol részecskeméretének, hőmérsékletének, biokatalizátor-koncentrációjának és csökkentett nyomásának hatásait tanulmányoztuk. Ezenkívül biokatalizátor újrafelhasználási vizsgálatokat, valamint antioxidáns aktivitást végeztek a rancimat teszt segítségével. Ezeket a vizsgálatokat az oktil-szilícium-dioxid agglomerátumokban immobilizált Candida antarctica lipáz és a Novozym által immobilizált Candida antarctica lipáz összehasonlításával végeztük (435).