چکیده
سورفکتین از طریق کاتالیز میکروارگانیسم‌ها به دست می‌آید که در مفهوم پالایش زیستی ما، طی پردازش پایین‌دست بر روی کربن فعال خالص می‌شود. وقتی کربن فعال با خواص ویژه مورداستفاده قرار می‌گیرد ممکن است علاوه بر سورفکتین حلقوی، آنالوگ‌های خطی سورفکتین نیز به دست آیند. در مقاله پیش رو، هیدرولیز آنالوگ‌های سورفکتین حلقوی مختلف به‌واسطه کربن فعال که شرح داده می‌شود، صورت گرفته و محصولات هیدرولیز با استفاده از HPLC/UV/MS شناسایی‌شده‌اند. در این مقاله همچنین فعالیت هیدرولیزی شش کربن فعال تجاری و سه کربن فعال اصلاح‌شده ارزیابی‌شده است. بافت متخلخل ACs با اندازه‌گیری میزان جذب و ترکیب اصلی سطح ACs به‌وسیله تجزیه SEM-EDS مشخص‌شده و مقدار pHPZC و رطوبت، خاکستر و محتوای ماده فرار آن‌ها نیز با استفاده از تجزیه گروهی تعیین‌شده و خواص ACs با فعالیت هیدرولیتیک آن‌ها ارتباط داده‌شده و نقش اصلی pHPZC آلکالین معین‌شده است. اثرات سودبخش pHPZC آلکالین نیز با تعدیل اسید کربن فعال که قبلاً فعالیت هیدرولیتی نشان داده بود و این توانایی بعد از کاهش pHPZC از بین رفته بود، مورد تائید قرارگرفته است.
کلمات کلیدی
آنالوگ سورفکتین، سورفکتین خطی، خطی کردن، بیوسورفکتانت، لیپوپپتید، دپسی پپتید، جاذب، کربن فعال تسهیل‌کننده، کاتالیزور کربن فعال، طیف‌سنجی جرمی.
Abstract
Surfactin is obtained through biocatalysis by microorganisms. In our biorefinery concept, it is purified on activated carbon (AC) during downstream processing. Besides cyclic surfactin, it is possible to obtain linear surfactin analogues, when AC with specific properties is used. In the present article, the hydrolysis of various cyclic surfactin analogues mediated by activated carbon is described. Hydrolysis products were identified using HPLC/UV/MS and (Q-TOF)MS/MS. Hydrolytic activity of six commercial and three modified activated carbons was evaluated. The porous texture of ACs was determined by sorption measurements and elemental composition of ACs surface – by SEM-EDS analysis. Their pHPZC value and moisture, ash, and volatile matter content using proximate analysis were also determined. Properties of ACs were correlated with their hydrolytic activity, and the crucial role of alkaline pHPZC was found. The beneficial effect of alkaline pHPZC was further confirmed by acid modification of AC that had previously shown hydrolytic activity and lost this ability after the pHPZC decrease.
چکیده
- مقدمه
- مواد و روش ها
- مواد
- ویژگی های کربن فعال
- حلال های LC
- هیدرولیز سورفکتین
- آنالیز
- تغییر شکل اسیدی کربن فعال شده
- بحث و نتایج
- هیدرولیز سورفکتین
- تایید ساختار سورفکتین خطی
- ارتباط بین پارامترهای کربن فعال و هیدرولیز سورفکتین
- تایید نقش کلیدی pHPZC بر میزان هیدرولیز سورفکتین
- نتایج
منابع
نتایج
تخمیر کنجاله کلزا به‌وسیله باکتری باسیلوس سوبتیلیس منجر به تولید مقدار زیادی از محصولاتی مانند سورفکتانت های زیستی، پلیمرهای زیستی و افزودنی‌های خوراکی می‌شود. ما در پالایش زیستی، برای خالص‌سازی سورفکتین بعد از بیوسنتز آن از کربن فعال استفاده می‌کنیم. اصلاح خواص AC به ما اجازه می‌دهد تا آنالوگ‌های سورفکتین خطی را از طریق هیدرولیز کاتالیز شده بر روی کربن فعال تولید کنیم. ساختارهای ترکیبات به‌دست‌آمده بر اساس آنالیز HPLC/UV/MS پیش‌بینی شدند. این آنالیز نشان دادند که پیک‌های یون مولکولی مطابق با پیک‌های HPLC-UV جدید دارای m/z = 8/1012، 8/1026، 8/1040 و 8/1054 می‌باشند که این مقادیر با Da18 بالاتر شش پیک استاندارد سورفکتین اصلی چهار آنالوگ که ازلحاظ طول زنجیره – هیدرو کسی اسید چرب، 12C، 13C، 14C و 15C متفاوت‌اند، سازگار هستند. برای شناسایی پیوند سورفکتین تحت هیدرولیز، طیف‌سنجی جرمی پشت سر هم انجام دادیم. تفکیک یون‌ها از سری‌های b و y در طیف یون‌های هر هفت آنالوگ ـ 16C-10C ـ و طیف قطعه پپتید سورفکتین خطی تولیدشده در منبع با Da4501/685 = m/z یافت شدند.
مسیرهای تفکیک یون‌ها ما را قادر به بیان این نکته می‌کند که کلواژ هیدرولیز در پیوند لاکتون صورت می‌گیرد و حلقه پپتیدی بازشده و منجر به تولید سورفکتین خطی می‌شود. هر پنج کربن فعال قابل‌دسترس تجاری فعالیت هیدرولیزی را نشان دادند و تنها جاذبی که سورفکتین را هیدرولیز نکرد Navicarbon زغالی می‌شد. در ضمن میزان هیدرولیز بسته به خواص کربن فعال و مدت‌زمان تماس متفاوت است، بطوریکه هر چه زمان تماس طولانی‌تر باشد، غلظت سورفکتین هیدرولیز شده در محلول بیشتر می‌شود. در این مورد تنها یک استثنا وجود دارد که مربوط به کربن فعال پیکاکتیف می‌شود که عمل جذب بر روی آن به‌صورت جزئی انجام می‌شود و بعد از 96 ساعت هیدرولیز، کاهش غلظت محصول را نشان می‌دهد. ما تکرارپذیری هیدرولیز سورفکتین را برای دو AC با بیشترین فعالیت کاتالیزوری اندازه گرفتیم که انحراف استاندارد ناحیه کلی پیک‌های سورفکتین خطی در کروماتوگرام های HPLC/UV حدود 10٪ شد.
رابطه بشدت مثبتی بین pHPZC کربن فعال و ناحیه کلی پیک‌های سورفکتین خطی در کروماتوگرام های HPLC/UV وجود داشت (8607/0 = R2). همچنین محتوای فلزی آلکالین (Na و K) در سطح AC تأثیر مثبت ضعیفی بر میزان هیدرولیز نشان می‌دهد و مطابق با داده‌های مکتوب جایی که هیدرولیز آلکالین سورفکتین صورت می‌گیرد مؤثرترین مورد است. بعلاوه، هر چه محتوای اکسیژن سطح AC بیشتر باشد، فعالیت هیدرولیزی AC ضعیف‌تر می‌شود. وضعیت مشابهی هنگام استفاده AC به‌عنوان کاتالیزور هیدرولیز 2،2،1،1- تتراکلرواتان مشاهده شد. نقش قطعی جایگاه‌های پایه در فعالیت کاتالیتی AC طی فرآیند هیدرولیز با اصلاح اسیدی یکی از ACها مورد تائید قرار گرفت. به‌عنوان نتیجه‌ای از کنش اسیدها، pHPZC کربن فعال تقریباً تا نزدیک خنثی کاهش یافت و محتوای خاکستر بیش از دو بار کم شد. کربن فعال اصلاح‌شده هیچ فعالیت هیدرولیزی نشان نداد که نقش کلیدی pHPZC آلکالین AC را در هیدرولیز سورفکتین تائید کند. این گزارش روش جدیدی را برای به دست آوردن آنالوگ‌های خطی سورفکتین ارائه می‌دهد که خواص کاتالیتی کربن فعال را نشان می‌دهد.
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.