hrvatski

Razvoj vodenog dvofaznog sustava na bazi eutektičnih otapala za kontinuiranu ekstrakciju proteina u mikroekstraktoru

U posljednje vrijeme sve više raste interes za upotrebom enzima kao katalizatora. Pri tome se posebno ističe enzim lipaza kojega karakteriziraju velika aktivnost u blagim reakcijskim uvjetima i širok spektar reakcija koje katalizira. Zbog toga je od presudne važnosti proizvesti enzim lipaza velike katalitičke aktivnosti za što je neophodno provesti njegovo pročišćavanje. Pročišćavanje enzima je vrlo često skup i spor postupak ako se koriste konvencionalne metode pa se u današnje vrijeme teži razvoju alternativnih, održivih i učinkovitih metoda. Velik interes u kontekstu pročišćavanja proteina i drugih biomolekula privlači upotreba vodenih dvofaznih sustava koji su prepoznati kao zelena i jeftina ekstrakcijska sredstva, a dodatna prednost im je izražena fleksibilnost. Vodeni dvofazni sustavi na bazi eutektičnih otapala zbog svoje netoksičnosti i biorazgradivosti odgovaraju svim zahtjevima i principima zelene kemije. Za procese pročišćavanja osjetljivih biomolekula kao što su proteini i enzimi često se primjenjuju i mikrosustavi jer omogućuju intenzifikaciju procesa uz vrlo malu vjerojatnost narušavanja strukture molekula te provedbu kontinuiranog procesa. U ovom radu razvijena je metoda za kontinuiranu mikroekstrakciju proteina, odnosno pročišćavanje enzima lipaza korištenjem vodenog dvofaznog sustava na bazi eutektičnog otapala. Nakon ispitivanja utjecaja sastava eutektičnog otapala i koncentracije soli na učinkovitost ekstrakcije u šaržnom sustavu, optimalnim se pokazao sustav s eutektičnim otapalom betain: urea i koncentracijom K2HPO4 od 0, 7 g/mL. Odabrani vodeni dvofazni sustav korišten je za ekstrakciju proteina u mikroekstraktoru gdje je ispitan utjecaj vremena zadržavanja, ultrazvuka, temperature i promjera kanala na učinkovitost procesa ekstrakcije. Optimalna učinkovitost ekstrakcije iznosila je 98, 50 %, a ostvarena je za vrijeme zadržavanja od 30 s u mikrosustavu promjera kanala 1000 µm i pri temperaturi 25 °C. S obzirom na učinkovitost ekstrakcije u šaržnom sustavu koja je iznosila 94, 70 % za vrijeme od 30 min primjena mikroekstraktora rezultirala je intenzifikacijom procesa. Ispitana je i mogućnost ponovne uporabe eutektičnog otapala te je ono uspješno korišteno u nekoliko ekstrakcijskih ciklusa u šaržnom sustavu i u mikrosustavu. Razvijena metoda mikroekstrakcije i kapacitet eutektičnog otapala dodatno su ispitani korištenjem sirovog enzima lipaza proizvedenog fermentacijom Thermomyces lanuginosus na pogači buče. Uz to, proces mikroekstrakcije je uspješno opisan 2D matematičkim modelom.

ekstrakcija, mikrosustavi, eutektična otapala, enzim lipaza, Thermomyces lanuginosus

nije evidentirano