Мэдээ - Сэргээгдэх эх үүсвэрээс байгалийн ваниллин үйлдвэрлэх

I.Танилцуулга

Ваниллин бол дэлхийн хамгийн алдартай бөгөөд өргөн хэрэглэгддэг амт нэгдлүүдийн нэг юм.Уламжлал ёсоор үүнийг ванилийн шошноос гаргаж авдаг бөгөөд энэ нь өндөр өртөгтэй бөгөөд тогтвортой байдал, нийлүүлэлтийн гинжин хэлхээний эмзэг байдалтай холбоотой бэрхшээлтэй тулгардаг.Гэсэн хэдий ч биотехнологи, ялангуяа бичил биетний биотрансформацийн салбарт дэвшил гарч ирснээр байгалийн ваниллин үйлдвэрлэх шинэ эрин үе гарч ирэв.Байгалийн түүхий эдийг биологийн хувиргалтанд бичил биетнийг ашиглах нь ваниллин нийлэгжүүлэх эдийн засгийн үр ашигтай замыг бий болгосон.Энэ арга нь тогтвортой байдлын асуудлуудыг шийдвэрлэхээс гадна амт үйлдвэрлэлийн салбарт шинэлэг шийдлүүдийг санал болгодог.SRM Шинжлэх Ухаан Технологийн Хүрээлэн (SRMIST)-ийн хийсэн судалгаагаар ваниллиний биологийн нийлэгжилтийн эклектик хандлагыг иж бүрэн тоймлон гаргаж, ванилиныг янз бүрийн субстратаас биологийн нийлэгжүүлэх янз бүрийн арга техникийг нэгтгэн дүгнэж, хүнсний салбарт түүний хэрэглээг харуулсан болно. хүнсний үйлдвэрлэлийн хэрэглээ.

II.Байгалийн ваниллиныг сэргээгдэх эх үүсвэрээс хэрхэн яаж авах вэ

Ферулийн хүчлийг субстрат болгон ашиглах

Цагаан будааны хивэг, овъёос хивэг зэрэг эх үүсвэрээс гаргаж авсан ферулийн хүчил нь ваниллинтэй ижил төстэй бүтэцтэй бөгөөд ваниллин үйлдвэрлэхэд өргөн хэрэглэгддэг прекурсор субстрат болдог.Ферулийн хүчлээс ваниллин үйлдвэрлэхэд Pseudomonas, Aspergillus, Streptomyces, мөөгөнцөр зэрэг янз бүрийн бичил биетүүдийг ашигласан.Амиколатопсис, цагаан ялзрах мөөг зэрэг зүйлүүд нь ферулийн хүчлээс ваниллин үйлдвэрлэх боломжит нэр дэвшигчид гэж тодорхойлсон байдаг.Хэд хэдэн судалгаагаар бичил биетэн, ферментийн арга, хөдөлгөөнгүй систем ашиглан ферулийн хүчлээс ваниллин үйлдвэрлэх талаар судалж, энэ аргын олон талт байдал, боломжуудыг онцолсон.

Ферулийн хүчлээс ваниллиний ферментийн нийлэгжилтэнд ферулойлэстераза гол фермент оролцдог бөгөөд энэ нь ферулийн хүчил дэх эфирийн бондын гидролизийг хурдасгаж, ваниллин болон бусад холбогдох дагалдах бүтээгдэхүүнийг ялгаруулдаг.Судлаачид эсгүй систем дэх ваниллиний биосинтетик ферментийн оновчтой хэмжээг судалснаар ферул хүчил (20мМ) ваниллин (15мМ) болгон хувиргах чадвартай Escherichia coli-ийн сайжруулсан рекомбинант омгийг бүтээжээ.Нэмж дурдахад бичил биетний эсийн хөдөлгөөнгүй байдлыг ашиглах нь янз бүрийн нөхцөлд маш сайн био нийцтэй, тогтвортой байдлын улмаас олны анхаарлыг татсан.Ферулийн хүчлээс ваниллин үйлдвэрлэх шинэ хөдөлгөөнгүй болгох аргыг боловсруулж, коэнзимийн хэрэгцээг арилгасан.Энэ арга нь ферулын хүчлийг ваниллин болгон хувиргах үүрэгтэй коэнзим-бие даасан декарбоксилаза ба коэнзимээс хамааралгүй оксигеназа юм.FDC болон CSO2-ийг хамтран хөдөлгөөнгүй болгосноор арван урвалын мөчлөгт ферулийн хүчлээс 2.5 мг ваниллин гаргаж авах боломжтой болсон нь хөдөлгөөнгүй ферментийн биотехнологийн тусламжтайгаар ваниллин үйлдвэрлэх анхдагч жишээ юм.

Eugenol/Isoeugenol-ийг субстрат болгон ашиглах

Эугенол ба изоугенол нь био хувиргахад ваниллин болон түүнтэй холбоотой метаболитуудыг үүсгэдэг бөгөөд тэдгээр нь янз бүрийн хэрэглээ, эдийн засгийн чухал ач холбогдолтой болохыг тогтоожээ.Хэд хэдэн судалгаагаар генийн өөрчлөлттэй, байгалийн гаралтай бичил биетүүдийг эвгенолоос ваниллин нийлэгжүүлэхэд ашиглах талаар судалжээ.Эугенол задрах боломж нь янз бүрийн бактери, мөөгөнцөр, түүний дотор Bacillus, Pseudomonas, Aspergillus, Rhodococcus зэрэгт ажиглагдсан нь евгенолоос гаралтай ваниллин үйлдвэрлэх чадварыг харуулж байна.Аж үйлдвэрийн орчинд ваниллин үйлдвэрлэх фермент болгон эвгенол оксидазыг (EUGO) ашиглах нь ихээхэн боломж байгааг харуулж байна.EUGO нь рН-ийн өргөн хүрээний тогтвортой байдал, идэвхжилийг харуулдаг бөгөөд уусдаг EUGO нь идэвхийг нэмэгдүүлж, урвалын хугацааг бууруулдаг.Түүнчлэн хөдөлгөөнгүй EUGO-г ашиглах нь биокатализаторыг 18 хүртэлх урвалын мөчлөгт нөхөн сэргээх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь биокатализаторын гарцыг 12 дахин нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг.Үүний нэгэн адил хөдөлгөөнгүй болсон CSO2 фермент нь коэнзимд найдахгүйгээр изоугенолыг ваниллин болгон хувиргахад тусалдаг.

Бусад субстрат

Ферулийн хүчил ба эвгенолоос гадна ванилийн хүчил, C6-C3 фенилпропаноид зэрэг бусад нэгдлүүд нь ваниллин үйлдвэрлэх боломжит субстратууд болох нь тогтоогдсон.Лигниний задралын дайвар бүтээгдэхүүн эсвэл бодисын солилцооны замд өрсөлддөг бүрэлдэхүүн хэсэг болгон үйлдвэрлэсэн ванилийн хүчил нь био суурилсан ваниллин үйлдвэрлэх гол урьдчилсан бодис гэж тооцогддог.Цаашилбал, ваниллины нийлэгжилтэнд C6-C3 фенилпропаноидыг ашиглах талаархи ойлголтыг өгөх нь тогтвортой, шинэлэг амтыг бий болгох онцгой боломжийг олгодог.

Дүгнэж хэлэхэд, бичил биетний биотрансформациар дамжуулан байгалийн ваниллин үйлдвэрлэхэд сэргээгдэх нөөцийг ашиглах нь амт үйлдвэрлэлийн салбарт чухал хөгжил юм.Энэхүү арга нь ваниллин үйлдвэрлэх өөр, тогтвортой замыг санал болгож, тогтвортой байдлын асуудлыг шийдэж, уламжлалт олборлох аргуудаас хамаарлыг бууруулдаг.Хүнсний үйлдвэрлэлд ваниллиний олон төрлийн хэрэглээ, эдийн засгийн үнэ цэнэ нь энэ чиглэлээр үргэлжлүүлэн судалгаа, хөгжүүлэлтийн ач холбогдлыг онцолж байна.Байгалийн ваниллины үйлдвэрлэлийн салбарын ирээдүйн дэвшил нь амт үйлдвэрлэлийн салбарт хувьсгал хийх боломжтой бөгөөд амт шинэчлэлтийг тогтвортой, байгальд ээлтэй хувилбараар хангах боломжтой юм.Бид сэргээгдэх нөөц болон биотехнологийн дэвшлийн нөөц бололцоогоо үргэлжлүүлэн ашиглахын хэрээр төрөл бүрийн субстратаас байгалийн ваниллин үйлдвэрлэх нь тогтвортой амтыг бий болгох ирээдүйтэй арга зам болж байна.

III.Байгалийн ваниллин үйлдвэрлэхэд сэргээгдэх нөөцийг ашиглах нь ямар ашиг тустай вэ?

Байгал орчинд ээлтэй:Ваниллин үйлдвэрлэхэд ургамал, биомассын хаягдал зэрэг сэргээгдэх нөөцийг ашиглах нь чулуужсан түлшний хэрэгцээг бууруулж, байгаль орчинд үзүүлэх сөрөг нөлөөллийг бууруулж, хүлэмжийн хийн ялгарлыг бууруулах боломжтой.

Тогтвортой байдал:Сэргээгдэх нөөцийг ашиглах нь эрчим хүч, түүхий эдийн тогтвортой хангамжийг бий болгож, байгалийн нөөцийг хамгаалах, хойч үеийнхээ хэрэгцээг хангахад тусалдаг.

Биологийн олон янз байдлыг хамгаалах:Сэргээгдэх нөөцийг зохистой ашигласнаар зэрлэг ургамлын нөөцийг хамгаалах боломжтой бөгөөд энэ нь биологийн олон янз байдлыг хамгаалах, экологийн тэнцвэрт байдлыг хадгалахад хувь нэмэр оруулдаг.

Бүтээгдэхүүний чанар:Синтетик ваниллинтэй харьцуулахад байгалийн ваниллин нь үнэрийн чанар, байгалийн шинж чанараараа илүү давуу талтай байж болох бөгөөд энэ нь амт, үнэртэй бүтээгдэхүүний чанарыг сайжруулахад тусална.

Чулуужсан түлшний хараат байдлыг бууруулах:Сэргээгдэх нөөцийг ашиглах нь ховор чулуужсан түлшний хамаарлыг бууруулахад тусалдаг бөгөөд энэ нь эрчим хүчний аюулгүй байдал, эрчим хүчний бүтцийн олон талт байдалд ашигтай юм.Дээрх мэдээлэл таны асуултанд хариулна гэж найдаж байна.Хэрэв танд англи хэл дээрх лавлах баримт бичиг хэрэгтэй бол надад мэдэгдээрэй, ингэснээр би үүнийг танд өгөх болно.

IV.Дүгнэлт

Тогтвортой, байгаль орчинд ээлтэй хувилбар болгон байгалийн ваниллин үйлдвэрлэхийн тулд сэргээгдэх нөөцийг ашиглах боломж нь чухал юм.Энэ арга нь байгалийн ваниллиний өсөн нэмэгдэж буй эрэлтийг шийдвэрлэхийн зэрэгцээ синтетик үйлдвэрлэлийн аргуудаас хамааралтай байдлыг багасгах амлалт өгдөг.

Байгалийн ваниллин нь амтлагчийн салбарт чухал байр суурь эзэлдэг бөгөөд өвөрмөц үнэрээрээ үнэлэгддэг бөгөөд төрөл бүрийн бүтээгдэхүүнд амт оруулагч болгон өргөн хэрэглэгддэг.Байгалийн ваниллин нь мэдрэхүйн өндөр мэдрэмжтэй, байгалийн амтыг илүүд үздэг тул хоол хүнс, ундаа, үнэртний үйлдвэрлэлд эрэлт хэрэгцээтэй найрлага болох байгалийн ваниллины ач холбогдлыг онцлон тэмдэглэх нь чухал юм.

Цаашилбал, байгалийн ваниллин үйлдвэрлэлийн салбар нь цаашдын судалгаа, хөгжүүлэлтийн томоохон боломжийг нээж өгдөг.Үүнд сэргээгдэх нөөцөөс байгалийн ваниллин үйлдвэрлэх үр ашиг, тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлэх шинэ технологи, шинэлэг хандлагыг судлах зэрэг орно.Нэмж дурдахад үйлдвэрлэлийн цар хүрээтэй, хэмнэлттэй аргуудыг хөгжүүлэх нь байгалийн ваниллиныг амт үйлдвэрлэлийн салбарт тогтвортой, байгальд ээлтэй хувилбар болгон өргөнөөр нэвтрүүлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэнэ.