Оценка экстракционный способности растворителя при выделении биологических поверхностно-активных веществ
Процессы экстракции широко используются для выделения активных компонентов из водных растворов, культуральных жидкостей микроорганизмов или растительного сырья. Однако выбор оптимальных растворителей преимущественно осуществляется эмпирически. Нами показано, что величины констант распределения низкомолекулярных веществ между двумя фазами или их растворимость в органических жидкостях зависят от сольватацийнои способности последних и могут быть количественно обобщены с помощью багатопараметрових уравнений, которые учитывают способность экстрагента к специфической и неспецифической сольватации и их когезии.
Этот подход был успешно применен к процессам выделения биологических поверхностно-активных веществ (биоПАВ). Бактерии рода Rhodococcus синтезируют поверхностно-активные трегалозолипиды и жирные кислоты (общие липиды), которые ассоциированы с клеточной стенкой. Поэтому их выделение целесообразно проводить из биомассы. Бактерии рода Pseudomonas синтезируют экстрацеллюлярное поверхностно-активные рамнолипиды. Их экстракцию проводили с рамнолипид-полисахаридного комплекса, который синтезируется культурой Pseudomonas sp. PS-17. Комплекс выделяли путем кислотного осаждения супернатанта культуральной жидкости.
Определено, что зависимость между выходом экстракта общих липидов и свойствами экстрагента может быть количественно охарактеризована трипараметровим линейным уравнением, которое учитывает способность экстрагента к неспецифической сольватации и его мольный объем. С помощью метода багатопараметрових уравнений установлено, что оптимальными экстрагента трегалозолипидив являются полярные вещества с относительно высокой молекулярной массой — высшие спирты, кетоны и т.д. Интересно, что способность растворителей к кислотно-основной (специфического взаимодействия) не влияет на выход экстракта.
В то же время в случае рамнолипидив определяющими характеристиками экстрагентов является основность и мольный объем. Следовательно, можно прогнозировать, что благими экстрагента для рамнолипидив будут выше триалкиламины с высокой основности (например трибутиламин, хинолин).
При качественном анализе полученных экстрактов общих липидов из биомассы бактерий рода Rhodococcus (методом тонкослойной хроматографии) обнаружили, что не у всех экстрактах присутствовал трегалозомономиколат — соединение с наибольшей полярностью наименее молекулярной массой. Для него лучше экстрагента является ниже спирты и кетоны (например, метанол, ацетон), а также хлороформ.
Таким образом, впервые показано, что исходя из принципа линейности свободных энергий, данные по растворимости липидных биоПАВ (рамнолипидив, трегалозолипидив, жирных кислот и др.). Могут быть количественно связаны со свойствами растворителей с помощью линейных багатопараметрових уравнений. Такое обобщение позволяет провести подбор оптимального экстрагента для новых биогенных поверхностно-активных соединений.
Источник: Пристай М.В., Покиньброда Т.Я., Карпенко О.В., Макітра Р.Г. Оцінка екстракційної здатності розчинників при виділенні біологічних поверхнево-активних речовин / Биотехнология сборник