Взаимодействие меланоидинов, пролина и валина с сорбентами различной природы
Аннотация
Одной из важных производственных задач является выделение чистых аминокислот из промышленных растворов. Полученные в результате химической или микробиологической обработки растворы аминокислот имеют ряд примесей, преимущественно органических. Микробиологическому синтезу пролина сопутствует наличие в культуральной жидкости валина, лейцина, аланина и окрашенных высокомолекулярных компонентов, относящихся к группе меланоидинов. Меланоидины пролинокислого производства являются высокомолекулярными соединениями, содержащими аминокислотные фрагменты, гетероциклические структуры и имеющими в составе амидные связи. Меланоидины в растворах способны существовать в катионной, биполярной и анионной формах. Они отличаются по молекулярным массам, размерам молекул и изоэлектрическому состоянию.
Для выделения целевой аминокислоты возможно применение различных ионообменных способов. Следует заметить, что взаимодействие аминокислот с ионообменными материалами является сложным процессом, зависящим от электролитических свойств сорбата и сорбента и сопровождается множеством побочных эффектов. Знание особенностей взаимодействия в системе «аминокислота-сорбент» и факторов, оказывающих влияние на транспорт ионов сорбата в фазе сорбента, является необходимым условием при выборе способа выделения целевого продукта. Целью данной работы было установление влияния рН на процесс сорбции пролина и валина высокоосновными ионообменниками, выявление особенностей их взаимодействия и использование полученных результатов для оптимизации условий разделения аминокислот.
Изучен процесс взаимодействия биполярных ионов и анионов пролина (Про±, Про-) и валина (Вал±, Вал-) с анионитами АВ-17-8 и АВ-17-2П. Установлено, что механизм переноса ионов аминокислот в гранульных сорбентах зависит от величины рН в системе «анионит-внешний раствор». На основании изученных взаимодействий предложены способы анионообменного разделения пролина и валина. Выбраны условия разделения пролина и валина на анионите АВ-17-2П в ОН-форме (рН исходного раствора 6.6-6.7; скорость пропускания растворов 2 см3/мин). Результаты по разделению аминокислот свидетельствуют о том, что даже в одноактном процессе сорбции в пяти-семи фракциях, содержащих пролин, отсутствуют ионы валина, а концентрация пролина в 2.0-2.7 раза превышает таковую в исходном растворе.
Скачивания
Литература
Murav'ev D.N., Obrezkov O. N. Issledovanie sverhjekvivalentnoj sorbcii cvitterlitov. Zhurn. fiz. himii. 1986; 60 (2): 396-401. (In Russ.).
Davankov V. A, Navratil Dzh., Uolton H, Ligandoobmennaja hromatografija. M., Mir, 1990, 294 р. (In Russ.).
Selemenev V.F. Mezhmolekuljarnye vzaimodejstvija i obrazovanie peresyshhennyh rastvorov aminokislot v faze vysokoosnovnogo anionita / V.F. Selemenev, O.B. Rudakov, D.L. Kotova, T.V. Eliseeva, I.V. Voronyuk, S.I. Karpov, N.A. Belanova et al. V kn. «Nasledie M.S. Cveta v trudah voronezhskih himikov». V.1. Voronezh, Nauchnaja kniga, 2021: 89-131. (In Russ.).
Lindenmeier M., Faist V., Hormann T. Structural and functional characterization of prolyn-lysine, a novel protein modification in bread crust melanoidins showing in vitro antioxidative and phase I/II enzyme modulating activity. J. Agricultural and food chemistry. 2002; 50: 6697-7006.
Sapronov A.R., Sapronova L.A., Ermolaev S.V. Tehnologija saharnogo proizvodstva. Sankt-Peterburg, ID «Professija», 2015, 296 р. (In Russ.).
Ponomareva A.M. Reakcija melanoidinoobrazovanija i ee rol' v processe prigotovlenija hleba. Prikladnaja biohimija i mikrobiologija. 1965; 1 (5): 566-584. (In Russ.).
Selemenev V.F. Melanoidiny. Voronezh: Izd. VGU, 2004, 195 р. (In Russ.).
Selemenev V.F., Rudakov O.B., Slavinskaja G.V., Drozdova N.V. Pigmenty pishhevyh proizvodstv (melanoidiny). M., DeLi print, 2008. 246 р. (In Russ.).
Tarasova I.A. Issledovanija saharosoderzhashhih krasjashhih rastvorov metodom differencial'no skanirujushhej kalorimetrii. Sahar. 2017; 3: 48-49. (In Russ.).
Cjurupa M.P. Pogloshhenie okrashennyh veshhestv iz fermentacionnyh rastvorov lizina «sverhsshitym» polistirol'nym sorbentom. Prikladn. biohimija i mikrobiologija. 1985; 21 (1): 72-77.
Selemenev V.F. Obmennye processy i mezhmolekuljarnye vzaimodejstvija v sisteme anionit-voda-aminokislota: Diss...d-ra him. nauk. Voronezh, 1993. 596 р.
Pimentel Dzh., Mak-Klellan O. Vodorodnaja svjaz'. M., Mir, 1964, 462 р.
Dehant I. Infrakrasnaja snektroskonija polimerov. M., Himija, 1976, 471 р.
Zagorodni A.A., Kotova D. L, Selemener V.F. Infrared spectroscopy of ion exchange resins: chemical deterioration of the resins. Reactive and Functional Polymers. 2002; 53: 157-171.
Borrelli R.C., Viscontu A., Mennella C., et al. Chemical characterization and antioxidant properties of coffee melanoidins. J. Agric.Food Chem. 2002; 50 (22): 6527-6533.
Martins S.J.F.S., Van Boekel M.A.H.S. Melanoidins extinction coefficient on the glucose/glycine Maillard reaction. Food Chemistry. 2003; 83 (1): 135-142.
Patil P.U., Kapadnis B.H., Dhamankar V.S. Decolorisation of synthetic melanoidin and biogas effluent by immobilised fungal isolate of Aspergillus niger UM2. Internat. sugar Journal. 2003; 105: 1249.
Chikin G.A., Mjagkoj O. N. Ionoobmennye metody ochistki veshhestv. Voronezh, Izd. VGU, 1984, 372 р. (In Russ.).
Hajs N. M., Macek K. M. Hromatografija na bumage. Moskva, IL, 1962, 831 р.
Selemenev V.F. Bezreagentnye ionoobmennye metody vydelenija fiziologicheski aktivnyh veshhestv. Vedushhie nauchno-pedagogicheskie kollektivy. Voronezh, Voronezh. un-t, 2003, 588 р. (In Russ.).
Obretenov C., Demyttenaere J., Tehrani K.A., et al. Flavor release in the presence of melanoidins prepared from L-(+)-ascorbic acid and amino acids. J. Agricultural Food Chemistry, 2002; 50 (15): 4244-4250.
