Soforolipid - Sophorolipid

Bir sophorolipid seçilen sayıda patojenik olmayan tarafından sentezlenebilen yüzey aktif bir glikolipid bileşiğidir. Maya Türler.[1] Biyolojik bozunurlukları ve düşük ekolojik toksisiteleri nedeniyle potansiyel biyo-yüzey aktif maddelerdir.

Yapısı ve özellikleri

Sophorolipidler, 16 veya 18 karbon atomlu hidrofobik bir yağ asidi kuyruğu ve bir hidrofilik karbonhidrat kafasından oluşan glikolipidlerdir. ikinci sınıf, alışılmadık bir β-1,2 bağına sahip bir glikoz türevli di-sakarit ve 6ide- ve / veya 6 or ′ pozisyonlarında asetillenebilir. Bir terminal veya alt terminal hidroksillenmiş yağ asidi, soforoz modüle P-glikosidik olarak bağlıdır. Bu yağ asidinin karboksilik ucu ya serbesttir (asidik ya da açık biçimde) ya da dahili olarak 4 ′ ′'de ya da bazı nadir durumlarda 6′- veya 6 ′ position konumunda (laktonik form) dahili olarak esterlenmiştir.[2] Soforolipidlerin fizikokimyasal ve biyolojik özellikleri, fermentatif broth'ta üretilen asidik formlara karşı laktonun dağılımından önemli ölçüde etkilenir. Genel olarak, lakton sophorolipidler yüzey gerilimini azaltmada daha etkilidir ve daha iyi antimikrobiyal maddelerdir, oysa asidik sophorolipidler daha iyi köpürme özellikleri sergiler. Asetil grupları ayrıca sophorolipidlerin hidrofilikliğini azaltabilir ve antiviral ve sitokin uyarıcı etkilerini artırabilir.[3]

Bal benzeri viskoz, yağlı, asidik sophorolipidlerin katı hal fermantasyonu (SSF) ile üretilen starmerella bombicola.[4]

Soforolipidler çeşitli patojenik olmayan maya türleri tarafından üretilir. Candida apicola, Rodotorula bogoriensis,[5] Wickerhamiella domercqiae,[6] ve Starmerella bombicola.[7][8]Yakın zamanda yapılan araştırmalar, sophorolipidlerin biyoreaktör ile bir döngü içinde bir yerçekimi ayırıcısı kullanılarak bir fermantasyon sırasında geri kazanılabileceğini ve 4,24 g / l / sa verimlilikte> 770 g / l sophorolipid üretimini mümkün kıldığını göstermiştir; fermantasyon süreci [9] Biyolojik yüzey aktif maddelerin istenen özellikleri biyolojik olarak parçalanabilirlik ve düşük toksisitedir.[10][11] Soforolipidler ait birkaç maya tarafından üretilmiştir Candida ve Starmerella clade[12][13] ve Rhamnolipid tarafından üretilen Pseudomonas aeruginosa[14] vb.

Biyolojik bozunurluk, düşük toksisite ve yüksek üretim potansiyelinin yanı sıra, sophorolipidler yüksek bir yüzey ve arayüzey aktivitesine sahiptir. Sophorolipidlerin daha düşük olduğu bildirildi yüzey gerilimi (ST) 72 ila 30-35 mN / m su ve arayüzey gerilimi (IT) su / heksadekan 40 ila 1 mN / m.[15] Buna ek olarak, sophorolipidlerin geniş sıcaklık, basınç ve iyonik kuvvet aralıkları altında işlev gördüğü bildirilmektedir; ve ayrıca Antimikrobiyal dahil olmak üzere bir dizi başka yararlı biyolojik aktiviteye sahiptirler.[5] virüsidal[3] Antikanser, İmmüno-modülatör özellikler.[5]

Araştırma

Soforolipid üretiminin çeşitli yönleri hakkında ayrıntılı ve kapsamlı bir literatür incelemesi (örn. Mikroorganizmaların üretilmesi, biyo-sentetik yol, ortam bileşenlerinin etkisi ve diğer fermantasyon koşulları ve sophorolipidlerin aşağı akış süreci, Van Bogaert ve diğerlerinin yayınlanmış çalışmasında mevcuttur.[5][16] Bu çalışma aynı zamanda sophorolipidlerin (ve türevlerinin) potansiyel uygulamalarının yanı sıra, sophorolipid verimini artırmak için genetik mühendisliği suşlarının potansiyelini tartışmaktadır. Araştırmacılar, daldırılmış fermantasyonda sophorolipid üretiminin optimizasyonuna odaklandılar.[17][18] ancak bazı çabalar, katı hal fermentasyonu (SSF) kullanılarak soforololipid üretimi olasılığını da araştırmıştır.[4] Üretim süreci, kullanılan karbon ve yağ substratlarının spesifik özelliklerinden önemli ölçüde etkilenebilir; ve daha geleneksel alt tabakalara çeşitli ucuz alternatifler araştırılmıştır. Bu potansiyel substratlar şunları içerir: biyodizel yan ürün akışları,[19] atık kızartma yağı,[20][21] restoran atık yağı,[22] endüstriyel yağ asidi kalıntıları,[23] mango tohumu yağı,[24] ve soya fasulyesi koyu yağı. Bu substratların çoğunun kullanılması, geleneksel fermantasyon substratlarına kıyasla daha düşük verimle sonuçlanmıştır.

Soforolipidlerin ve polisoforolipidlerin kimyasal modifikasyonları

Doğal sophorolipidlerin yüzey aktif madde özelliklerinin performansını artırmak için, kimyasal modifikasyon yöntemleri aktif olarak takip edilmiştir.[25] Son zamanlarda araştırmacılar, biyomalzeme uygulamalarında umut verici potansiyeller gösteren polisoforolipidler olarak bilinen yeni bir polimer türü için halka açılma metatez polimerizasyonu yoluyla sophorolipidleri yapı taşları olarak uygulama olasılığını gösterdi.[26]

Referanslar

  1. ^ Ribeiro, Isabel; Castro, Matilde; Ribeiro, Maria (2013). "Sophorolipids". Mikrobiyal Mühendislik Uygulamaları. sayfa 367–407. doi:10.1201 / b15250-15. ISBN  978-1-4665-8577-5.
  2. ^ Davila, A.-M .; Marchal, R .; Vandecasteele, J.-P., Lipidik öncüllerden Sophorose lipid üretimi: Endüstriyel substratların tahmini değerlendirmesi. Journal of Industrial Microbiology 1994, 13 (4), 249-257.
  3. ^ a b Shah, V .; Doncel, G. F .; Seyoum, T .; Eaton, K. M .; Zalenskaya, I .; Hagver, R .; Azim, A .; Gross, R., Sophorolipids, anti-human immunodeficiency virus ve sperm-immobilizing aktiviteleri ile mikrobiyal glikolipidler. Antimicrob Agents Chemother 2005, 49 (10), 4093-4100.
  4. ^ a b Parekh, V. J .; Pandit, A. B., Glikoz, buğday kepeği ve oleik asit kullanılarak Starmerella bombicola NRRL Y-17069'dan Sophorolipidlerin Üretimi için Katı Hal Fermentasyonu (SSF). Biyoteknoloji ve Eczacılıkta Güncel Eğilimler 2012, 6 (4), 418-424.
  5. ^ a b c d Van Bogaert, I.N. A .; Zhang, J .; Soetaert, W., sophorolipidlerin mikrobiyal sentezi. Proses Biyokimyası 2011, 46 (4), 821-833
  6. ^ Chen, J .; Şarkı, X .; Zhang, H .; Qu, Y. B .; Miao, J.Y., Yeni maya suşu Wickerhamiella domercqiae'den üretilen Sophorolipid, H7402 insan karaciğer kanseri hücrelerinde apoptozu indükler. Uygulamalı Mikrobiyoloji ve Biyoteknoloji 2006, 72 (1), 52-59.
  7. ^ Kurtzman, C. P .; Price, N. P .; Ray, K. J .; Kuo, T. M., Soforolipid biyo yüzey aktif maddelerin Starmerella (Candida) bombicola maya sınıfının çoklu suşları ile üretimi. FEMS Microbiol Lett 2010, 311 (2), 140-146.
  8. ^ Parekh, V. J .; Pandit, A.B., sophorolipid biosurfactant'ın fermentatif üretiminin optimizasyonu starmerella bombicola NRRL Y-17069 yanıt yüzeyi metodolojisini kullanarak. Uluslararası Eczacılık ve Biyolojik Bilimler Dergisi 2011, 1 (3), 103-116
  9. ^ B.Dolman, C.Kaisermann vd. Entegre sophorolipid üretimi ve yerçekimi ayırma, Process Biochemistry 2017, 54, 162-171.
  10. ^ Deleu, M .; Paquot, M., Yenilenebilir sebze kaynaklarından mikroorganizmalara: yüzey aktif maddelerdeki yeni eğilimler. Rendus Chimie 2004, 7 (6–7), 641-646'yı birleştirir
  11. ^ Mohan, P. K .; Nakhla, G .; Yanful, E. K., Aerobik, anoksik ve anaerobik koşullar altında yüzey aktif cisimlerinin biyolojik bozunmasının biyokinetiği. Su Araştırması 2006, 40 (3), 533-540
  12. ^ Kurtzman CP, Price NP, Ray KJ, Kuo TM (Ekim 2010). "Starmerella (Candida) bombicola maya sınıfının birden fazla türü tarafından sophorolipid biyo yüzey aktif maddelerin üretimi". FEMS Microbiol. Mektup. 311 (2): 140–6. doi:10.1111 / j.1574-6968.2010.02082.x. PMID  20738402.
  13. ^ Parekh, V. J .; Pandit, A.B. (2011). "Yanıt yüzey metodolojisi kullanılarak starmerella bombicola NRRL Y-17069 tarafından sophorolipid biyo yüzey aktif maddenin fermentatif üretiminin optimizasyonu". Uluslararası Eczacılık ve Biyolojik Bilimler Dergisi. 1 (3): 103–116.
  14. ^ Ito S, Honda H, Tomita F, Suzuki T (Aralık 1971). "N-parafin üzerinde büyütülen Pseudomonas aeruginosa tarafından üretilen ramnolipidler (C 12, C 13 ve C 14 fraksiyonlarının karışımı)". J. Antibiyotik. 24 (12): 855–9. doi:10.7164 / antibiyotikler.24.855. PMID  4334639.
  15. ^ Cooper, D. G .; Paddock, D.A., Torulopsis bombicola'dan bir Biyo yüzey aktif maddenin Üretimi. Appl Environ Microbiol 1984, 47 (1), 173-176.
  16. ^ Van Bogaert I (2008) Candida bombicola mayası tarafından sophorolipidlerin mikrobiyal sentezi. Doktora tezi, Biyobilim Mühendisliği Fakültesi, Ghent Üniversitesi, Ghent, Belçika, 239 p
  17. ^ Parekh, V. J .; Pandit, A. B., sophorolipid biyosurfaktanın fermentatif üretiminin, yanıt yüzey metodolojisi kullanılarak starmerella bombicola NRRL Y-17069 tarafından optimizasyonu. Uluslararası Eczacılık ve Biyolojik Bilimler Dergisi 2011, 1 (3), 103-116.
  18. ^ Rispoli, F. J .; Badia, D .; Shah, V., Tek yönlü sentroid tasarımı kullanılarak Candida bombicola ATCC 22214'ten sophorolipid üretimi için fermentasyon ortamının optimizasyonu. Biotechnology Progress 2010, 26 (4), 938-944.
  19. ^ Ashby, R .; Nuñez, A .; Solaiman, D. Y .; Foglia, T., bir biyodizel yan ürün akışından gelen Sophorolipid biyosentezi. Amerikan Petrol Kimyacıları Derneği Dergisi 2005, 82 (9), 625-630.
  20. ^ Fleurackers, S. J. J., Soforolipidlerin sentezinde atık kızartma yağının kullanımı üzerine. European Journal of Lipid Science and Technology 2006, 108 (1), 5-12.
  21. ^ Wadekar, S .; Kale, S .; Lali, A .; Bhowmick, D .; Pratap, A., Starmerella bombicola (ATCC 22214) tarafından işlenmemiş ve atık kızartma yağlarından Sophorolipid üretimi ve atık yağların aktif toprak işlemesinin etkileri. JAOCS, Journal of the American Oil Chemists 'Society 2012, 89 (6), 1029-1039.
  22. ^ Shah, V .; Jurjevic, M .; Badia, D., Soforolipid üretimi için bir öncü olarak restoran atık yağının kullanılması. Biotechnol Prog 2007, 23 (2), 512-515.
  23. ^ Ashby, R. D .; Solaiman, D. K .; Foglia, T.A., Serbest asit sophorolipid sentezini arttırmak için yağ asidi esterlerinin kullanımı. Biotechnol Lett 2006, 28 (4), 253-260.
  24. ^ Parekh, V. J .; Patravale, V. B .; Pandit, A. B., Mango çekirdek yağı: Starmerella Bombicola NRRL-Y 17069 kullanılarak sophorolipid biyo yüzey aktif maddenin fermentatif üretimi için yeni bir lipit kaynağı. Biyolojik Araştırma Annals 2012, 3 (4), 1798-1803.
  25. ^ http://www.prnewswire.com/news-releases/dsm-enters-into-agreement-with-synthezyme-llc-for-production-of-surfactants-243539671.html
  26. ^ Peng, Yifeng; Munoz-Pinto, Dany J .; Chen, Mingtao; Decatur, John; Hahn, Mariah; Gross, Richard A. (10 Kasım 2014). "Poli (sophorolipid) Yapısal Varyasyon: Biyomateryal Fiziksel ve Biyolojik Özellikler Üzerindeki Etkiler". Biyomoleküller. 15 (11): 4214–4227. doi:10.1021 / bm501255j.