Introducere
biotehnologia folosește microorganisme, precum și celule superioare și principiile lor active, cu scopul de a realiza conversii dorite ale diferitelor substraturi (Tripathi și colab., 1997). L-fenil acetil carbinolul este materia primă pentru sinteza chimică a hidroclorurii de l-efedrină și a compușilor farmaceutici pseudo efedrină utilizați ca decongestionanți, antiastmatici (Shin și Rogers, 1995) și recent raportați, utilizați în controlul obezității (Astrup și colab., 1992). Benzaldehida substratului Aromatic va da l-PAC prin metoda biotransformării. Anumite tulpini de drojdie posedă enzime piruvat decaroxilază (PDC) și alchol dehidrogenază (ADH) care produc L-PAC și alcool benzilic, un produs secundar, respectiv din benzaldehidă (Nikolova și Ward, 1991). Potențialele de biotransformare ale celulelor în creștere celulele recoltate libere celulele imobilizate și izolate brute, precum și enzima purificată au Bee n studiat extensiv (Liew și colab., 1995; Shin și Rogers, 1996a, b).
rolul tulpinilor noi în bioconversie este un aspect important. Producția de l-PAC a fost studiată de celulele libere și imobilizate ale saccharomyces cerevisiae în diferite condiții de creștere și biotransformare. Dar am studiat producția de l-PAC din benzaldehidă prin utilizarea diferitelor tulpini noi sub diferite modalități de creștere și biotransformare în vederea monitorizării condițiilor ideale care permit randamentul maxim al produsului la concentrația constantă a substratului și densitatea celulară. Producția L-PAC este prezentată în schema 1.
| Schema 1: | |
materiale și metode
producția de l-fenil Acetil Carbinol cu celule normale de Sccharomuces Cerevisiae (BY)
producția de l-Pac (un intermediar cheie pentru multe medicamente) din benzaldehidă prin drojdii este calea potențială în industria fermentației pentru producerea efedrinei și a altor medicamente. Studiul de față a fost realizat de autor în Sultan-ul-Uloom college of Pharmacy, situat în Hyderabad, India, în anul 2004.Cultura stocului de drojdie de panificație a fost proaspăt subculturată (Ellaiah și Krishna, 1987) pe înclinații medii sterile proaspete Yema și incubată la temperatura camerei (aproximativ 28 C) timp de 36 h. astfel, cultura 36 h a fost utilizată pentru recoltare. Cultura drojdiei Brutarilor a fost recoltată prin agitare în 5 mL apă sterilă. Suspensia microbiană recoltată a fost transferată în mediu de inocul-I. compoziția mediului de inocul este după cum urmează:
flaconul a fost incubat la 28 de grade C pe un agitator rotativ (180 RPM) timp de 24 de ore.
numărătoarea microbiană a fost realizată folosind camera de numărare Neubauer. Suspensia microbiană a fost diluată astfel încât fiecare mL de suspensie să conțină 200×106 celule. Zece mililitri de inocul de la IM-I au fost transferați la 100 mL de mediu de inoculare-II a cărui compoziție este indicată mai jos:
flacoanele au fost incubate pe un agitator rotativ (180 RPM) timp de 16 ore.
au fost pregătite o sută de mililitri de medii de producție. În cea mai mare parte a studiului, mediul de melasă utilizat ca mediu de producție și pentru studiul de comparație mediu de suc de trestie de zahăr cu uree a fost utilizat ca mediu de producție. Zece mililitri de inocul din IM-II au fost transferați în medii de producție a căror compoziție este aceeași cu IM-II și incubată timp de 9 ore pe agitator rotativ. La 9 ore, s-a adăugat nutrient (20 mL melasă 50%) în mediul de producție a melasei și nutrient (20 mL suc de trestie de zahăr 50%) în mediul de producție a trestiei de zahăr respectiv și incubat pe agitator rotativ. Începând cu ora 10 0.6% din benzaldehida distilată a fost adăugată în 6 doze divizate de intervale de jumătate de oră la mediul de producție.
apoi flacoanele au fost incubate pe agitatorul rotativ timp de 24 de ore. baloanele care conțin 130 mL bulion (adică 100 mL mediu de producție+10 mL inocul+20 mL mediu nutritiv) au fost tratate cu 130 mL benzen (solvent) și agitate timp de l5 min în pâlnii de separare. Apoi stratul organic a fost separat și filtrat prin bumbac absorbant. În cele din urmă, solventul benzen a fost distilat pentru a obține produsul L-PAC.
producția de l-fenil Acetil Carbinol cu noi izolate de drojdii:
proceduri pentru Bioconversie:
în studiile comparative, culturile noi au fost utilizate pentru a estima și compara potențialul lor de biotransformare cu drojdia de brutărie. Culturile stoc de Candida pseudointermedia MTCC nr. 6225, Candida pseudountermedia MTCC nr.6352 și Issatchenkia orientalis MTCC nr. 6351 au fost subculturate aseptic pe pante Strile YEMA cu buclă de transfer sterilizată în zona sterilă (flux de aer Laminar).
procedura menționată anterior (Ellaiah și Krishna, 1987) a fost repetată și pentru noile tulpini. În cea mai mare parte a studiului, mediul de melasă a fost utilizat ca mediu de producție, iar pentru studiul comparativ, mediul de suc de trestie de zahăr cu uree (Kaur și Kocher, 2002) a fost utilizat ca mediu de producție.
rezultate și discuții
l-fenil acetil carbinolul este un lichid de culoare galbenă. Greutatea sa specifică raportată este de 0,93 la temperatura camerei. L-PAC produs de izolate, inclusiv drojdiile Brutarilor (S. cerevisia), a prezentat aceeași valoare a gravitației specifice. valoarea pH – ului l-PAC (raportul 1: 1 dintre eșantionul l-PAC și apă) este raportată ca 3,84. În aceste experimente, produsul L-PAC obținut prin biotransformare de patru drojdii diferite, cum ar fi drojdia de panificație, Candida pseudointermedia (6225), Candida pseudointermedia (6352) și issatchenkia orientials (6351) au prezentat aceleași valori ale pH-ului. Valoarea Rf a L-PAC a fost raportată (Groger și Erge, 1965) în cloroform ca fază mobilă pe silicagel vaporii de iod au fost utilizați pentru detectarea petelor.
în dezvoltarea cromatogramelor, cloroformul ca solvent frontal a fost comparat cu amestecul de solvent (30% acetat de etil 70% hexan) ca fază mobilă. Frontul ulterior al solventului a arătat o separare mai bună decât cloroformul. Așa că am folosit 30% acetat de etil și 70% hexan ca solvent în toate experimentele noastre.
L-PAC este reactiv în lumina UV, vapori de iod și carbonizare în oxid de oxid de azot-metoxinaftalină. Valoarea Rf a standardului l-PAC este de aproximativ 0,33. Produsul L-PAC al diferitelor izolate a prezentat aceeași valoare Rf.
metil cetona prezentă în L-PAC suferă reacția Idoformă (Smith și Hendlin, 1954). Inițial suferă halogenare și scindarea în prezența alcalinilor precum NaOH pentru a da naștere la Idoform. Această reacție este foarte specifică pentru L-PAC și nu apare cu produse secundare. L-PAC produs de diferite izolate a dat naștere la Idoform.
prin estimări polarimetrice și colorimetrice, procentul de bioconversie a fost estimat în diferite izolate de drojdie. Alte produse de fermentație (de exemplu, alcool benzilic, acid benzoic, precum și benzaldehidă neconvertită au fost testate prin cromatografie lichidă de înaltă performanță (HPLC) și cromatografie de gaze (GC). Structura chimică a L-PAC a fost identificată și conformată datelor spectrale 1H RMN și UV.
mai mulți lucrători (Ellaiah și Krishna, 1987) au efectuat fermentarea în melasă ca mediu de producție, pe lângă faptul că în industrie se utilizează mediu de melasă pentru reacția de bioconversie în producția L-PAC.
în prezenta anchetă am încercat sucul de trestie de zahăr ca mediu de producție în producția de l-PAC. Sucul de trestie de zahăr cu 0,25% uree a fost utilizat ca mediu de producție care a produs mai mult produs de l-PAC decât melasă. În plus față de acest produs, extracția din mediul de suc de trestie de zahăr a fost foarte convenabilă decât din mediul de melasă. Bioconversia % obținută cu diferite izolate de drojdie este prezentată în tabelul 1.
potențialul de biotransformare al celulelor libere ale drojdiei Brutarilor (S. cerevisiae) a fost studiat atât în melasă, cât și în sucul de trestie de zahăr ca mediu de producție. În mediul melaselor s-a observat bioconversie de 25% în cazul în care, la fel ca în mediul sucului de trestie de zahăr, s-a observat bioconversie de 28%.
| Tabelul 1: | conversia melasei și a sucului de trestie de zahăr ca medii de producție la producția de l-PAC |
potențialul de biotransformare al celulelor libere de Candida pseudointermedia MTCC nr. 6225 a fost studiat atât în melasă, cât și în sucul de trestie de zahăr ca mediu de producție. În melasă s-a observat o bioconversie de 23,43%, la fel ca în sucul de trestie de zahăr, s-a observat o bioconversie de 23,75%.
potențialul de biotransformare al celulelor libere de Candida pseudointermedia MTCC nr. 6352 a fost studiat atât în melasă, cât și în sucul de trestie de zahăr ca mediu de producție. În melasă s-a observat 33,47% bioconversie în cazul în care s-a observat 48,76% bioconversie ca în sucul de trestie de zahăr.
potențialul de biotransformare al celulelor libere de Issatchenkia orientalis MTCC no.6351 a fost studiat atât în melasă, cât și în sucul de trestie de zahăr ca mediu de producție. În melasă s-a observat 37,16% bioconversie în cazul în care s-a observat 60,61% bioconversie ca în sucul de trestie de zahăr.
concluzie
în concluzie s-a investigat prezenta procedură de utilizare a tulpinilor noi de drojdii din surse naturale pentru studii de biotransformare și s-a utilizat pentru bioconversia benzaldehidei în L-PAC. Trei tulpini au fost izolate din diferite surse naturale, cum ar fi blackgrapes, fructe de curmale și suc de trestie de zahăr și au fost identificate la Institutul de tehnologie microbiană, Chandigarh. Aceste trei tulpini au fost desemnate ca Candida pseudointermedia MTCC nr. 6225 (BGY), issatchenkia orientials MTCC nr.6351 (DY), Candida pseudointermedia MTCC nr. 6352 (SCY).Care va fi o completare importantă a procedurilor existente. Cele mai semnificative constatări ale cercetării de față sunt utilizarea a 3 noi tulpini de drojdii pentru producerea L-PAC și utilizarea sucului de trestie de zahăr ca mediu de producție pentru producerea L-PAC. Avem succes în ambele încercări și există o creștere considerabilă a randamentului procentual al L-L-PAC atunci când sucul de trestie de zahăr a fost utilizat ca mediu de producție. Deși sucul de trestie de zahăr este scump în comparație cu melasa, procedura de extracție s-a dovedit a fi mult mai ușoară cu sucul de trestie de zahăr în comparație cu melasa. Modalități suplimentare de cercetare, cum ar fi diferiți factori, studii de imobilizare, studii de mutație etc., ar putea ajuta la stabilirea metodelor rentabile pentru producerea de l-PAC prin utilizarea sucului de trestie de zahăr ca mediu de producție. Acesta este primul raport privind utilizarea Candida pseudointermedia și Issatchenkia orientalis pentru studiile de bioconversie a benzaldehidei la L-PAC. Utilizarea sucului de trestie de zahăr ca mediu de producție în studiile de biotransformare a benzaldehidei la L-PAC este, de asemenea, primul raport de acest gen. Mai mult, sucul de trestie de zahăr a arătat un potențial crescut de bioconversie decât mediul de melasă. Tulpinile noi putem explora pentru diferite reacții chimice. Studii suplimentare în această direcție sunt în curs de desfășurare.
mulțumiri
autorii sunt recunoscători IMTECH, Chandigarh pentru identificarea tulpinilor noi și atribuirea numerelor MTCC.
